單片機(jī)教學(xué)方法的探索與實(shí)踐

畢 然

摘 要 單片機(jī)是電子類專業(yè)的一門重要課程,在實(shí)際工程中有著廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)單片機(jī)教學(xué)中存在諸多問(wèn)題,如教學(xué)內(nèi)容枯燥、實(shí)驗(yàn)設(shè)備費(fèi)用高、實(shí)驗(yàn)缺乏靈活性等。本文結(jié)合實(shí)例,介紹了PROTEUS軟件和學(xué)習(xí)情境的教學(xué)方法在單片機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用。通過(guò)新的教學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生信息交流及合作、學(xué)習(xí)及工作能力、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰跋到y(tǒng)開(kāi)發(fā)能力。

關(guān)鍵詞 學(xué)習(xí)情境教學(xué)方法 PROTEUS 單片機(jī)

中圖分類號(hào):G424文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

單片機(jī)具有體積小、功能多、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),在家用電器、實(shí)時(shí)工控、智能儀器儀表等方面有著廣泛的應(yīng)用,是電類專業(yè)工作人員必須要掌握的一門課程。在單片機(jī)的傳統(tǒng)教學(xué)中,都是按照書(shū)本上的章節(jié)順序講解,先講單片機(jī)概論、硬件,再講指令、語(yǔ)句、流程圖,最后在試驗(yàn)箱上完成設(shè)備固有的幾個(gè)項(xiàng)目。這樣就導(dǎo)致課程的內(nèi)容比較枯燥、抽象,很少有學(xué)生能夠堅(jiān)持學(xué)下去。另外,實(shí)驗(yàn)箱實(shí)驗(yàn)具有一定的局限性,學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)后,對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)電路沒(méi)有具體的了解,只能做一些驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn),不利于學(xué)生創(chuàng)新思維的開(kāi)發(fā)。為了增強(qiáng)本門課程的趣味性,鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力,筆者打破了傳統(tǒng)的教學(xué)方式,在單片機(jī)教學(xué)中采用學(xué)習(xí)情境的教學(xué)方法,同時(shí)引入了最新的嵌入式科研仿真與開(kāi)發(fā)平臺(tái)Proteus,將單片機(jī)的課程劃分為幾個(gè)教學(xué)情境,每個(gè)教學(xué)情境均由若干個(gè)具體的典型工作任務(wù)組成,學(xué)生可以根據(jù)設(shè)計(jì)的工作任務(wù)進(jìn)行單片機(jī)單元電路的硬件、軟件設(shè)計(jì)、程序調(diào)試、仿真運(yùn)行,學(xué)生設(shè)計(jì)、仿真成功后,再有針對(duì)性地進(jìn)行實(shí)際實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步理解、鞏固、擴(kuò)展所學(xué)知識(shí)。

在此就一個(gè)典型的任務(wù)來(lái)介紹一下仿真技術(shù)和情境教學(xué)在單片機(jī)課程中的實(shí)施。

1 明確任務(wù)

師:城市的夜晚酷似一個(gè)夢(mèng)幻世界,色彩斑斕,各種各樣的霓虹燈,似天上彩虹、像人間銀河。究竟是什么“魔力”使彩燈變換出多樣的顯示效果? (學(xué)生討論)

師:霓虹燈可以變換出不同的文字和圖案是因?yàn)樗膬?nèi)部有一個(gè)電腦芯片進(jìn)行控制,霓虹燈管按編好的程序亮或滅,組成一副副流動(dòng)的畫(huà)面。這節(jié)課我們就要學(xué)習(xí)霓虹燈最為簡(jiǎn)單的一種控制方法——“流水燈”。

2 任務(wù)分析

師:流水燈顧名思義,就是實(shí)現(xiàn)一個(gè)亮點(diǎn)流動(dòng)的實(shí)驗(yàn)。如何來(lái)實(shí)現(xiàn)亮點(diǎn)的流動(dòng)呢?(小組討論,引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出利用P2口輸出實(shí)現(xiàn)8只LED彩燈控制。)

