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摘要:
在单片机课程教学过程中，学生普遍反应不容易入门，针对各个教学难点很多一线教师采用了多种教学方法帮助学生理解抽象的问题，但是仍然没有改变该门课程不易入门的特点，为了解决这一问题，本文结合目前前沿技术给出了一种采用图形化语言编译平台降低单片机课程入门难度的课改方向。
关键词:
单片机;流码;课程改革;图形化语言
0引言
“单片机技术与应用”这门课程目前是电子信息、电气类专业学生必修的课程之一，通过该课程的学习，学生能够理解智能仪器的原理及应用方法、了解自动控制设备的控制方法，以及能够完成一些简单电子产品的开发设计工作。单片机可以看做属于计算机硬件范畴的课程，该类课程比较抽象，学生不易入门，是学生比较难以掌握的课程。随着技术的发展，目前市场上使用的单片机内核种类很多，51、AVR、PIC、MSP430等都是比较常见的单片机类型，但是其中51内核单片机一直是众多高校或者职业院校教学一直采用的芯片类型。经典51内核单片机之所以被广泛用于教学主要有以下几方面原因:
(1)技术成熟，相关学习及应用资料多。
51单片机相对于其他类型单片机起步较早，上世纪80年代就开始传入我国进行研究应用了。在30多年的教学、科研过程中积累了大量的学习和应用材料，所以不论对于老师教学还是学生自学都有大量的参考学习资料，可以从书籍、网络论坛、期刊论文数据库等多途径获得。
(2)任课教师普遍熟悉51单片机的原理及应用
很多任课教师自身在学习过程中接触的就是51内核单片机，所以教师教学过程中更倾向于选择51单片机作为授课对象，就这样一代传一代，51单片机的应用客户群逐渐壮大起来。
(3)51单片机本身也在不断完善发展
同为51内核单片机，但是不同品牌厂商对自己的产品都在不同方面进行完善，宏晶科技有限公司的STC各系列单片机就是其中的代表，不论从运算速度、可靠性上还是片上资源上都不断进行更新，另外在供电方面还有低功耗的类型。所以从技术应用上，51单片机经过多年的发展并没有落后于其他MCU。
1单片机学习难点
在教学过程中发现，不论是51还是其他内核的单片机都存在入门难特点，这主要是由单片机硬件本身特性决定的。以51单片机为例，单片机学习的难点主要有这几方面:
(1)硬件结构理解比较抽象
(2)编程语言学习困难
很多学生在学习单片机硬件结构时，对各部分结构的理解停留在概念描述层面，不能很快转变思维方式，对其功能，实际作用与实际工作和应用联系不起来。对于没有编程基础的同学，不论是学习汇编语言还是C语言，在程序编写上都需要有一个思维转变适应的过程，很多学生不适应，一直觉得单片机难学。
(3)知识点难理解
在单片机学习过程会涉及到很多新名词和知识，例如中断、定时计数器、串口等，这些功能的工作方式或者启动流程也是学习过程中需要注意的难点。单片机课程教学可以看成以下三个部分:单片机及语言的选择、教学实施过程、目标，如图1所示。检索很多文献发现，为了达成教学目标，教学中设计实施了各种教学方法、教学模式改革和创新，对学生学习应该说有很大帮助，但没有改变单片机学习困难和不易上手的本质。
2高职学生学情分析
当前高职生源存在以下几个普遍问题:
(1)学生高考成绩低，基础不好;
大部分高职生的基础就相对薄弱，有些甚至基本的高中物理电学基础知识都不能很好掌握。
(2)自控性较差，习惯性不学习
高职生源部分学生自控能力差，上课经常玩手机或者看小说等，从小没有养成良好的学习习惯，所以在教学过程中教师采取各种教学方法吸引学生注意力，但对于一些纯理论枯燥的较难知识点，教学效果还是不理想。
(3)对问题的理解能力相对较弱
高职学生与本科生相比，对问题的理解能力的平均水平相对弱，对较为抽象的问题学习起来也会相对吃力。
3新兴开发平台及语言降低单片机学习门槛
(1)Arduino平台
Arduino是在AVR单片机基础上开发的一款便捷灵活、方便上手的一款包括软件和硬件的的开源电子原型平台。硬件(各种型号的Arduino板)、软件(ArduinoIDE)。后来随着技术发展，以其他芯片为基础的Arduino核心板也出现了，运算速度和硬件资源都相应的得到了提高。软件平台ArduinoIDE是基于processingIDE开发。对于初学者来说，极易掌握，同时有着足够的灵活性。Arduino语言基于wiring语言开发，是对avr－gcc库的二次封装，不需要太多的单片机基础、编程基础，学习起来相对于直接C语言或者汇编语言开发单片机应用程序更为简单，可以快速地进行产品开发。另外Arduino平台在网络上可以找到很多开源的软件和硬件资源供初学者学习使用。
(2)图形化语言开发平台
图形化语言开发平台是近些年编程语言的一个发展方向。Arduino平台也开发了相应的图形化程序开发环境，通过图形化方式更直观的表现出程序逻辑，直接避开了文本代码方面的记忆，对于英语不好见英文就怕的学生来说这种图形化程序更容易接受。最近几年在图形化编程环境领域出现了一个新平台叫Flowcode，目前已经更新到V6版本，该平台支持PIC、AVR、ARM三种硬件芯片的程序编写。这款平台的编程语言也很有创意，类似于程序流程图，简称“流码”，同时还兼容C语言，对于已经完善的C语言代码可以直接嵌套到流码程序中。此外该平台还支持中文菜单，更容易被学生接受。由于流码程序近似于程序流程图，和其他图形化语言相比，流码对学生编程思维逻辑培养上更具优势。在该平台中还集成了一些基础功能的驱动宏，直接进行图标拖拽调用即可，不需要学生深入了解硬件结构和具体寄存器工作原理及配置，这部分工作，Flowcode平台已经代劳。通过该平台的学习可以让学生更快更好理解单片机的用途，并能很快上手应用。
4结语
职业教育教学应该随着行业技术的发展与时俱进，跟上技术前沿，这样职业教育才更有意义，培养出的人才能更适应社会需求，图形化语言对于单片机技术人才培养上缩短了培训周期，这也意味着单片机行业程序开发人才的供给更快捷，可以为缩短企业产品研发周期和后备技术人才的供给周期，同时也是单片机技术与应用课程授课内容改革的一个重要方向。
参考文献:
［1］张江城，胡橙．基于Arduino的高职高专单片机相关课程改革设计［J］．中小企业管理与科技旬刊，2016(10)．
［2］李华洲．基于Arduino的高职物联网相关课程改革设计［J］．大众科技，2015(01)．
［3］武玉升．基于Arduino的高职单片机课程教学改革［J］．交通职业教育，2014(01).
作者:王景芝 单位:吉林工业职业技术学院
