主頁 > 技術(shù)文章 > 淺談技職校單片機(jī)教學(xué)改革 2024-10-15

淺談技職校單片機(jī)教學(xué)改革

摘要：單片機(jī)課程是技職校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的重要課程，具有較強(qiáng)的綜合性、實(shí)踐性等特點(diǎn)。根據(jù)目前技職校單片機(jī)課程教學(xué)現(xiàn)狀,針對(duì)現(xiàn)行單片機(jī)教學(xué)和應(yīng)用中存在的問題,結(jié)合本人多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出了幾點(diǎn)關(guān)于單片機(jī)教學(xué)改革的方案。
　　　　單片機(jī)經(jīng)過了多年的發(fā)展,在性能上有很大的進(jìn)步,在型號(hào)上發(fā)展到上千個(gè)種類,已經(jīng)廣泛應(yīng)用到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域,
　　單片機(jī)課程是高職電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的重要課程,但是相比之下,單片機(jī)的教學(xué)在很多方面沿襲普通中學(xué)常用的以教師講授知識(shí)為主的教學(xué)模式,強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)體系的完整性、嚴(yán)密性。而對(duì)于與實(shí)踐相關(guān)聯(lián)的理論知識(shí)的學(xué)習(xí)正是高職學(xué)生的弱項(xiàng), 傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)是以單片機(jī)的知識(shí)結(jié)構(gòu)為主線,把單片機(jī)知識(shí)系統(tǒng)分成硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、軟件編程、單片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展和各種外圍器件的應(yīng)用。授課的順序是硬件結(jié)構(gòu)→指令系統(tǒng)→軟件編程→單片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展和各種外圍器件的應(yīng)用,最后再講一些實(shí)例。按照此種教學(xué)結(jié)構(gòu),學(xué)生普遍感到難學(xué),導(dǎo)致大多數(shù)學(xué)生存在著厭學(xué)情緒,使得老師抱怨現(xiàn)在的學(xué)生越來越難教了,學(xué)生抱怨老師講的理論知識(shí)枯燥乏味,什么都沒聽懂,如此形成了一個(gè)惡性循環(huán)。如何讓基礎(chǔ)比較薄弱的學(xué)生較好地掌握單片機(jī)技術(shù)是當(dāng)前單片機(jī)課程面臨的一個(gè)急需解決的問題，顯然傳統(tǒng)的以教師講授為主的教學(xué)模式肯定不能適應(yīng)單片機(jī)教學(xué)的需要,必須轉(zhuǎn)變教學(xué)方法。根據(jù)目前高職單片機(jī)課程教學(xué)現(xiàn)狀,針對(duì)現(xiàn)行單片機(jī)教學(xué)和應(yīng)用中存在的問題,結(jié)合本人多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出了幾點(diǎn)關(guān)于單片機(jī)教學(xué)改革的方案。
　　單片機(jī)教學(xué)改革方案：
一、興趣驅(qū)動(dòng)法：
　　　　上已述及按單片機(jī)體系結(jié)構(gòu)授課存在很多問題，會(huì)使學(xué)生入門學(xué)習(xí)望而生畏,嚴(yán)重挫傷了學(xué)習(xí)興趣和熱情，不利于單片機(jī)教學(xué)。興趣是最好的老師，因此，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)的熱情是單片機(jī)教學(xué)改革的首要任務(wù)。單片機(jī)的廣泛發(fā)展有利于單片機(jī)的教學(xué)，教師可以充分利用這一資源優(yōu)勢(shì)，在第一次課的緒論中,可以簡(jiǎn)要列舉大量圖文并茂的應(yīng)用案例，尤其是學(xué)生生活中常見的，如智能手機(jī)，重點(diǎn)介紹單片機(jī)的發(fā)展前景，此外還可以把“新穎60 秒LED 旋轉(zhuǎn)電子鐘”、高精度程控函數(shù)信號(hào)發(fā)生器”“等作品的實(shí)物,帶進(jìn)教室,并簡(jiǎn)要介紹它們的工作原理及應(yīng)用,創(chuàng)建一個(gè)學(xué)習(xí)單片機(jī)課程不但有用而且有趣的情景，從而激發(fā)學(xué)生入門單片機(jī)學(xué)習(xí)的興趣。單片機(jī)的種類很多[1],有51系列、PI C系列、AVR系列等,還有更高級(jí)的AR M 系列,在介紹單片機(jī)種類的時(shí)候必須提醒學(xué)生不要學(xué)太多種類的單片機(jī),學(xué)精一個(gè),觸類旁通,無非在定時(shí)器和寄存器上有所不同罷了。強(qiáng)調(diào)學(xué)生從51著手,51是入門級(jí)的芯片,是初學(xué)者練手比較好的類型,這樣可以讓學(xué)生少走彎路，增強(qiáng)自信心，增加學(xué)習(xí)積極性。
