基于5W和PTP的《單片機(jī)原理與應(yīng)用》的 教學(xué)改革探索

摘 要：? 采用5W和PTP教學(xué)模式對《單片機(jī)原理與應(yīng)用》進(jìn)行教學(xué)改革探索，是以“單片機(jī)最小開發(fā)系統(tǒng)”為主線，把單片機(jī)的知識融入到四個功能模塊中，把抽象的知識變?yōu)榫唧w化;通過實踐—理論—再實踐、情景式+興趣式和互聯(lián)網(wǎng)+碎片式的教學(xué)方法運用，將感性認(rèn)知、理論知識和實踐完美結(jié)合，大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和積極性，取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞： ?教學(xué)改革;教學(xué)創(chuàng)新;單片機(jī)

中圖分類號：? G434????????? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：? A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.12.042

The Research on Teaching Innovation of “Principle and Application of

Single-Chip Microcomputer” Basing on the Mode with 5W and PTP

Ren Fenglan

（Changed vocational technical college， Changde 415006， China）

Abstract：?? The Research on teaching innovation of “principle and application of Single- chip microcomputer” is carried with 5W and PTP ， with the minimum MCU development system as the main line， the knowledge of the Single- chip microcomputer is Integrated into four functional modules， and the abstract knowledge becomes concrete，the teaching methods is carried with practice-theory-re-practice， situation + interest and Internet + fragmentation，it is perfectly combined with students perceptual cognition， theoretical knowledge and practice， the students learning autonomy and initiative is stimulated， the good teaching effect is obtained.

Keywords：?? the teaching reform; teaching innovation， single chip microcomputer

0 引言

《單片機(jī)原理與應(yīng)用》是我院機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)的專業(yè)核心課程，它要求把單片機(jī)的理論與實踐相結(jié)合，并且具有邏輯性強(qiáng)、抽象等難點。如果按傳統(tǒng)的教學(xué)模式，從單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理→單片機(jī)的指令→單片機(jī)編程→系統(tǒng)的擴(kuò)展和接口技術(shù)，雖然在這個教學(xué)過程中，也穿插了一些實驗進(jìn)行輔助，但是卻很難達(dá)到預(yù)想的教學(xué)效果?；诖?，我們以湖南常德職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)2015級的兩個班的學(xué)生為研究對象，引入5W和PTP教學(xué)模式，進(jìn)行了基于5W和PTP教學(xué)模式的課程改革探索，把單片機(jī)的知識融入到四個功能模塊中，把理論和實踐等理念到融入到教學(xué)過程中，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和積極性，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效果。

1 5W和PTP的教學(xué)模式

5W和PTP的教學(xué)模式是以一條主線，即單片機(jī)最小開發(fā)系統(tǒng)主線出發(fā)，結(jié)合機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，做到5要（5 Want）：要準(zhǔn)，即課程定位要準(zhǔn)確;要實，確定的內(nèi)容要能結(jié)合學(xué)生的現(xiàn)狀并且落實下來，讓學(xué)生大部分都能進(jìn)行掌握;要精，所選擇的項目要精準(zhǔn)，基本能反映單片機(jī)的應(yīng)用內(nèi)容;要練，就是所選的項目要能進(jìn)行實踐練習(xí);要重，對所選的項目要重復(fù)練習(xí)。再運用焊接實踐（實踐Practice），通過對單片機(jī)最小開發(fā)系統(tǒng)中硬件結(jié)構(gòu)和軟件編程的理論教學(xué)（理論Theory），最后通PROTEUS軟件和KEIL C 軟件的模擬仿真，對整個開發(fā)系統(tǒng)的調(diào)試和運用（再實踐Practice），把感性認(rèn)識和理性認(rèn)識相結(jié)合，把枯燥的知識融入到實物之中，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2 教改具體模式

