項(xiàng)目教學(xué)法在技校單片機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用

賴(lài)金梅

(龍巖技師學(xué)院，福建 龍巖 364000)

在多年的單片機(jī)教學(xué)中發(fā)現(xiàn)采用以教師為主導(dǎo)的常規(guī)教學(xué)模式，學(xué)生處于被動(dòng)學(xué)習(xí)的狀態(tài)，即使實(shí)驗(yàn)課時(shí)學(xué)生按照老師的安排按部就班地練習(xí)，缺少學(xué)習(xí)時(shí)的獨(dú)立思考和同學(xué)間的相互合作。為了提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，提高其學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生與他人的協(xié)作能力，在單片機(jī)教學(xué)中嘗試采用項(xiàng)目教學(xué)法是一項(xiàng)有益的探索。

所謂項(xiàng)目教學(xué)法就是以項(xiàng)目為中心，以學(xué)生為主體，在教師的引導(dǎo)下，通過(guò)圍繞各個(gè)項(xiàng)目展開(kāi)教學(xué)活動(dòng)的教學(xué)方法。項(xiàng)目教學(xué)法能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)地學(xué)習(xí)。項(xiàng)目教學(xué)法與傳統(tǒng)教學(xué)法相比，實(shí)現(xiàn)了三個(gè)轉(zhuǎn)變:由教師為主導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生主體；以教材為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫?shí)際項(xiàng)目任務(wù)為中心；以課堂理論為中心轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際操作技能為中心。

傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)是以教師為主導(dǎo)的課堂教學(xué)，按照教材的章節(jié)順序來(lái)講授。這本教材的章節(jié)順序是硬件結(jié)構(gòu)→指令系統(tǒng)→程序設(shè)計(jì)方法→單片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展→中斷技術(shù)→定時(shí)器/計(jì)數(shù)器→串行通信→接口擴(kuò)展技術(shù)→實(shí)例。如此講授《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》對(duì)于技工院校的學(xué)生來(lái)說(shuō)無(wú)異于天書(shū)。因?yàn)閷W(xué)生本身文化基礎(chǔ)比較差，未學(xué)過(guò)計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)方面的知識(shí)和計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言，又剛接觸數(shù)字電路，這些給學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)帶來(lái)了極大的難度。教材剛開(kāi)始便是總線、地址等概念，而后更是抽象，難理解的尋址方式。學(xué)生學(xué)完單片機(jī)的尋址方式后，已然一頭霧水。隨后緊接著是擁有111條指令的指令系統(tǒng)，到此學(xué)生已經(jīng)望而生畏了，最后是程序設(shè)計(jì)方法，學(xué)生未學(xué)過(guò)編程語(yǔ)言，短時(shí)間內(nèi)很難掌握編程知識(shí)和編程技巧。因此學(xué)生在單片機(jī)學(xué)習(xí)過(guò)程中飽受挫折，從心里抗拒甚至放棄對(duì)單片機(jī)的學(xué)習(xí)，對(duì)單片機(jī)感興趣更是無(wú)從談起了。再者即使有學(xué)生堅(jiān)持學(xué)完所有單片機(jī)知識(shí)，但由于教師講授的單片機(jī)知識(shí)與單片機(jī)的應(yīng)用之間時(shí)間間隔太長(zhǎng)，學(xué)生對(duì)所學(xué)單片機(jī)知識(shí)印象不深，甚至遺忘嚴(yán)重，造成理論與實(shí)踐的嚴(yán)重脫節(jié)。

基于以上情況，在單片機(jī)教學(xué)中嘗試以項(xiàng)目為教學(xué)模塊，打破原有的教學(xué)模式，靈活掌握課程的教學(xué)順序，合理安排教學(xué)任務(wù)，把各部份知識(shí)和技能融入到各個(gè)項(xiàng)目中，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的無(wú)界化。同時(shí)遵循由易到難，由淺入深的原則加以組合，使學(xué)生在不斷完成項(xiàng)目的過(guò)程獲得連續(xù)、系統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和基本操作技能。