二、任務(wù)型教學(xué)法：
　　　　“任務(wù)型教學(xué)法”最早是20 世紀(jì)80 年代外語教學(xué)法研究者和第二語言學(xué)習(xí)研究者在大量研究和實(shí)踐的基礎(chǔ)上提出來的有重要影響的教學(xué)方式。教師圍繞特定的交際目的和語言項(xiàng)目,設(shè)計(jì)可操作性強(qiáng)的、任務(wù)化的教學(xué)活動(dòng),學(xué)生通過多種語言活動(dòng)完成任務(wù),達(dá)到學(xué)習(xí)語言和掌握語言的目的。近年來,在一些專業(yè)技術(shù)課程中也不斷引入此種教學(xué)法,因此，單片機(jī)教學(xué)中引入了“任務(wù)型教學(xué)法”或許是一種不錯(cuò)的選擇。首先根據(jù)每一課學(xué)生應(yīng)達(dá)到的層次,確定教授的知識(shí)、技能,并以此來設(shè)計(jì)任務(wù)。以“任務(wù)”為核心組織知識(shí)點(diǎn),主要通過在本課題組使用的實(shí)驗(yàn)板上完成這一任務(wù)來實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的掌握和技能的培養(yǎng)。例如:在講授“單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)”這一部份的知識(shí)時(shí),可以制定這些任務(wù):自制單片機(jī)實(shí)驗(yàn)電路板、單燈發(fā)光、單燈閃爍、流水燈、,所需的知識(shí)有:硬件連接圖(最基本的單片機(jī)接線加P1.0 接一個(gè)發(fā)光管和一個(gè)限流電阻),若干條指令(CLRP1.0和JMPMYM),編程器的使用[2]。這些知識(shí)都是陳述性知識(shí),學(xué)生很快可以接受和掌握。學(xué)完之后,要求學(xué)生動(dòng)手將自制的實(shí)驗(yàn)板上的LED點(diǎn)亮,每個(gè)學(xué)生都可以完成。完成之后,讓學(xué)生思考,在P1.0邊上的P1.1等引腳是否可以用同樣的方法點(diǎn)亮,這一任務(wù)完成后,再完成單燈閃爍任務(wù)。這一任務(wù)中,多出幾條指令(LCALL DJNZ 等),其操作與前一任務(wù)相同,學(xué)生完成也沒有什么困難。這樣逐一完成各個(gè)任務(wù),并在各任務(wù)間穿插一些單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的知識(shí)介紹。通過完成這些任務(wù),不但能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,讓學(xué)生深刻理解單片機(jī)I/O端口結(jié)構(gòu)及輸入、輸出應(yīng)用特點(diǎn),一些硬件連接能力,匯編語言和C語言的程序設(shè)計(jì)、調(diào)試能力等,而且能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。在這些任務(wù)完成以后,學(xué)生對(duì)于單片機(jī)內(nèi)部的CPU、I/O 結(jié)構(gòu)等已經(jīng)很熟悉了,同時(shí),這為后續(xù)學(xué)習(xí)“指令”這一部份內(nèi)容打下了良好的基礎(chǔ)。
三、項(xiàng)目實(shí)踐驅(qū)動(dòng)法：
　　　　以項(xiàng)目實(shí)踐為教學(xué)單元,打破原有界限,不管硬件結(jié)構(gòu)、指令、編程的先后順序,將各部份知識(shí)分解成一個(gè)個(gè)知識(shí)
點(diǎn),為了完成一個(gè)項(xiàng)目任務(wù)抽取每個(gè)部份的不同知識(shí)點(diǎn),加以組合,完成第一個(gè)項(xiàng)目任務(wù)就能清楚單片機(jī)的開發(fā)過程,完成第二、三個(gè)項(xiàng)目任務(wù),就能自已模仿性地編出自已的程序,使得學(xué)習(xí)過程是一個(gè)不斷成功地完成基礎(chǔ)上任務(wù)的過程。當(dāng)所有項(xiàng)目任務(wù)全部完成,知識(shí)點(diǎn)就全學(xué)完了。即便只完成部份項(xiàng)目任務(wù),也可以去做一些程序了，實(shí)踐證明并沒有必要學(xué)完全部知識(shí)才可以去做開發(fā)的。
