任務(wù)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)法在單片機(jī)課程中的實(shí)踐

任濤 呂永潔

摘要：單片機(jī)相比其他學(xué)科，更加抽象，需要較強(qiáng)的邏輯思維能力。如果按照以往傳統(tǒng)的教學(xué)方法，學(xué)生普遍難以接受空洞抽象的理論知識(shí)。為了改變這種現(xiàn)狀，提高教學(xué)效果，激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可以改變以往的授課方式，以產(chǎn)品為主題，以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，通過實(shí)際的應(yīng)用，建立任務(wù)，而教師和學(xué)生圍繞著這個(gè)任務(wù)，展開互動(dòng)。當(dāng)學(xué)生完成完整的任務(wù)時(shí)，就完成了一個(gè)具體的單片機(jī)開發(fā)工作，從而提高了學(xué)生的積極性，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；任務(wù)；程序

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)形成了通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)兩大分支，而單片機(jī)的出現(xiàn)無疑是這兩大分支形成的標(biāo)志。近幾年，單片機(jī)得到了飛速發(fā)展，單片機(jī)最明顯的優(yōu)勢就是可以嵌入到各種儀器、設(shè)備中。目前，大量的嵌入式系統(tǒng)均采用單片機(jī)。而作為一門新興的學(xué)科，在實(shí)際的教學(xué)中，卻遇到了或多或少的問題。

目前的單片機(jī)教材基本上都是以單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)，匯編語言的指令系統(tǒng)，程序設(shè)計(jì)為主線，盡量從各個(gè)方面把所有基本概念羅列清楚，著重于對知識(shí)點(diǎn)的介紹，對理論的掌握。這樣的結(jié)果是知識(shí)體系全面而嚴(yán)謹(jǐn)，但是抽象而空洞。在中職學(xué)校，學(xué)生大多基礎(chǔ)差，底子薄，邏輯思維還沒有系統(tǒng)建立。而單片機(jī)相比其他學(xué)科，更加抽象，需要較強(qiáng)的邏輯思維能力。如果按照以往傳統(tǒng)的教學(xué)方法，學(xué)生普遍難以接受空洞抽象的理論知識(shí)。對于中職教學(xué)而言，是老師難教，學(xué)生難學(xué)，更別提激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性了。

面對空洞抽象的單片機(jī)教學(xué)內(nèi)容，如何配合教材，讓學(xué)生簡單易學(xué)地掌握單片機(jī)開發(fā)的工作呢？經(jīng)過多年的教學(xué)實(shí)踐，我采用的任務(wù)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)方法取得一定的成果。

任務(wù)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)法是在老師的指導(dǎo)下，將一個(gè)相對獨(dú)立的任務(wù)交由學(xué)生自己處理，信息的收集、方案的設(shè)計(jì)、任務(wù)實(shí)施及最終評價(jià)，都由學(xué)生自己負(fù)責(zé)，學(xué)生通過該任務(wù)的進(jìn)行，了解并把握整個(gè)過程及每一個(gè)環(huán)節(jié)中的基本要求。任務(wù)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)改變了以往“教師講，學(xué)生聽”的被動(dòng)教學(xué)模式，創(chuàng)造了學(xué)生主動(dòng)參與、自主協(xié)作、探索創(chuàng)新的新型教學(xué)模式，不再是簡單地讓學(xué)生按照教師的安排和講授去得到一個(gè)結(jié)果，而是在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生去尋找，摸索，討論，協(xié)同完成整個(gè)任務(wù)，學(xué)習(xí)的重點(diǎn)不在結(jié)果而在整個(gè)完成任務(wù)的過程之中。而學(xué)生在這個(gè)過程當(dāng)中，不僅僅是學(xué)習(xí)到了單片機(jī)開發(fā)的相關(guān)知識(shí)，更是提高了面對實(shí)際工作的處理能力，提出問題——發(fā)現(xiàn)問題——解決問題，并增強(qiáng)了溝通交流和協(xié)同工作的能力，加強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)意識(shí)。

下面，以一次教學(xué)實(shí)踐為例來說明。

（1）主題產(chǎn)品。帶領(lǐng)學(xué)生參觀城市夜市下的霓虹燈，啟發(fā)學(xué)生探究其制作原理，激發(fā)學(xué)生自己制作的欲望，以參觀霓虹燈標(biāo)志牌部分效果為例，建立課題。

（2）確定任務(wù)。用8個(gè)發(fā)光二極管代替霓虹燈模擬實(shí)驗(yàn)，通過控制8個(gè)發(fā)光二極管的有序亮滅，呈現(xiàn)流水燈的霓虹效果。

（3）前期準(zhǔn)備。參考教材，收集資料：了解霓虹燈的工作原理、電路結(jié)構(gòu)、單片機(jī)程序設(shè)計(jì)的步驟、仿真器的使用和程序調(diào)試；通過單片機(jī)經(jīng)典程序范例，培養(yǎng)學(xué)生的開發(fā)思維和邏輯能力。

