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      單片機(jī)之《LED燈》項(xiàng)目化教學(xué)探索

      2016-04-22 07:50:12黃青穎江蘇城鄉(xiāng)建設(shè)職業(yè)學(xué)院江蘇常州213147
      山東工業(yè)技術(shù) 2016年1期
      關(guān)鍵詞:高等職業(yè)教育單片機(jī)教學(xué)改革

      黃青穎(江蘇城鄉(xiāng)建設(shè)職業(yè)學(xué)院,江蘇 常州 213147)

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      單片機(jī)之《LED燈》項(xiàng)目化教學(xué)探索

      黃青穎
      (江蘇城鄉(xiāng)建設(shè)職業(yè)學(xué)院,江蘇常州213147)

      摘 要:《單片機(jī)原理及應(yīng)用》是一門理論和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程,也是建筑電氣工程技術(shù)專業(yè)課程。Led燈實(shí)驗(yàn)則是《單片機(jī)原理及應(yīng)用》的基礎(chǔ)硬件實(shí)驗(yàn)。教育改革的不斷深入,傳統(tǒng)的教學(xué)受到嚴(yán)重的沖擊。項(xiàng)目化教學(xué)法是通過(guò)實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng),其目的是在課堂教學(xué)中把理論與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來(lái),充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能,培養(yǎng)學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力。

      關(guān)鍵詞:高等職業(yè)教育; 單片機(jī); 教學(xué)改革

      1 傳統(tǒng)單片機(jī)的教學(xué)模式

      目前,大多數(shù)單片機(jī)的教材章節(jié)以單片機(jī)的結(jié)構(gòu)原理為主要學(xué)習(xí)內(nèi)容,先介紹單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)及匯編語(yǔ)言,然后是單片機(jī)的擴(kuò)展技術(shù)和接口技術(shù),最后介紹單片機(jī)的系統(tǒng)開發(fā)和一些實(shí)例。我校單片機(jī)傳統(tǒng)的教學(xué)分為理論教學(xué)和實(shí)訓(xùn)教學(xué)。在理論教學(xué)中,概念多,內(nèi)容抽象,并且各部分知識(shí)銜接緊密,一環(huán)扣一環(huán),職校學(xué)生難以適應(yīng),普遍感到入門難。而實(shí)訓(xùn)教學(xué),多數(shù)是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),以調(diào)試程序?yàn)橹?,缺少學(xué)生自己動(dòng)手做的小制作。

      學(xué)生對(duì)理論知識(shí)是一知半解,在實(shí)踐中僅以實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證程序是否正確,鮮有設(shè)計(jì)。很難達(dá)到“讓學(xué)生具有建筑電氣控制單元的基本知識(shí)和基本技能,能根據(jù)系統(tǒng)的總體要求熟練地進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì),進(jìn)行常用控制系統(tǒng)的接線、調(diào)試和運(yùn)行”要求。

      原來(lái)的“Led燈實(shí)驗(yàn)”是在指令系統(tǒng)學(xué)完后上的實(shí)驗(yàn)課。先給學(xué)生Led燈的實(shí)驗(yàn)任務(wù),分析任務(wù),寫出程序,然后到實(shí)驗(yàn)室在實(shí)驗(yàn)箱上接線,最后用電腦輸入程序調(diào)試運(yùn)行,驗(yàn)證程序的正確性。這種教學(xué)模式,存在一些問(wèn)題(1)學(xué)生對(duì)理論部分沒(méi)有掌握,對(duì)程序的錯(cuò)誤改正都有困難,更談不上設(shè)計(jì)程序(2)實(shí)踐中存在的問(wèn)題:由于是在實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行操作,線路和器件都已定好,學(xué)生不用選擇元器件,不用進(jìn)行線路設(shè)計(jì)。(3)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),只是判斷程序是否正確,而不是單片機(jī)開發(fā)過(guò)程的展現(xiàn),所以學(xué)生對(duì)單片機(jī)的開發(fā)過(guò)程并不了解。

      2 采用項(xiàng)目教學(xué)法進(jìn)行課堂改革

      “項(xiàng)目教學(xué)法”是通過(guò)實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng),其目的是在課堂教學(xué)中把理論與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來(lái),充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能,提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力。在教學(xué)活動(dòng)中,教師將需要解決的問(wèn)題或任務(wù)以項(xiàng)目的形式交給學(xué)生。學(xué)生在教師指導(dǎo)下以個(gè)人或小組工作方式,按照實(shí)際工作的程序,共同制定計(jì)劃,共同或分工完成項(xiàng)目。

      我以項(xiàng)目為引領(lǐng)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、理實(shí)一體化模式展開《Led燈》項(xiàng)目教學(xué),把項(xiàng)目分成六個(gè)任務(wù)。每一個(gè)任務(wù),學(xué)生4人一組,教師把任務(wù)的要求和目的告知學(xué)生,由學(xué)生小組制定計(jì)劃完成,教師及時(shí)對(duì)成果評(píng)價(jià)。

      3 改革后的教學(xué)流程

      六個(gè)任務(wù):任務(wù)一:一只快樂(lè)的Led燈;任務(wù)二、制作ISP下載線;任務(wù)三、8只Led燈電路制作;任務(wù)四、下載程序,讓8只Led燈閃爍;任務(wù)五、學(xué)習(xí)流程圖,分析、改寫程序。任務(wù)六:制作“閃閃發(fā)光的愛心”(圖1)。

      3.1任務(wù)一、一只快樂(lè)的Led燈

      教師指導(dǎo)學(xué)生用5v電池盒、STC12C2052單片機(jī),一只Led燈,在面包板上搭接電路。電池的正、負(fù)極接單片機(jī)的電源極和接地極。Led燈的陽(yáng)、陰極分別與芯片20腳和19腳相連,電源接通后Led燈閃爍。