四、其他輔助教學(xué)方法：
　　　　（一）組建單片機(jī)興趣小組：
　　在單片機(jī)課堂教學(xué)之后，課程項(xiàng)目或者任務(wù)是對(duì)學(xué)生初步完整實(shí)施單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的一次集中訓(xùn)練。進(jìn)行課程項(xiàng)目或者任務(wù)時(shí)，教師把分析解決問題的主動(dòng)權(quán)交到學(xué)生的手中，以學(xué)生為主體提出解決方案，教師進(jìn)行審查，提出修改意見。教師主要對(duì)方案的可行性進(jìn)行把關(guān)，具體的軟硬件調(diào)試工作全部由學(xué)生動(dòng)手完成。有條件的學(xué)�？梢耘渲茖ｉT的指導(dǎo)教師實(shí)施專題興趣小組教學(xué)，在每一學(xué)期對(duì)小組成員進(jìn)行較綜合應(yīng)用課題的研究訓(xùn)練，含模擬、數(shù)字電路及單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)等方面的內(nèi)容。要求小組成員每學(xué)期初接受研究課題，學(xué)期末提交研究實(shí)物和研究報(bào)告等文檔資料。在后續(xù)的教學(xué)中，引入目前單片機(jī)仿真性能優(yōu)越的P R O T E U S 軟件應(yīng)用內(nèi)容[3]，使學(xué)生能夠?qū)纹瑱C(jī)實(shí)物制作和“軟仿真”開發(fā)有機(jī)結(jié)合，對(duì)使用單片機(jī)仿真器調(diào)試系統(tǒng)的方式進(jìn)行有力的補(bǔ)充。這樣，學(xué)生掌握的開發(fā)手段將得到擴(kuò)展，必將會(huì)大大提高本模塊的教學(xué)效果。興趣小組的教學(xué)在時(shí)間的切入上和課堂內(nèi)的教學(xué)可以相互銜接，這樣學(xué)生能夠帶著問題投入到課堂教學(xué)中，同時(shí)能夠起步實(shí)際應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。對(duì)學(xué)生有較好的鍛煉和提高作用。
　　（二）案例教學(xué)：
　　選取大量直接來自于工程實(shí)際,親身實(shí)踐過的應(yīng)用案例,要講清楚開發(fā)時(shí)所面臨的問題及其解決方法，增加案例開發(fā)過程中相關(guān)趣味故事，激發(fā)學(xué)生的求知欲，調(diào)動(dòng)其積極性。
　　（三）充分利用網(wǎng)絡(luò)資源：
　　充分發(fā)揮校園網(wǎng)的優(yōu)勢(shì),培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力,可以把課程教學(xué)大綱、電子教案、教師精心制作的教學(xué)課件等教學(xué)資源上網(wǎng)供學(xué)生自學(xué),并利用電子郵件、校網(wǎng)站的交流園地與學(xué)生進(jìn)行課外交流,為學(xué)生答疑解惑,為學(xué)生提供了更為廣泛的溝通渠道與環(huán)境。鼓勵(lì)學(xué)生登陸單片機(jī)發(fā)展和技術(shù)相關(guān)的熱門論壇，提高學(xué)生交流能力，擴(kuò)展學(xué)生單片機(jī)知識(shí)面。
　�。ㄋ模╈`活的教學(xué)大綱：
　　單片機(jī)技術(shù)在不斷發(fā)展,其應(yīng)用也在不斷的變革,市場(chǎng)的需求就是企業(yè)的需求,也是我們培養(yǎng)學(xué)生的需求,為此我們要根據(jù)這些變化的需求來調(diào)整教學(xué)大綱,培養(yǎng)具有企業(yè)需求的技能學(xué)生,提高學(xué)生的就業(yè)技能。
在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的今天，掌握好單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)，對(duì)于將要投身到自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用行業(yè)的畢業(yè)生而言無疑是十分重要的。作為從事單片機(jī)教學(xué)的一線教師，最大限度的確保自己的學(xué)生能夠?qū)W有所獲、學(xué)能致用，既是挑戰(zhàn)也是重要的責(zé)任和使命，希望本文所提出的觀點(diǎn)能夠起到拋磚引玉的作用。

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