淺談單片機(jī)課程教學(xué)的“教、學(xué)、做”

韋關(guān)潮 火箭軍士官學(xué)校

引言：?jiǎn)纹瑱C(jī)課程的教學(xué)內(nèi)容包含基本邏輯器件、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組成、指令系統(tǒng)、功能部件、擴(kuò)展接口等諸多模塊，而每個(gè)模塊所包含的內(nèi)容又比較繁多，比如內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組成模塊，又包含各管腳的定義功能和作用、存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)和配置、特殊功能寄存器、CPU的組成和各部件的功用、機(jī)器周期、指令周期、并行I/O口的硬件結(jié)構(gòu)等?？偟膩?lái)說(shuō)，該課程理論知識(shí)學(xué)習(xí)難度大、前后知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系緊密、實(shí)踐應(yīng)用性強(qiáng)，需要做好課堂教學(xué)中的“教、學(xué)、做”，從而提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

一、準(zhǔn)備好單片機(jī)課程教學(xué)中的“教”，發(fā)揮好授課教師的主導(dǎo)作用

針對(duì)單片機(jī)課程的教學(xué)特點(diǎn)，以及現(xiàn)代教育理論所提倡的“以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體”的理念，首先教師要準(zhǔn)備好單片機(jī)課程教學(xué)中的“教”，充分發(fā)揮好教師的主導(dǎo)作用。

（一）對(duì)接實(shí)際應(yīng)用，準(zhǔn)備好精彩的課堂引入

單片機(jī)在實(shí)際生活和工業(yè)控制的應(yīng)用較多，為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，首先就需要對(duì)接實(shí)際應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生思考單片機(jī)是如何實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能的。比如在講解單片機(jī)定時(shí)器知識(shí)時(shí)，以工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間控制為例，又如在講授單片機(jī)控制LED數(shù)碼管顯示時(shí)，以電壓力鍋的預(yù)約時(shí)間的數(shù)碼顯示為例。

（二）優(yōu)化教學(xué)思路，準(zhǔn)備好不斷的啟發(fā)思考

一堂課需要清晰的教學(xué)思路，才可以讓整堂課順起來(lái)，要引導(dǎo)學(xué)生多思考和參與，以學(xué)生為中心，堅(jiān)持啟發(fā)式教學(xué)[1]。而好的教學(xué)思路可以通過(guò)不斷的啟發(fā)思考，來(lái)實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容環(huán)節(jié)的自然過(guò)渡。比如在講解單片機(jī)定時(shí)器控制時(shí)，首先通過(guò)古代滴水計(jì)時(shí)，啟發(fā)學(xué)生思考計(jì)數(shù)與定時(shí)的關(guān)系，然后再對(duì)比滴水計(jì)時(shí)的水杯和單片機(jī)的16位加1計(jì)數(shù)器，啟發(fā)學(xué)生思考初值的設(shè)置。

（三）注重知識(shí)聯(lián)系，準(zhǔn)備好適時(shí)的歸納梳理

單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、編程語(yǔ)言難于入門，特別是一些概念、組成繁雜，教師需要及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生完成歸納梳理。比如在講解單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)模塊時(shí)，學(xué)習(xí)了特殊功能寄存器，當(dāng)時(shí)學(xué)生可能還不能很好的理解其功能，但當(dāng)學(xué)習(xí)完中斷、定時(shí)器、串行通信等知識(shí)點(diǎn)后，就非常適合做一歸納，回顧加深對(duì)特殊功能寄存器工作過(guò)程的理解。

二、引導(dǎo)好單片機(jī)課程教學(xué)中的“學(xué)”，發(fā)揮好聽課學(xué)生的主體作用

教師準(zhǔn)備好了 “教”，發(fā)揮好其主導(dǎo)作用，那么最關(guān)鍵的還需要學(xué)生的“學(xué)”，發(fā)揮好學(xué)生的主導(dǎo)作用，包括課前學(xué)習(xí)、課堂學(xué)習(xí)和課后學(xué)習(xí)。

（一）對(duì)接教學(xué)資源，引導(dǎo)好充分的課前學(xué)習(xí)

