培訓(xùn)式教學(xué)法在單片機(jī)技術(shù)課程中的研究與應(yīng)用

吳樂

摘要 闡述傳統(tǒng)教學(xué)方法的弊端，分析培訓(xùn)式教學(xué)方法的優(yōu)點(diǎn)。通過在單片機(jī)技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用，將理論教學(xué)和實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

關(guān)鍵詞 培訓(xùn)式教學(xué)法；單片機(jī)技術(shù)課程；學(xué)習(xí)效果

中圖分類號(hào)：G642.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1671-489X(2012)12-0041-02

Research and Application of Training Teaching Method on Course of Single-chip Microcomputer Technology//Wu Le

Abstract This paper expounded the defects in traditional teaching method, and analyzed the advantages of the Training teaching method. Through using it on the course of SCM technology, it combined the theoretical teaching and the practice application, it improved the practical ability of students, and improved the students abilities on discovering and solving problems, it also enhanced studentslearning enthusiasm.

Key words training teaching method; course of single-chip microcomputer technology; learning effect

Authors address The Electric and Information Engineering Department of Hunan Institute of Technology, Hengyang, Hunan, China 421002

1 引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的滲透，單片微型計(jì)算機(jī)（簡稱單片機(jī)）作為微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)分支，以它的集成度高、小巧玲瓏、使用方便、控制能力強(qiáng)、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)贏得越來越多的用戶，已廣泛應(yīng)用到人們工作和生活的各個(gè)領(lǐng)域，比如家用電器、自動(dòng)售貨機(jī)、導(dǎo)航與控制、汽車與節(jié)能、辦公設(shè)備、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、儀器儀表、工業(yè)控制、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等?？梢妴纹瑱C(jī)技術(shù)已成為當(dāng)今科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的重要工具之一。

單片機(jī)技術(shù)課程作為電氣信息類一門非常重要的專業(yè)技術(shù)課，具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。該門課程知識(shí)點(diǎn)多，教授課時(shí)少，內(nèi)容難度較大，對(duì)學(xué)生的抽象思維和邏輯思維要求很高，很多學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)感到難于理解。同時(shí)，該課程側(cè)重實(shí)踐，重在培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，但學(xué)生覺得難以入門，系統(tǒng)設(shè)計(jì)毫無頭緒。因此，必須從教學(xué)方法和教學(xué)手段上多動(dòng)腦筋，從而消除學(xué)生畏懼的不良心理，這對(duì)本課程的教學(xué)至為重要。

“培訓(xùn)式”教學(xué)方法是將培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的教學(xué)模式引入到單片機(jī)技術(shù)課程教學(xué)中。該方法注重學(xué)生的動(dòng)手能力，促進(jìn)學(xué)生不斷思考，提高學(xué)生的硬件設(shè)計(jì)和編程開發(fā)能力，使學(xué)生初步具備系統(tǒng)開發(fā)的能力。

2 傳統(tǒng)單片機(jī)技術(shù)教學(xué)的弊端

單片機(jī)技術(shù)是一門非常實(shí)用的技術(shù)，具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。要掌握并能熟練應(yīng)用這門技術(shù)，必須詳細(xì)了解其內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)和軟件編程技巧，這對(duì)于剛剛接觸單片機(jī)的學(xué)生來說，具有一定的難度。

在傳統(tǒng)的教學(xué)中，課堂上教師占據(jù)大部分的時(shí)間，采用“灌輸式”進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的講解，學(xué)生只是認(rèn)真聽講，及時(shí)記筆記。對(duì)于單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，單片機(jī)的外圍接口電路和工作原理，教師只能在課堂里盡量闡述清楚；對(duì)于匯編指令和程序設(shè)計(jì)的教學(xué)，教師也只能列舉幾個(gè)典型實(shí)例。學(xué)生的學(xué)習(xí)完全是一個(gè)被動(dòng)的過程，由于教學(xué)內(nèi)容多，比較抽象，大多學(xué)生一知半解，由于沒有及時(shí)復(fù)習(xí)，不懂的問題沒有及時(shí)解決，堆積的問題越來越多，漸漸失去學(xué)習(xí)的興趣和熱情，甚至有學(xué)生根本無法獨(dú)立完成程序設(shè)計(jì)。