      這個(gè)任務(wù)的目的是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)部分單片機(jī)的管腳,初步了解單片機(jī)的控制功能,對(duì)單片機(jī)的學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣。教師展示學(xué)生的成果。根據(jù)接線的正確與否,給學(xué)生評(píng)分。

      3.2任務(wù)二、制作ISP下載線,實(shí)現(xiàn)電腦和單片機(jī)的握手

      電腦與單片機(jī)的握手要通過(guò)下載線。學(xué)生在教師示范指導(dǎo)下,制作ISP下載線。在制作的過(guò)程中,教師向?qū)W生介紹USB轉(zhuǎn)UART模塊、芯片座、杜邦接頭、排線等知識(shí);學(xué)生用自己做的下載線連接電腦和單片機(jī),在電腦中安裝驅(qū)動(dòng)程序,設(shè)置下載編程燒錄軟件,實(shí)現(xiàn)電腦與單片機(jī)的握手。

      3.3任務(wù)三、利用面包板制作8只Led燈的電路

      要讓8只Led燈輪流點(diǎn)亮,面包板上的電路該如何搭接呢?教師先演示,然后學(xué)生完成。這個(gè)過(guò)程可以讓學(xué)生了解面包板的電路結(jié)構(gòu),進(jìn)一步單片掌握單片機(jī)的管腳功能和單片機(jī)的最小系統(tǒng):?jiǎn)纹瑱C(jī)、晶振電路、復(fù)位電路。

      邊做邊學(xué),做中學(xué),學(xué)生有很高的興趣。評(píng)價(jià)采用小組互評(píng)分和教師評(píng)分結(jié)合的方式。

      3.4任務(wù)四、8只Led燈快樂(lè)閃爍

      從網(wǎng)上下載程序存放在電腦中,學(xué)生通過(guò)燒錄軟件,把程序下載到單片機(jī)中,調(diào)試運(yùn)行、觀察現(xiàn)象?,F(xiàn)象不正確的小組,檢查電路和燒錄軟件設(shè)置,排除故障。

      此任務(wù)的目的是讓學(xué)生掌握怎樣下載程序到單片機(jī)中,從而實(shí)現(xiàn)控制功能。

      教學(xué)中,教師讓學(xué)生從網(wǎng)上下載現(xiàn)成的程序是為了降低難度,由易到難,讓學(xué)生保持學(xué)習(xí)的興趣。

      3.5任務(wù)五、畫出流程圖,分析、改寫程序

      以8只Led閃爍燈為案例,畫出流程圖,復(fù)習(xí)相關(guān)的指令;對(duì)照流程圖,對(duì)現(xiàn)成的程序進(jìn)行分析。提出要求:把8只Led燈輪流點(diǎn)亮改成4燈交替亮滅,該如何改寫程序?

      教師引導(dǎo)學(xué)生畫出流程圖,編寫程序,上機(jī)編譯、調(diào)試程序。評(píng)價(jià)采用小測(cè)試的方式,改變Led燈花樣,讓學(xué)生畫出流程圖、編程,教師打分。

      3.6任務(wù)六、制作閃閃發(fā)光的愛心

      任務(wù)六:在電路板上焊接30個(gè)Led燈和相關(guān)元件、導(dǎo)線,led燈分布成心形,用單片機(jī)程序控制Led燈的閃爍。學(xué)生分析任務(wù),進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì),在洞洞板上按自己設(shè)計(jì)的電路圖焊接元件、導(dǎo)線;在實(shí)訓(xùn)室編程、編譯、調(diào)試、運(yùn)行程序,這個(gè)任務(wù)可以讓學(xué)生初步體驗(yàn)單片機(jī)開發(fā)的過(guò)程。教師展示學(xué)生作品,評(píng)價(jià)采用互評(píng)和教師評(píng)分結(jié)合的方式。

      4 教學(xué)效果

      《Led燈》項(xiàng)目被分成了6個(gè)任務(wù),每個(gè)任務(wù)都是理論與實(shí)踐的結(jié)合。(1)通過(guò)“理實(shí)一體”的教學(xué)模式,師生雙方邊教、邊學(xué)、邊做,學(xué)生加深了理解,提高了動(dòng)手能力。(2)教學(xué)內(nèi)容由易到難,循序漸進(jìn);教學(xué)過(guò)程增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性,利于學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題,學(xué)習(xí)的興趣和熱情得到提高。(3)評(píng)價(jià)采用學(xué)生自評(píng)、小組互評(píng)及教師評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式,產(chǎn)生較好的激勵(lì)功能,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

      要讓學(xué)生在一學(xué)期的學(xué)習(xí)中精通單片機(jī),是十分困難的,做為一名職業(yè)學(xué)校的老師,我們應(yīng)該盡最大的努力使學(xué)生在學(xué)習(xí)單片機(jī)中找到樂(lè)趣,最大程度的使學(xué)生們感覺(jué)到單片機(jī)這門課,“好學(xué)”、“易學(xué)”、“想學(xué)”。 單片機(jī)教學(xué)需要教師付出更多的努力、更多的學(xué)習(xí)、更多的探索和更多的創(chuàng)新!

      參考文獻(xiàn):

      [1]鄧澤民,陳慶合.職業(yè)教育課程設(shè)計(jì)[M].中國(guó)鐵道出版社,2006.

      [2]姜大源.職業(yè)教育學(xué)研究新論[M].教育科學(xué)出版社,2007.

      作者簡(jiǎn)介:黃青穎(1975-),女,碩士,講師。

      DOI :10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.230

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