課前學(xué)習(xí)主要以學(xué)生的預(yù)習(xí)來(lái)完成，只有學(xué)生掌握好支撐本次課教學(xué)的所有基礎(chǔ)知識(shí)，才能充分發(fā)揮好學(xué)生正式上課時(shí)的主體作用。這需要豐富的教學(xué)資源做支撐，首先要求授課教材圖文并茂，其次需要參考教材形式多樣，當(dāng)然，如果還配備有相應(yīng)的微課、慕課等信息化課前學(xué)習(xí)平臺(tái)，效果會(huì)更好。

（二）優(yōu)化課堂設(shè)計(jì)，引導(dǎo)好流暢的課堂學(xué)習(xí)

有了充分的課前學(xué)習(xí)，學(xué)生就可以輕松的進(jìn)入課堂學(xué)習(xí)，在短短的一節(jié)課當(dāng)中，要高效率的掌握好所有的理論知識(shí)和操作技能，還需要教師精心完成教學(xué)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)更流暢。教師在教學(xué)設(shè)計(jì)中，提前設(shè)計(jì)好哪里需要理論講解、教師操作演示、學(xué)生自主練習(xí)，哪里需要原理動(dòng)畫演示、仿真操作實(shí)踐，哪里需要啟發(fā)思考、總結(jié)歸納。

（三）注重知識(shí)拓展，引導(dǎo)好相應(yīng)的課后學(xué)習(xí)

單片機(jī)課程教學(xué)的每個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間聯(lián)系緊密，所以在完成每個(gè)知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)后，最好設(shè)置相應(yīng)知識(shí)拓展環(huán)節(jié)，為下一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。比如在學(xué)習(xí)完單片機(jī)定時(shí)器工作方式寄存器TMOD后，從其工作方式M1M0設(shè)置為11時(shí)（即方式3時(shí)），拓展到單片機(jī)的串口通信。

三、組織好單片機(jī)課程教學(xué)中的“做”，發(fā)揮好實(shí)踐環(huán)節(jié)的驅(qū)動(dòng)作用

無(wú)論是教師的“教”，還是學(xué)生的“學(xué)”，最終還需要落腳到“做”，力求教師在“做中教”，學(xué)生在“做中學(xué)”。要以項(xiàng)目作為引導(dǎo)，將單片機(jī)的知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)穿插在一個(gè)個(gè)“做”的子任務(wù)中[2]。

（一）對(duì)接信號(hào)關(guān)系，組織好正確的硬件連接

一般實(shí)踐環(huán)節(jié)的第一步是硬件連接，通常要對(duì)照單片機(jī)每個(gè)引腳以及外圍芯片的連接來(lái)梳理，確定高低電平的設(shè)置、接口的連接對(duì)應(yīng)關(guān)系等。對(duì)于不同的硬件平臺(tái)，所實(shí)現(xiàn)的具體步驟會(huì)不同，使用功能較為集成的開發(fā)板，設(shè)置較為簡(jiǎn)單。為提高學(xué)生的硬件基礎(chǔ)，建議課程后期采用學(xué)生自己搭建電路的方式。

（二）優(yōu)化程序設(shè)計(jì)，組織好規(guī)范的軟件編寫

單片機(jī)編程語(yǔ)言種類較多，應(yīng)用最為廣泛、大部分教材上介紹最多的有兩種：匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言。匯編語(yǔ)言與硬件結(jié)合最緊密，但難于記憶各類操作指令；C語(yǔ)言是高級(jí)語(yǔ)言，可讀性好，但與硬件結(jié)合較差。所以在授課過(guò)程中，需要根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)和不同應(yīng)用情況，選擇編程語(yǔ)言，并組織好規(guī)范的軟件編寫，遵照語(yǔ)法養(yǎng)成好的編寫習(xí)慣。

（三）注重舉一反三，組織好豐富的功能調(diào)試

通過(guò)教師的合理引導(dǎo)，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和小組合作，能輕松完成每次課下達(dá)的教學(xué)任務(wù)，達(dá)成工作原理的學(xué)習(xí)掌握和相應(yīng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的功能實(shí)現(xiàn)。但為了學(xué)以致用，需要注重學(xué)生舉一反三的能力培養(yǎng)，比如單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)，不僅要完成單片機(jī)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向控制，還需要思考如何實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)角控制和轉(zhuǎn)速控制。