在教學(xué)過(guò)程中圍繞不同的項(xiàng)目展開(kāi)，根據(jù)教學(xué)大綱的要求和根據(jù)中技學(xué)生基礎(chǔ)弱，水平有限等實(shí)際情況，對(duì)《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》教材內(nèi)容針對(duì)性地作了適當(dāng)?shù)膭h減和調(diào)整，把教學(xué)內(nèi)容分割成模塊，制定項(xiàng)目任務(wù)，循序漸進(jìn)地加大項(xiàng)目規(guī)模，提高項(xiàng)目難度，設(shè)置了具體的各個(gè)項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目包括整體方案的設(shè)計(jì)、硬件和軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、電路的安裝和程序仿真，軟硬件綜合調(diào)試、提交報(bào)告等。

教學(xué)過(guò)程中緊緊把握項(xiàng)目教學(xué)法以項(xiàng)目為中心，以學(xué)生為主體的特點(diǎn)，現(xiàn)以循環(huán)流水燈項(xiàng)目為例，談?wù)勴?xiàng)目教學(xué)法在《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》教學(xué)中的應(yīng)用。

1）項(xiàng)目名稱(chēng)。循環(huán)流水燈。

2）項(xiàng)目目的。構(gòu)建MCS-51系列單片機(jī)的最小系統(tǒng)。熟悉并掌握單片機(jī)的最小系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，掌握單片機(jī)的復(fù)位、時(shí)鐘電路以及單片機(jī)仿真器的應(yīng)用方法、程序存儲(chǔ)器的擦除及重寫(xiě)方法。掌握單片機(jī)最小系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，包括各指令，延時(shí)程序，子程序調(diào)用等方面的知識(shí)。

3）項(xiàng)目前準(zhǔn)備。第一，是教師布置項(xiàng)目的具體任務(wù)，制作循環(huán)流水燈。具體要求是以AT89C51仿真器的P1口作為輸出口，接8只發(fā)光二極管，使接在P1口的8個(gè)LED發(fā)光二極管循環(huán)閃爍，即P1.0接的發(fā)光二極管亮1S滅1S后，P1.1口接的發(fā)光二極管亮1S滅1S,而后P1.2…以此類(lèi)推。

第二，是提出該項(xiàng)目需解決的問(wèn)題。一是硬件方面，復(fù)位電路、時(shí)鐘電路如何實(shí)現(xiàn)？發(fā)光二極管和P1口怎樣連接才會(huì)發(fā)光？共陽(yáng)極還是共陰極？ 腳的如何處理？二是軟件方面的問(wèn)題，如何編寫(xiě)程序?qū)崿F(xiàn)發(fā)光二極管的P1.0到P1.7輪流亮滅？如何實(shí)現(xiàn)由P1.7到P1.0的循環(huán)？

第三，是安排學(xué)生收集與教師提出的疑問(wèn)有關(guān)的資料，亦可從該項(xiàng)目所涉及到的單片機(jī)知識(shí)和內(nèi)容搜集資料，其知識(shí)和內(nèi)容如下：（1）單片機(jī)的復(fù)位電路、時(shí)鐘電路；（2）單片機(jī)最小系統(tǒng)的構(gòu)成；（3）輸入輸出 P1口的使用；（4）指令：匯編起始結(jié)束偽指令、MOV指令、移位指令、調(diào)用指令、跳轉(zhuǎn)指令、DJNZ指令、返回指令；（5）進(jìn)制及轉(zhuǎn)換；（6）延時(shí)時(shí)間的計(jì)算；（7）延時(shí)子程序的編寫(xiě)；（8）子程序調(diào)用。