湖南工學(xué)院雖然對(duì)該課程也開設(shè)了實(shí)驗(yàn)課程和課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)過程，但實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)的時(shí)間安排比較滯后，學(xué)生在前幾周的理論教學(xué)中沒有親自動(dòng)手去設(shè)計(jì)電路和編寫程序，因此后續(xù)的實(shí)踐教學(xué)過程中學(xué)生的動(dòng)手能力不強(qiáng)，無法按質(zhì)按量地完成教學(xué)任務(wù)，抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重。

3 “培訓(xùn)式”教學(xué)方法的嘗試

3.1 “培訓(xùn)式”教學(xué)模式

現(xiàn)在，各種單片機(jī)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)正在興起，能為學(xué)員提供適應(yīng)勞動(dòng)力市場(chǎng)需要和有職業(yè)發(fā)展前景的、模塊化的學(xué)習(xí)資源，培訓(xùn)學(xué)員畢業(yè)后具備扎實(shí)的單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)及應(yīng)用能力。以北京凌陽公司開設(shè)的培訓(xùn)班為例，“培訓(xùn)式”教學(xué)采取小班授課，一個(gè)班級(jí)人數(shù)不超過30人，教室配備多媒體設(shè)備，學(xué)員一人一臺(tái)電腦和開發(fā)設(shè)備，用于程序設(shè)計(jì)和系統(tǒng)開發(fā)，培訓(xùn)師一般是資深的系統(tǒng)開發(fā)工程師。在教學(xué)過程中，以學(xué)員為主體，注重學(xué)員動(dòng)手能力的培養(yǎng)。課堂中1/3的時(shí)間培訓(xùn)師進(jìn)行原理和基本知識(shí)的講解，其他時(shí)間由學(xué)員自行進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)和程序開發(fā)。教學(xué)內(nèi)容以小項(xiàng)目開發(fā)為主，由淺入深，由易至難，循序漸進(jìn)。學(xué)員能在學(xué)習(xí)的過程中發(fā)現(xiàn)問題，提高解決問題的能力。在整個(gè)培訓(xùn)過程中培訓(xùn)師充分考慮學(xué)員的認(rèn)知水平和已有知識(shí)、技能、經(jīng)驗(yàn)與接受能力，監(jiān)督學(xué)員的學(xué)習(xí)進(jìn)度和情況，也可以及時(shí)幫助學(xué)員解決問題，并根據(jù)個(gè)人不同的學(xué)習(xí)進(jìn)度布置不同的設(shè)計(jì)任務(wù)。因此，培訓(xùn)式教學(xué)模式克服了傳統(tǒng)教學(xué)中理論脫離實(shí)際、內(nèi)容過于抽象、學(xué)員不能及時(shí)消化的問題。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)員要自己去利用自身的知識(shí)解決遇到的各種問題，從而架構(gòu)起與之相應(yīng)的知識(shí)能力。

培訓(xùn)式教學(xué)模式能啟發(fā)和激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考問題的能力，能培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)員的創(chuàng)造性思維能力和工程能力，提高學(xué)員的動(dòng)手能力，發(fā)揮學(xué)員的主觀能動(dòng)性。并且，用靈活的模塊化課程結(jié)構(gòu)，因材施教，滿足學(xué)生就業(yè)的不同需要，增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭力。

3.2 “培訓(xùn)式”教學(xué)模式在單片機(jī)技術(shù)教學(xué)課程中的應(yīng)用

培訓(xùn)式教學(xué)模式可以嘗試引入到高校教學(xué)中。以實(shí)驗(yàn)室或者機(jī)房為教學(xué)場(chǎng)地，以班為單位進(jìn)行教學(xué)，每個(gè)學(xué)生都分配有電腦。學(xué)生以6～10個(gè)人為一小組，指定小組組長，以開展小組討論。組長負(fù)責(zé)組內(nèi)學(xué)生的作業(yè)、硬件制作、程序設(shè)計(jì)等學(xué)習(xí)情況的監(jiān)督和定期組織討論，并向教師匯報(bào)學(xué)習(xí)進(jìn)度和學(xué)生遇到的問題，以便教師能隨時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時(shí)答疑。

