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单片机和物联网技术论文范文

摘要：物联网技术的创新发展,逐渐改变了单片机教学的授课方式,结合物联网技术以及单片机原理的应用,在课堂教学设计中来合理地演示单片机电子系统,能够有效提升课堂教学的科学性和实践性.本文主要分析了单片机教学和物联网技术的特点,以及传统单片机教学现存问题,重点分析了物联网技术在单片机教学中的应用措施.

关键词：物联网技术单片机教学应用

物联网技术发展逐渐成熟,在社会各界的应用范围也越来越广泛,社会对于物联网技术的专业性人才需求量也逐渐加大.在中职电子技术课程体系中,单片机技术属于物联网产业的关键底层发展技术之一,随着物联网技术的不断创新,传统的单片机课程教学观念和教学内容都已经无法满足社会发展需求,需要结合物联网技术发展现状,积极创新改革单片机课程教学.

一、单片机教学和物联网技术特点分析

在中职学校相关专业中,单片机原理和单片机应用教学活动的开展非常重要,教师需要对单片机教学内容提升重视力度,引导学生了解单片机的工作原理.在传统的单片机教学中,为了能够为学生提供真实直观的应用教学活动,教师一般都在课堂教学中通过实验教学培养学生的具体实践能力,利用传统单片机教学观念和教学模式,掌握基础的编程方法,使用基本的接口基础,但是这种传统教学模式忽视了实际构建单片机系统的需求,学生的综合设计能力得不到有效培养.

物联网核心内容就是促进物与物之间、人与物之间的信息交互性,物联网技术具有智能、传输和全面感知等特点.在物联网构架当中,最关键的技术跟单片机的应用有很大的联系,因此结合物联网技术的应用,能够创新单片机教学观念和教学手段,丰富单片机教学内容,为单片机教学提供更多的实践方式.把物联网技术和单片机教学相结合,把理论知识和实践教学相结合,培养学生实践操作能力,从根本上提升学生的技术水平,促进物联网相关产业的创新发展.

二、物联网技术在单片机教学中的应用

1.优化单片机课程应用

在传统单片机课堂教学中,教师过于重视理论知识教学,忽视了学生的综合实践能力水平提升,采用的大部分单片机教学内容都已经跟不上时代的发展,课堂教学知识存在非常严重的滞后性问题.单片机课程理论知识的系统性和抽象性比较强,理解起来难度比较大,学生很难通过自主学习准确地把握好单片机知识原理,对于单片机课程参与积极性不高.因此,需要在原有的课堂教学模式基础上进行创新,优化单片机课程教学方式和教学内容,例如在课堂教学中教师可以选择比较流行的无线SOC单片机来进行教学,拉近理论知识和实践教学之间的距离.在物联网技术创新发展背景下,教师需要积极优化课程教学内容,并改革课堂教学方法,使用多样化教学手段来营造出良好的单片机教学气氛,例如小组合作教学法、任务驱动教学法、项目教学法以及情境教学法等,都能够起到良好的教学效果.教师在单片机课程教学中要重视物联网技术的应用,强调单片机技術对于物联网发展的重要作用.例如在单片机课堂上学习SPI接口课程内容时,可以在教学中结合应用原理、接口函数一直到模块知识的学习都用实例教学,以有效提升单片机课堂教学的趣味性.在课堂教学中,教师可以结合学生的学习需求,尽可能地减少理论知识教学,强化实践内容的传授,增加无线通信协议栈等知识点教学,在教学中突出C语言描写的Zigbee协议栈程序,让学生能够了解开发网络拓扑结构形态等知识点,培养学生的实践能力和操作能力,促进单片机课程教学改革深入发展.

2.搭建出有效的实验教学平台

一部分中职学校受到自身教学条件的影响,无法真正地让学生实践单片机教学知识,例如在教学中以采用仿真实验平台教学为主,忽视了学生的学习需求,学生的实践能力培养和理论知识学习互相脱离,学生的学习效率和学习质量得不到有效的提升.因此需要在单片机教学课程中搭建出实验平台,能够帮助完善单片机课程教学的实验系统,并促进系统的更新,真正培养学生的综合实践能力水平.

例如教师可以选择新型的无线SOPC单片机实验箱,同时在课堂教学中选择使用Keil/IAR编译开发平台,另外教师还可以选择SOC单片机基础硬件实验类型等.

在学习单片机的定时器和计数器的相关知识点中,教师可以首先为学生创设出教学情境,开展电线测量实验,把电线绕在周长为1米的轮子上,这样拉动电线来带动轮子的旋转,计算一下轮子转了多少圈,就可以了解绕过的电线有多少米.单片机的计数器运行功能大致上相同,不过并不是电线测量中计算轮子的圈数,而是在单片机的计数器中计算出单片机P3.4-P3.5引脚进入的脉冲个数.在课堂教学中教师可以引导学生把单片机中两个计数作用当成水滴不断地滴落,思考如何测量装水容器的容量.在实践过程中,学生通过选择不同的计数器,能够针对各种物理量进行有效测量,从而有效地验证计数器的计数功能.

3.创新课堂教学理念

随着我国物联网技术的创新发展,教师需要积极创新传统教学观念,与时俱进地实现单片机课程教学改革.在课堂教学中教师要重视学生的课堂主体地位,把学习主动权还给学生,在课堂教学中提升教学趣味性,使用灵活多变的课堂教学方法,激发学生的主观能动性.同时单片机技术也在不断更新,但是大部分教师对于物联网技术和单片机技术的发展和应用了解不够充分,在课堂教学中受到传统教学观念的影响,无法满足学生的学习需求,也无法满足社会发展对于物联网技术、单片机技术综合性应用人才的需求.在单片机课堂教学中应用物联网技术,教师需要结合本节课实际单片机课程教学内容,科学合理地选择教学案例和教学手段,以真正符合学生的学习需求.

例如在单片机课堂教学中教师可以选择使用项目教学法,把单片课程当成项目系统,再细分成不同的小项目,课堂教学主线为完成项目目标,结合相应的教学知识点进行讲解,把学生的学习主动性和积极性充分激发出来.从实际教学问题入手,让学生参与到问题提出、问题分析、问题设计、问题解决和总结归纳环节,通过引导学生自主发现问题和解决问题,从而掌握更多的单片机技术相关知识点.教师还需要深入分析和了解学生的认知水平,结合课堂教学实践,完善课堂教学设计.在课堂教学中根据理论知识进度,要科学合理地选择实验实践内容,确保在学生理论知识都充分掌握的基础上,培养学生的实验实践能力.

4.实践教学创新

单片机课程教学实践性非常强,如果在教学中把理论知识学习和实践能力培养脱离进行,会导致学生出现高分低能的学习现象.在实际课堂教学中,教师可以根据教学目标,把学生分成不同的学习小组,小组成员承担着主动学习、相互配合以及平等参与的重要职责.教师作为课堂教学辅助者,要把学生的主导作用发挥出来,引导学生在实践教学中自主研究.因此教师需要在教学中积极创新教学观念和教学方法,摆脱传统教学方法对于单片机课堂教学的束缚,在单片机课堂教学中应用物联网技术,逐渐提高学生的实践能力水平.教师可以搭建出以SOC单片机特征的新教学系统,支持Zigbee的无线单片机实验箱,为了能够在教学中兼容原有的实验,便于进行移植代码,可以选择使用Keil/IAR编译开发平台,能够有效减少工作量.在实验项目开展过程中,SOC单片机的教学重点是综合实验、网络协议实验以及基础硬件实验等.