2.1 內(nèi)容設(shè)計

基于5W和PTP模式《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計，是以“單片機(jī)最小開發(fā)系統(tǒng)”為主線，把單片機(jī)準(zhǔn)確（要準(zhǔn)）定位為單片機(jī)的最小開發(fā)系統(tǒng)的制作、單片機(jī)最小開發(fā)的硬件和軟件三個項目。在這三個項目中，從學(xué)生的實際出發(fā)（要實），精選（要精）了四個功能模塊，如表1所示，同時對這幾個子項目進(jìn)行反復(fù)講解（要重），反復(fù)練習(xí)（要練），再配以實踐—理論—再實踐的方法，將理論與實踐完美結(jié)合，達(dá)到知識掌握的目的。

2.2 5W和PTP模式的教學(xué)實施

以前的教學(xué)，一般是從結(jié)構(gòu)、原理講起，再講其應(yīng)用的循序漸進(jìn)式的教學(xué)，特別是講結(jié)構(gòu)原理的時候，講得天花亂墜，但是學(xué)生聽得并不是那么有趣，他們覺得很枯燥，所以上課的時候昏昏欲睡。比如講解單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)中單片機(jī)的40個引腳的時候，一般都是通過分類進(jìn)行記憶，學(xué)生當(dāng)時雖然能背出來，但是不理解。而基于在5W和PTP模式的教學(xué)中，采用通過焊接好的單片機(jī)最小開發(fā)系統(tǒng)實物（要準(zhǔn)Practic），先引導(dǎo)學(xué)生讓他們知道單片機(jī)的作用，然后啟發(fā)學(xué)生了解單片機(jī)與四個功能模塊的接線及其作用，再引出單片機(jī)40個引腳各部分的作用（要實Theory），把理論和實物相結(jié)合，再讓學(xué)生進(jìn)行40個引腳的記憶，并通過Proteus軟件再把單片機(jī)的40個引腳與各個功能模塊進(jìn)行連線（要精、要練、要重、Practic），達(dá)到從感性認(rèn)知到理性認(rèn)知的效果。把單片機(jī)的理論和實踐進(jìn)行結(jié)合，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，把抽象變?yōu)榫唧w。

再如在講編程的時候，一般講解都是從單片機(jī)的指令入手，先把單片機(jī)的指令學(xué)會，再過渡到程序。特別是講指令的時候，如尋址方式、數(shù)據(jù)傳送類等，都是為講指令而講指令，所以學(xué)生聽起來覺得很枯燥無味，為了解決這種局面，在采用5W和PTP教學(xué)模式中，把指令和程序放在一起。如在循環(huán)彩燈功能模塊中，先讓學(xué)生通過做好的最小開發(fā)系統(tǒng)觀察燈是怎么循環(huán)的（要準(zhǔn)，Practic），啟發(fā)學(xué)生軟件是如何實現(xiàn)循環(huán)，再推出循環(huán)指令和移位指令進(jìn)行講解（要實、Theory），最后通過KEIL C軟件進(jìn)行程序的運用（要精、要練、要重、Practic），這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)指令和程序的時候，并不是純粹的為學(xué)指令而學(xué)指令，為學(xué)程序而學(xué)程序，而是把指令、程序與具體的實物進(jìn)行相連，增加了具體性，提高了學(xué)生的直觀性和興趣性。

2.3 5W和PTP模式下的教學(xué)方法

《單片機(jī)原理與應(yīng)用》這門課程的特點是比較抽象，學(xué)生又沒有任何編程語言的基礎(chǔ)。

一般傳統(tǒng)的教學(xué)方法采用以教師為主的PPT和“黑板式”的“填鴨式”教學(xué)方法，這種方法最終導(dǎo)致了教師難教，學(xué)生難學(xué)的“兩難”現(xiàn)象。針對學(xué)生出現(xiàn)的這些情況， 5W和PTP模式采用了以下的教學(xué)方法：