單片機(jī)技術(shù)課程有些內(nèi)容較為抽象，學(xué)生難以理解，而有些接口電路也很復(fù)雜，繪制起來很費(fèi)時(shí)間。在課堂上教師可以利用多媒體教學(xué)手段進(jìn)行輔助教學(xué)，可使學(xué)生一目了然，教師講解也清晰、省力，同時(shí)還可節(jié)省教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)。

單片機(jī)技術(shù)課程中，對(duì)于單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和單片機(jī)的系統(tǒng)工作原理，學(xué)生常常一知半解。利用培訓(xùn)式教學(xué)，教師在講解后，通過要求學(xué)生利用電路繪制軟件（如Protell軟件），在課堂中完成單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖的繪制，使學(xué)生深刻了解單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及各引腳的作用，掌握復(fù)位電路、時(shí)鐘電路的功能。并購買元器件分發(fā)給學(xué)生，開放實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生提供實(shí)物制作環(huán)境，要求學(xué)生在課后完成PCB圖的制作、實(shí)物的制作，并以組為單位進(jìn)行評(píng)比打分。由于學(xué)生在教學(xué)過程中占據(jù)了主導(dǎo)地位，遇到問題可以以組為單位相互討論，集思廣益解決問題，因此可以提高學(xué)生的主觀能動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，學(xué)生制作的實(shí)物也為單片機(jī)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)造了硬件條件。

在傳統(tǒng)教學(xué)過程中，單片機(jī)編程軟件的使用，教師雖然可在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，通過投影演示給學(xué)生看，但大多數(shù)學(xué)生無法記住詳細(xì)步驟，課后也很少及時(shí)去使用，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)指令的使用和編程的語法格式不熟悉，動(dòng)手能力不強(qiáng)。利用培訓(xùn)式教學(xué)，教師可以在課堂中一邊演示編程軟件的使用步驟，一邊讓學(xué)生一起跟著操作。并當(dāng)場(chǎng)布置程序設(shè)計(jì)題，讓學(xué)生在課堂中自行練習(xí)熟悉軟件的使用過程和學(xué)習(xí)調(diào)試程序。在教學(xué)過程中，學(xué)生能迅速掌握編程軟件的使用，提高學(xué)生的動(dòng)手能力。對(duì)于編寫的程序也能通過編程軟件迅速自我查錯(cuò)糾錯(cuò)，提高學(xué)生獨(dú)立思考、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。

在講述單片機(jī)并行口的應(yīng)用時(shí)，教師講述完并行口的工作原理后，可以布置流水燈、報(bào)警器等小項(xiàng)目，讓學(xué)生在課堂中分組進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，并下載在系統(tǒng)板上實(shí)現(xiàn)，使學(xué)生深刻了解單片機(jī)并行口的作用，掌握單片機(jī)控制硬件的方法和下載軟件的使用。

4 總結(jié)

“培訓(xùn)式”教學(xué)模式是一種在培訓(xùn)機(jī)構(gòu)運(yùn)用成熟的教學(xué)方法。該方法把學(xué)生作為教學(xué)環(huán)節(jié)的主體，從以知識(shí)傳授為主體轉(zhuǎn)向以能力培養(yǎng)為中心。通過培訓(xùn)式教學(xué)模式，把理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)緊密結(jié)合起來，同步進(jìn)行。培養(yǎng)的學(xué)生基本理論扎實(shí)，基本專業(yè)技能掌握較好，應(yīng)用能力較強(qiáng)，取得良好的效果。

“培訓(xùn)式”教學(xué)模式也存在一定的不足。

1）學(xué)習(xí)場(chǎng)地和教學(xué)硬件環(huán)境等教學(xué)條件要求高，要求學(xué)校配備足夠多的開放性實(shí)驗(yàn)室和開發(fā)設(shè)備。

2）費(fèi)時(shí)。理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的同步性，要求課時(shí)的安排必須較長，建議可以3個(gè)課時(shí)作為一次教學(xué)環(huán)節(jié)，需要統(tǒng)一調(diào)整教學(xué)計(jì)劃和安排。

3）占用學(xué)生較多的課余時(shí)間。PCB的制作、實(shí)物的制作、項(xiàng)目的開發(fā)調(diào)試需要學(xué)生能合理安排時(shí)間。

但是只要合理利用，就一定能使學(xué)生對(duì)單片機(jī)技術(shù)課程產(chǎn)生濃厚的興趣，使教學(xué)卓有成效。

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