智慧校園環(huán)境下“微機(jī)原理與應(yīng)用”課程教學(xué)研究

李永梅，錢(qián) 茹，張衛(wèi)芬

（東南大學(xué)成賢學(xué)院，江蘇 南京 210088）

0 引言

微機(jī)原理與應(yīng)用課程是我院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的一門(mén)主干課程，要講授微處理器結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、單片機(jī)存儲(chǔ)器原理與結(jié)構(gòu)、定時(shí)器與中斷系統(tǒng)、輸入/輸出接口技術(shù)、常用的接口芯片[1]。這門(mén)課程共3個(gè)學(xué)分，其中實(shí)驗(yàn)課8學(xué)時(shí)，理論課40課時(shí)。在理論方面，要求學(xué)生掌握微型計(jì)算機(jī)的基本組成、單片機(jī)的工作原理及接口技術(shù)，初步掌握基于c語(yǔ)言單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的基本方法；在實(shí)驗(yàn)方面，要求學(xué)生熟悉c語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)調(diào)試工具和軟件開(kāi)發(fā)調(diào)試過(guò)程，掌握單片機(jī)的基本應(yīng)用，從而加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解及軟硬件開(kāi)發(fā)的實(shí)際技能。針對(duì)課時(shí)少內(nèi)容多的特點(diǎn)，結(jié)合智慧校園環(huán)境進(jìn)行課程課程網(wǎng)站的建立、教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)、教學(xué)模式的改革，從而使學(xué)生掌握更好[2]。

1 傳統(tǒng)教學(xué)中的困難

在傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中，教師主要是以講授課程的方式為主，現(xiàn)有的教學(xué)方法難以使教學(xué)達(dá)到很好的效果。傳統(tǒng)的教學(xué)模式下存在知識(shí)點(diǎn)較多而課時(shí)少，學(xué)生普遍帶手機(jī)上課，上課注意力不集中、易開(kāi)小差，課堂聽(tīng)課效率較低，同時(shí)學(xué)生與老師互動(dòng)較少，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性不夠等問(wèn)題。因此，面臨困難與挑戰(zhàn)，在“互聯(lián)網(wǎng)+”教育背景下，基于智慧校園環(huán)境，將微信平臺(tái)“課堂派”、課程網(wǎng)站線上教學(xué)等智慧教學(xué)方法引入到微機(jī)原理與應(yīng)用課程教學(xué)中，改變傳統(tǒng)課程教學(xué)模式，以此來(lái)提升學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，促進(jìn)對(duì)微機(jī)原理課程的興趣與應(yīng)用。

2 課程網(wǎng)站的建設(shè)

利用智慧校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，建立課程網(wǎng)上資源。將課程介紹、課程特色、大綱日歷、典型應(yīng)用題、電子課件、教學(xué)錄像、課堂測(cè)試、模擬試卷、軟件下載、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)、文獻(xiàn)資料等資源上傳到課程網(wǎng)站。同學(xué)們可以在網(wǎng)上提前看課件及視頻資料，進(jìn)行預(yù)習(xí)，將下次課將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容提前熟悉，使同學(xué)們?cè)谡n堂上能夠和老師進(jìn)行深入探討，提高課堂學(xué)習(xí)的效率。對(duì)于課堂學(xué)習(xí)的內(nèi)容的檢驗(yàn)，可以到課程網(wǎng)站下載相關(guān)習(xí)題，同時(shí)對(duì)于關(guān)鍵問(wèn)題可以查詢答案[3]。課程網(wǎng)站界面如圖1所示。

圖1 課程網(wǎng)站界面

3 教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)

