畢 然

摘 要 單片機是電子類專業(yè)的一門重要課程,在實際工程中有著廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)單片機教學(xué)中存在諸多問題,如教學(xué)內(nèi)容枯燥、實驗設(shè)備費用高、實驗缺乏靈活性等。本文結(jié)合實例,介紹了PROTEUS軟件和學(xué)習(xí)情境的教學(xué)方法在單片機教學(xué)中的應(yīng)用。通過新的教學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生信息交流及合作、學(xué)習(xí)及工作能力、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰跋到y(tǒng)開發(fā)能力。

關(guān)鍵詞 學(xué)習(xí)情境教學(xué)方法 PROTEUS 單片機

中圖分類號:G424文獻標(biāo)識碼:A

單片機具有體積小、功能多、抗干擾能力強等優(yōu)點,在家用電器、實時工控、智能儀器儀表等方面有著廣泛的應(yīng)用,是電類專業(yè)工作人員必須要掌握的一門課程。在單片機的傳統(tǒng)教學(xué)中,都是按照書本上的章節(jié)順序講解,先講單片機概論、硬件,再講指令、語句、流程圖,最后在試驗箱上完成設(shè)備固有的幾個項目。這樣就導(dǎo)致課程的內(nèi)容比較枯燥、抽象,很少有學(xué)生能夠堅持學(xué)下去。另外,實驗箱實驗具有一定的局限性,學(xué)生做完實驗后,對整個實驗電路沒有具體的了解,只能做一些驗證性的實驗,不利于學(xué)生創(chuàng)新思維的開發(fā)。為了增強本門課程的趣味性,鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力,筆者打破了傳統(tǒng)的教學(xué)方式,在單片機教學(xué)中采用學(xué)習(xí)情境的教學(xué)方法,同時引入了最新的嵌入式科研仿真與開發(fā)平臺Proteus,將單片機的課程劃分為幾個教學(xué)情境,每個教學(xué)情境均由若干個具體的典型工作任務(wù)組成,學(xué)生可以根據(jù)設(shè)計的工作任務(wù)進行單片機單元電路的硬件、軟件設(shè)計、程序調(diào)試、仿真運行,學(xué)生設(shè)計、仿真成功后,再有針對性地進行實際實驗,進一步理解、鞏固、擴展所學(xué)知識。

在此就一個典型的任務(wù)來介紹一下仿真技術(shù)和情境教學(xué)在單片機課程中的實施。

1 明確任務(wù)

師:城市的夜晚酷似一個夢幻世界,色彩斑斕,各種各樣的霓虹燈,似天上彩虹、像人間銀河。究竟是什么“魔力”使彩燈變換出多樣的顯示效果? (學(xué)生討論)

師:霓虹燈可以變換出不同的文字和圖案是因為它的內(nèi)部有一個電腦芯片進行控制,霓虹燈管按編好的程序亮或滅,組成一副副流動的畫面。這節(jié)課我們就要學(xué)習(xí)霓虹燈最為簡單的一種控制方法——“流水燈”。

2 任務(wù)分析

師:流水燈顧名思義,就是實現(xiàn)一個亮點流動的實驗。如何來實現(xiàn)亮點的流動呢?(小組討論,引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出利用P2口輸出實現(xiàn)8只LED彩燈控制。)

3 方案制定

(1)先以小組討論的方式制定實施的方案,包括系統(tǒng)的軟件設(shè)計和硬件設(shè)計。在方案討論制定過程中,引導(dǎo)學(xué)生通過輔助資料了解構(gòu)成單片機最小的硬件電路,包括電源、復(fù)位電路、振蕩電路等,復(fù)習(xí)Proteus的使用方法,結(jié)合多媒體幻燈片引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)傳送指令、循環(huán)指令、邏輯運算指令等相關(guān)理論知識。

(2)與學(xué)生探討小組方案的優(yōu)缺點,共同確定流水燈的硬件電路參考圖。

(3)師生共同探討流水燈實驗軟件設(shè)計流程。

4 項目實施

學(xué)生按項目解決方案及實施計劃,以小組分工的形式完成單向流水燈的軟件設(shè)計,并在Proteus中實現(xiàn)軟、硬件協(xié)同仿真。在學(xué)生實際操作過程中,教師對程序編譯出錯、硬件電路方面的錯誤及時進行指導(dǎo),并重點強調(diào)使用延時程序的必要性及延時時間的控制。

5 項目拓展

本實驗實現(xiàn)的是從上至下的流水燈的效果,引導(dǎo)學(xué)生探討更好的解決方案和更多的彩燈控制變換方式。比如以不同的方式顯示流水燈的效果,實現(xiàn)用按鍵來控制流水燈等。

6 展示評價

在教學(xué)評價中,采用教師評價、學(xué)生自我評價、社會評價相結(jié)合的評價方法。評價重點為學(xué)生動手能力和實踐中分析問題、解決問題能力(及創(chuàng)新能力),對在學(xué)習(xí)和應(yīng)用上有創(chuàng)新的學(xué)生應(yīng)予特別鼓勵,讓學(xué)生充分認(rèn)識經(jīng)過努力獲得成功的快感,同時也可以讓學(xué)生及時發(fā)現(xiàn)自己的(下轉(zhuǎn)第21頁)(上接第18頁)不足,為下一階段的調(diào)整和完善奠定基礎(chǔ)。

7 教學(xué)反思

本次課程教學(xué)采用了先進的教育理念和教學(xué)方法,在教學(xué)情境設(shè)計中力求實現(xiàn)知識和實踐的有機結(jié)合,體現(xiàn)了“做中學(xué)”、“學(xué)中做”的教學(xué)理念。課堂氣氛活躍,學(xué)生參與程度高,達到了預(yù)期的教學(xué)效果。

在本次課程實施過程中,教師的角色不再是一個表演者,而是幫助和指導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的組織者。學(xué)生在教師的引導(dǎo)下由不知到知,由不會到會,既重視學(xué)生學(xué)習(xí)的結(jié)果,又重視學(xué)生的學(xué)習(xí)過程,允許學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中犯錯誤,使學(xué)生在錯誤中不斷改進和提高,不斷完善自己,培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中能夠主動、快樂學(xué)習(xí)。

參考文獻

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