2.3.1 PTP的教學(xué)方法

PTP采用的是實踐—理論—實踐的教學(xué)方法，對高職生來說，他們的基礎(chǔ)本身就比較薄弱，所以先讓他們對“制作”實物，對單片機(jī)的硬件建立基本的感性認(rèn)識，再輔以理論進(jìn)行講解，最后通過實踐進(jìn)行鞏固。如在講解單片機(jī)的計數(shù)器/定時器的時候，先讓學(xué)生自己制作最小系統(tǒng)中的電子時鐘硬件電路（Practic），讓學(xué)生對計數(shù)器/定時器的功能有個感性認(rèn)知，再推出計數(shù)器/定時器的基本知識（Thoery），并讓學(xué)生對電子時鐘硬件電路進(jìn)行功能演示（Practic），把抽象的知識與具體的實物相結(jié)合，達(dá)到知識掌握得目的。

2.3.2 采用了情景式+興趣式的教學(xué)方法

把單片機(jī)常用的四個功能模塊引入到教學(xué)中，把單片機(jī)的基礎(chǔ)知識、軟硬件知識融入其中，把抽象變?yōu)榫唧w。同時在教學(xué)中，采用了成立“興趣小組”的辦法，把單片機(jī)的四個功能模塊進(jìn)行了延伸，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性。如在教授循環(huán)彩燈程序的時候，引導(dǎo)學(xué)生對其進(jìn)行想象，延伸到循環(huán)彩燈的形式可以一亮一滅，可以兩盞同時亮、三盞同時亮，并利用課后的時間讓學(xué)生做出來，運用實物進(jìn)行驗證，達(dá)到理論和實踐相結(jié)合的效果，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到了較好的教學(xué)效果。

2.3.3 采用了互聯(lián)網(wǎng)+碎片式的教學(xué)方法

互聯(lián)網(wǎng)的興起，讓微信、QQ在教學(xué)中運用變成了可能。在教學(xué)中，運用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立微信或QQ群，把教學(xué)中的四個功能模塊進(jìn)行知識分解，把分解的知識點進(jìn)行鏈接分享到微信或QQ群中，形成碎片式的知識點，讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)或現(xiàn)場學(xué)習(xí)、課后復(fù)習(xí)，如在循環(huán)彩燈程序編制及調(diào)試模塊（這里采用P0口控制8個二極管循環(huán)發(fā)光）中，對其進(jìn)行了碎片式的分解，如表2所示，并把每一個碎片做出一個小知識點，提供學(xué)生學(xué)習(xí)和查閱，達(dá)到預(yù)習(xí)、現(xiàn)場學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)的效果。

3 采用343的考核方法

在單片機(jī)的考核中，不再采用一局定勝負(fù)的方法，不再把期末的考試成績占較大的比例，而是把平時的過程包括出勤率、互動答題占30%，把學(xué)生平時的實踐、創(chuàng)新能力占40%，期末的成績只占30%，提高實踐、創(chuàng)新能力有助于提高學(xué)生的動手能力和理論實踐結(jié)合的能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

4 結(jié)語

在《單片機(jī)原理與應(yīng)用》的教學(xué)中，通過機(jī)電大專2015級的教學(xué)實踐，把5W和PTP的教學(xué)模式引入其中，把感性認(rèn)知與理論進(jìn)行結(jié)合，采用實踐去檢驗理論的教學(xué)，取得了較好的教學(xué)效果：

（1）5W和PTP的運用，把單片機(jī)與人才培養(yǎng)方法進(jìn)行準(zhǔn)確定位，把單片機(jī)知識融合到四個功能模塊的學(xué)習(xí)，并采用PTP的方法對這幾個模塊進(jìn)行反復(fù)練習(xí)，把抽象的理論變成了具體，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣明顯提高。

（2）采用了情景式+興趣式+碎片式的教學(xué)方法，運用情景式的方法引導(dǎo)學(xué)生對知識的運用，采用單片機(jī)的興趣小組，采用互聯(lián)網(wǎng)+碎片式的知識進(jìn)行預(yù)習(xí)、現(xiàn)場、課后灌注，及時讓學(xué)生對知識進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性主動性有了顯著提高。

（3）采用343的考核方法，注重了學(xué)生的實踐性和創(chuàng)新性的培養(yǎng)，學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)水平和團(tuán)隊合作意識比以往有了明顯提高。

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