課程內(nèi)容設(shè)計(jì)上，由淺入深，通過(guò)具體示例講應(yīng)用。比如“數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示”這個(gè)示例，涉及單片機(jī)的定時(shí)器、中斷、數(shù)碼管、人的視覺(jué)殘留、單片機(jī)的輸入輸出、鎖存器的使用等相關(guān)內(nèi)容。學(xué)生不能一下子接受，因此在這個(gè)重點(diǎn)難點(diǎn)問(wèn)題是通過(guò)由淺入深、層層遞進(jìn)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。共陽(yáng)極數(shù)碼管公共端接+5V，8個(gè)控制端a～dp給“0”就亮，給“1”就熄滅。51型單片機(jī)只有4個(gè)8位的并行I/O口，如果想在六個(gè)數(shù)碼管上顯示，就需要48個(gè)I/O口，顯然51單片機(jī)在硬件上不能提供48個(gè)I/O口，解決“端口不夠”的問(wèn)題可以結(jié)合定時(shí)器中斷編程在軟件上想辦法。為了講清楚這個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)上可以分4步。

第一步：?jiǎn)蝹€(gè)數(shù)碼管顯示控制。用P1口去控制一個(gè)共陽(yáng)極數(shù)碼管，往P1口送數(shù)，在軟件上只要這樣一條語(yǔ)句“P1=0xc0；”，即可在數(shù)碼管上顯示“0”這個(gè)數(shù)字?？梢园言跀?shù)碼管上顯示“0～9”的數(shù)字對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制碼編寫(xiě)成一個(gè)常數(shù)表格“unsigned char code CharTab[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0 xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8, 0x80,0x98}；”，通過(guò)查表指令“P1=CharTab[0]；” 即可顯示“0”的字形。

第二步：?jiǎn)蝹€(gè)數(shù)碼管輪流顯示0～9變化的字形。在掌握如何顯示字形的基礎(chǔ)上，只需要定時(shí)器定時(shí)1秒，定時(shí)時(shí)間到，往P1口送的字形依次是0～9的字形碼即可?？梢栽O(shè)置一個(gè)指針變量，每隔1秒遞增1，大小在0～9變化。

第三步：8個(gè)數(shù)碼管輪流顯示固定不變的字形。8個(gè)數(shù)碼管共用I/O線，用P1口控制，同時(shí)用P2口控制8個(gè)數(shù)碼管的公共端，每次只給一只管送電，利用人的視覺(jué)殘留，某個(gè)數(shù)碼管熄滅到再次通電時(shí)間間隔大約20 ms，看到的現(xiàn)象就是它一直亮。

第四步：8個(gè)數(shù)碼管輪流顯示變化的字形。需要設(shè)置一個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，裝入8個(gè)要顯示的數(shù)字，在主程序里可以根據(jù)條件更改數(shù)字，再通過(guò)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)去查字形表，同時(shí)控制數(shù)碼管輪流通電，設(shè)立指針變量統(tǒng)一管理，就可實(shí)現(xiàn)每次的事件處理類似而又不同。

4 線上線下混合教學(xué)模式

課堂派是一款高效在線課堂管理平臺(tái)，可以通過(guò)手機(jī)公眾號(hào)建立班級(jí)，同學(xué)們加入班級(jí)，實(shí)現(xiàn)課前預(yù)習(xí)打卡、課后下發(fā)作業(yè)、批改作業(yè)、課堂測(cè)試、表現(xiàn)打分、資料共享、考勤等功能。同時(shí)在考核方式上改變過(guò)去的以期末考試成績(jī)?yōu)橹鞯目己朔绞?，?gòu)建“四位一體”的考核評(píng)價(jià)體系、合理確定考核內(nèi)容和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，總成績(jī)分成平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)、階段性測(cè)試成績(jī)、期末考試成績(jī)四部分，具體計(jì)算公式為：總成績(jī)=平時(shí)成績(jī)10%（課前預(yù)習(xí)5%+課后作業(yè)5%）+實(shí)驗(yàn)成績(jī)10%（實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)5%+報(bào)告5%）+階段性測(cè)試成績(jī)30%（每次10%）+期末測(cè)試成績(jī)50%。通過(guò)加大學(xué)習(xí)過(guò)程考核，以學(xué)生主體進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，把課程知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分解，提高階段性測(cè)試評(píng)價(jià)成績(jī)占比，大大提高了學(xué)生的參與度，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

5 結(jié)語(yǔ)

教學(xué)研究的目的是培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用計(jì)能力。通過(guò)對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段等方面的研究，利用網(wǎng)上資源，盡可能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，并取得較好的實(shí)際效果。