4）項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程：

首先，教師按學(xué)生的能力不同錯(cuò)位分組，做到各組實(shí)力相當(dāng)。同時(shí)要求學(xué)生先搭建硬件電路圖，而后進(jìn)入軟件編程。各組組員自行分工合作，把各組員負(fù)責(zé)搜集的資料和所涉及的單片機(jī)內(nèi)容進(jìn)行研討，在研討中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出問(wèn)題，解決問(wèn)題。研討的內(nèi)容包括循環(huán)流水燈的項(xiàng)目分析、復(fù)位電路、定時(shí)電路的設(shè)計(jì)、硬件制作、程序的編寫(xiě)和仿真、軟硬件綜合調(diào)試等電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全過(guò)程。

第二，是教師根據(jù)學(xué)生的需要在旁指導(dǎo)，幫助學(xué)生解決他們無(wú)法克服的難題。及時(shí)糾正項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中的不足，針對(duì)問(wèn)題，及時(shí)補(bǔ)充授課內(nèi)容。在循環(huán)流水燈項(xiàng)目的實(shí)踐中，學(xué)生出現(xiàn)了延時(shí)程序時(shí)間的計(jì)算困難和延時(shí)程序的編寫(xiě)困難，調(diào)用指令和移位指令的應(yīng)用困難。便及時(shí)給予幫助，通過(guò)相似的例子講解時(shí)間的計(jì)算和程序的編寫(xiě)，詳細(xì)地講解了調(diào)用指令和移位指令知識(shí)，例舉了相應(yīng)的例子。在實(shí)施過(guò)程中，還發(fā)現(xiàn)學(xué)生還時(shí)常出現(xiàn)一些錯(cuò)誤，比如發(fā)光二極管接成共陰極， 引腳接地，焊點(diǎn)虛焊，搭焊等問(wèn)題。便及時(shí)予以糾正。

再者在所有項(xiàng)目完成之后，學(xué)期結(jié)束之前，教師需幫助學(xué)生梳理《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》的各知識(shí)點(diǎn)，使學(xué)生所學(xué)到的單片機(jī)知識(shí)更系統(tǒng)、更全面，使學(xué)生能構(gòu)建出完整的單片機(jī)知識(shí)體系。

5）項(xiàng)目評(píng)價(jià)：教師集中對(duì)作品進(jìn)行驗(yàn)收，每個(gè)小組派代表對(duì)自己的循環(huán)流水燈的功能演示和講解，并對(duì)此項(xiàng)目進(jìn)行總結(jié)。同時(shí)也可各組間、各成員間開(kāi)展自評(píng)和互評(píng)。而后教師針對(duì)各組項(xiàng)目的完成的情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，總結(jié)在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中學(xué)生出現(xiàn)的問(wèn)題和難點(diǎn)，給出解決問(wèn)題的方法，提出今后項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中需注意的問(wèn)題和事項(xiàng)。

6）給出參考的程序流程圖、硬件設(shè)計(jì)圖和參考程序。

實(shí)踐結(jié)果表明，學(xué)生接受這種項(xiàng)目教學(xué)法，并能用自己獨(dú)特的思維模式和學(xué)習(xí)方法，竭盡全力地完成項(xiàng)目任務(wù)。同時(shí)在項(xiàng)目進(jìn)行的過(guò)程中，也相應(yīng)學(xué)會(huì)了單片機(jī)軟硬件知識(shí)和實(shí)踐技能。

綜上，項(xiàng)目教學(xué)法克服了傳統(tǒng)教學(xué)的呆板、被動(dòng)的缺點(diǎn)，將教學(xué)轉(zhuǎn)化為一個(gè)個(gè)明確而具體的學(xué)習(xí)項(xiàng)目，采用理論與實(shí)訓(xùn)相結(jié)合、分組教學(xué)、師生互動(dòng)等多種方式方法，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力、思維能力、創(chuàng)新能力以及與組員間的溝通和交流能力，讓學(xué)生在項(xiàng)目制作中不僅掌握理論知識(shí)，同時(shí)也提高了技能水平。