3 方案制定

(1)先以小組討論的方式制定實(shí)施的方案,包括系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)。在方案討論制定過(guò)程中,引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)輔助資料了解構(gòu)成單片機(jī)最小的硬件電路,包括電源、復(fù)位電路、振蕩電路等,復(fù)習(xí)Proteus的使用方法,結(jié)合多媒體幻燈片引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)傳送指令、循環(huán)指令、邏輯運(yùn)算指令等相關(guān)理論知識(shí)。

(2)與學(xué)生探討小組方案的優(yōu)缺點(diǎn),共同確定流水燈的硬件電路參考圖。

(3)師生共同探討流水燈實(shí)驗(yàn)軟件設(shè)計(jì)流程。

4 項(xiàng)目實(shí)施

學(xué)生按項(xiàng)目解決方案及實(shí)施計(jì)劃,以小組分工的形式完成單向流水燈的軟件設(shè)計(jì),并在Proteus中實(shí)現(xiàn)軟、硬件協(xié)同仿真。在學(xué)生實(shí)際操作過(guò)程中,教師對(duì)程序編譯出錯(cuò)、硬件電路方面的錯(cuò)誤及時(shí)進(jìn)行指導(dǎo),并重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)使用延時(shí)程序的必要性及延時(shí)時(shí)間的控制。

5 項(xiàng)目拓展

本實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)的是從上至下的流水燈的效果,引導(dǎo)學(xué)生探討更好的解決方案和更多的彩燈控制變換方式。比如以不同的方式顯示流水燈的效果,實(shí)現(xiàn)用按鍵來(lái)控制流水燈等。

6 展示評(píng)價(jià)

在教學(xué)評(píng)價(jià)中,采用教師評(píng)價(jià)、學(xué)生自我評(píng)價(jià)、社會(huì)評(píng)價(jià)相結(jié)合的評(píng)價(jià)方法。評(píng)價(jià)重點(diǎn)為學(xué)生動(dòng)手能力和實(shí)踐中分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力(及創(chuàng)新能力),對(duì)在學(xué)習(xí)和應(yīng)用上有創(chuàng)新的學(xué)生應(yīng)予特別鼓勵(lì),讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)經(jīng)過(guò)努力獲得成功的快感,同時(shí)也可以讓學(xué)生及時(shí)發(fā)現(xiàn)自己的(下轉(zhuǎn)第21頁(yè))(上接第18頁(yè))不足,為下一階段的調(diào)整和完善奠定基礎(chǔ)。

7 教學(xué)反思

本次課程教學(xué)采用了先進(jìn)的教育理念和教學(xué)方法,在教學(xué)情境設(shè)計(jì)中力求實(shí)現(xiàn)知識(shí)和實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合,體現(xiàn)了“做中學(xué)”、“學(xué)中做”的教學(xué)理念。課堂氣氛活躍,學(xué)生參與程度高,達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)效果。

在本次課程實(shí)施過(guò)程中,教師的角色不再是一個(gè)表演者,而是幫助和指導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的組織者。學(xué)生在教師的引導(dǎo)下由不知到知,由不會(huì)到會(huì),既重視學(xué)生學(xué)習(xí)的結(jié)果,又重視學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程,允許學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中犯錯(cuò)誤,使學(xué)生在錯(cuò)誤中不斷改進(jìn)和提高,不斷完善自己,培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中能夠主動(dòng)、快樂(lè)學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳言.項(xiàng)目教學(xué)法.職業(yè)技術(shù)教育,2003(7).

[2] 劉雪雪.談?dòng)肞roteus改善現(xiàn)有單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室[J].中國(guó)科學(xué)教育,2005(16).

[3] 王陸.教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)方法.首都師范大學(xué),2000.7.