（4）電路圖的選擇與分析。實(shí)現(xiàn)8位花樣流水燈的電路方式很多，用模擬電路、數(shù)字電路中振蕩電路均可實(shí)現(xiàn)，但從產(chǎn)品成本、維護(hù)和升級方面來考慮，最靈活、最合適的方案莫過于用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)。利用各引腳輸出電位的變化，控制發(fā)光二極管的亮滅。各引腳的電位變化可通過指令來控制，當(dāng)某個(gè)引腳得到低電平的時(shí)候，對應(yīng)連接的發(fā)光二極管就會(huì)亮，反之則滅。

（5）任務(wù)實(shí)施。

第一步：控制一個(gè)發(fā)光二極管的亮滅。①指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)軟件編程格式和指令“MOV、SETB、CLR、ACALL、AJMP、DJNZ、ORG、RET、END”應(yīng)用方法，并詳細(xì)講解延時(shí)程序的算法，指導(dǎo)學(xué)生完成源程序的編寫。②指導(dǎo)學(xué)生在實(shí)訓(xùn)臺(tái)上連接好電路。③教師演示Keil軟件應(yīng)用方法，巡回指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用Keil軟件完成程序仿真調(diào)試。實(shí)際電路中運(yùn)行程序看效果。

第二步：控制8個(gè)發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)花樣流水燈效果。①講解“MOV P1，#11111110B”的具體含義，指導(dǎo)學(xué)生完成源程序的編寫。②指導(dǎo)學(xué)生在實(shí)訓(xùn)臺(tái)上連接好電路。③巡回指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用Keil軟件完成程序仿真調(diào)試。④實(shí)際電路中運(yùn)行程序看效果。⑤總結(jié)評價(jià)任務(wù)二的完成情況，引導(dǎo)學(xué)生觀察“0”的位置變化，讓其發(fā)現(xiàn)規(guī)律，指導(dǎo)學(xué)生去指令表中查找是否有讓“0”左循環(huán)、右循環(huán)的指令，并自學(xué)完成它的正確用法，讓學(xué)生在摸索、探究中完成左循環(huán)指令“RL”簡化程序。在此過程中，老師應(yīng)給予指導(dǎo)，并講解數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)指針R2的用法，幫助學(xué)生打開思路完成源程序編寫。源程序見參考程序清單3。⑥巡回指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用Keil軟件完成程序仿真調(diào)試。⑦實(shí)際電路中運(yùn)行程序看效果。⑧評價(jià)考核學(xué)生的作品。

第三步：任務(wù)評估。①硬件電路。評價(jià)內(nèi)容：電子電路基礎(chǔ)知識(shí)，分值20。評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：掌握單片機(jī)芯片對應(yīng)引腳的名稱、序號(hào)、功能，5分；掌握單片機(jī)最小系統(tǒng)原理分析，10分；認(rèn)識(shí)電路中各元器件功能及型號(hào)，5分。②電路連接布線工藝。評價(jià)內(nèi)容及標(biāo)準(zhǔn)：電路安裝——按照原理圖在實(shí)訓(xùn)臺(tái)正確安裝，分值5；布線——符合電路布線工藝標(biāo)準(zhǔn)，分值5。③程序編制、調(diào)試、運(yùn)行。評價(jià)內(nèi)容及標(biāo)準(zhǔn)：指令學(xué)習(xí)——正確理解程序中所用指令的意義，10分；程序分析、設(shè)計(jì)——能正確分析程序的功能，10分，能根據(jù)要求設(shè)計(jì)功能相似的程序，10分；程序調(diào)試與運(yùn)行——程序輸入正確5分，程序編譯仿真正確5分，能修改程序并分析10分。④安全文明生產(chǎn)。評價(jià)內(nèi)容及標(biāo)準(zhǔn)：使用設(shè)備和工具——正確使用設(shè)備和工具，10分。⑤團(tuán)結(jié)協(xié)作。評價(jià)內(nèi)容及標(biāo)準(zhǔn)：集體意識(shí)——各成員分工協(xié)作，積極參與，10分。

總之，單片機(jī)相比其他學(xué)科，更加抽象，需要較強(qiáng)的邏輯思維能力。我們可以改變以往的授課式方式，以產(chǎn)品為主題，以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，通過實(shí)際的應(yīng)用，建立任務(wù)，而教師和學(xué)生圍繞著這個(gè)任務(wù)，展開互動(dòng)。當(dāng)學(xué)生完成完整的任務(wù)時(shí)，就完成了一個(gè)具體的單片機(jī)開發(fā)工作，從而提高了學(xué)生的積極性，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

參考文獻(xiàn)：

[1]王東峰.單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2005.

[2]李建忠.單片機(jī)原理與應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2008.

（湖北十堰職業(yè)技術(shù)集團(tuán)學(xué)校）