陳少航

（桂林航天工業(yè)高等?？茖W(xué)校電子工程系，廣西 桂林 541004）

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，電子設(shè)備越來越智能化，而這些設(shè)備的核心器件是MCU，單片機就是其中的一種。為此，很多高職高專院校在電子信息類專業(yè)開設(shè)了單片機技術(shù)及原理課程。單片機是一門技術(shù)性和實踐性都比較強的課程。所以，實踐環(huán)節(jié)是該門課程能否學(xué)好的關(guān)鍵所在。傳統(tǒng)的教學(xué)方式，主要是課堂上老師滿堂灌輸理論，實驗課學(xué)生也只是在固定的實驗箱上做一些驗證性實驗。這樣的教學(xué)效果不是很好，學(xué)生普遍反映其對所學(xué)知識是似懂非懂、知其然而不知其所以然這一狀態(tài)，對課程學(xué)習(xí)的興趣也不是很高。為克服傳統(tǒng)單片機教學(xué)所遇到的難題，桂林航天工業(yè)高等?？茖W(xué)校單片機教研組，嘗試了基于工作過程的單片機教學(xué)方法，在教學(xué)過程中引入了能夠仿真單片機及外圍電路運行過程及結(jié)果的PROTEUS軟件，并取得了良好的教學(xué)效果。

1 基于工作過程的教學(xué)法介紹

基于工作過程的單片機教學(xué)法，主要是以學(xué)生為教學(xué)行為的核心，重在學(xué)生參與并實施學(xué)習(xí)的實踐過程，以學(xué)生參與教學(xué)實踐為主線，教師只是指導(dǎo)者與引導(dǎo)者。根據(jù)單片機知識結(jié)構(gòu)及學(xué)生的認知能力，并以理論為輔、實踐為主的策略，教研組將課程內(nèi)容分為發(fā)光二極管、鍵盤、串口通信、AD轉(zhuǎn)換、中斷、液晶共6大模塊。每個模塊包含相關(guān)的知識點，并構(gòu)成一個項目任務(wù)，每個項目都有承前啟后的作用。這樣，學(xué)生既能加深對已有知識點的掌握，又能學(xué)習(xí)新知識點，學(xué)生根據(jù)這些項目任務(wù)的要求，自主設(shè)計學(xué)習(xí)過程的細節(jié)。整個過程學(xué)生是主角，學(xué)生既在學(xué)中做，又在做中學(xué)。該教學(xué)法主要是培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力[1]。整個過程，學(xué)生既是項目的設(shè)計者，又是實施者，這樣可以積累相關(guān)的項目經(jīng)驗，提高自身的職業(yè)競爭力。

2 工作過程教學(xué)法的實施

工作過程教學(xué)法的項目設(shè)計應(yīng)當明確而適度，要結(jié)合學(xué)生現(xiàn)有的認知能力及水平，并且能夠漸進式地提高學(xué)生的單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)能力，從實際情況出發(fā)，切實做到因材施教。結(jié)合我學(xué)生的實際認知水平及學(xué)習(xí)能力，學(xué)校實驗實訓(xùn)中心配合單片機課程教研組制定了具體的項目及實施過程，并且免費開放了兩間實驗室，供學(xué)生課余時間所用。課前，任課老師對項目所用到的相關(guān)知識點進行講解和進行操作演示，并提醒學(xué)生需要注意的地方，并設(shè)定好相關(guān)的問題，以促使學(xué)生認真實施項目；下課前，任課老師要根據(jù)學(xué)生的項目實施情況進行總結(jié)和評價，并引出下一個項目要用到的知識點，提醒學(xué)生要預(yù)習(xí)的知識點，讓學(xué)生自主尋找項目完成所需的信息[1]。

3 PROTEUS的角色

PROTEUS是一款新型的EDA軟件，是由英國Lab Center Electronics公司開發(fā)的，其不僅能夠仿真單片機，而且能夠仿真單片機及外圍電路的運行過程及結(jié)果。這對單片機教學(xué)方式的改進，具有較大的幫助，不僅能夠節(jié)省教學(xué)的硬件成本，而且能夠讓學(xué)生實時觀察到單片機應(yīng)用系統(tǒng)的工作狀態(tài)。

在教學(xué)過程中，我們所有的教學(xué)行為，都是在實驗室進行，可以做到人手一臺電腦。因此，教研組將PROTEUS軟件應(yīng)用到單片機理論及實踐教學(xué)的整個教學(xué)過程中。根據(jù)設(shè)定的教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合KEIL軟件，先用PROTEUS軟件在電腦上對設(shè)定的教學(xué)模塊進行仿真，在程序和電路的調(diào)試過程中，要求學(xué)生實時觀察PROTEUS提供的各種虛擬儀表及圖形顯示功能數(shù)據(jù)的變化。仿真實驗做完后，學(xué)生就可以根據(jù)仿真原理圖，在配套的實驗板做實物實驗了，并能在有限硬件資源的條件下設(shè)計一些實物。

現(xiàn)列舉一PROTEUS教學(xué)實例，予以說明：根據(jù)單片機知識結(jié)構(gòu)及學(xué)生的認知能力，教研組將教學(xué)內(nèi)容分為發(fā)光二極管、鍵盤、串口通信、AD轉(zhuǎn)換、中斷、液晶共6大模塊。以發(fā)光二極管模塊為例，介紹如何在PROTEUS中實現(xiàn)教學(xué)模塊的仿真。

實驗的功能：I/O電平的變化控制LED的亮暗，其原理圖如圖1所示。

元件清單：AT89C52，RES，LED-YELLOW。

圖1 流水燈

圖1展示了PROTEUS能夠仿真單片機及外圍電路這一功能，同時能夠最大限度的降低教學(xué)的硬件成本。仿真做好后，就可以做硬件實驗及實物了，但要嚴格遵循項目準備-實施-考核這一過程，。

4 考評

課程考評是教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，對學(xué)生的學(xué)習(xí)有著重要的促進和引導(dǎo)作用。點評時，老師要注意抓住學(xué)生容易犯錯的地方，并進行重點及講解和操作演示。完成項目任務(wù)比較好的學(xué)生，要給予表揚，并發(fā)揮其帶頭作用，做到學(xué)生資源的優(yōu)勢互補；對于跟不上的學(xué)生，要及時給予幫助，有了這份鼓勵，學(xué)生就有繼續(xù)學(xué)習(xí)的信心和動力，學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動性就能最大限度的地調(diào)動起來。考核的目的是促進學(xué)生的學(xué)習(xí)，要具有科學(xué)性、靈活性、可操作性，并能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。整個教學(xué)過程是以實踐為主線，因此考核要弱化理論知識，強化項目的實施過程，降低卷面考核成績的比例，加大項目實施過程及完成情況在總評中的比例。對于項目實施過程表現(xiàn)好的學(xué)生，要給予適當加分，以促進其更好的學(xué)習(xí)；對于實施過程不理想的學(xué)生，要給予鼓勵，讓其對學(xué)習(xí)有信心?？傊?，考評的目的是促進學(xué)生的學(xué)習(xí)。

5 結(jié)束語

工作過程教學(xué)法，克服了傳統(tǒng)教學(xué)模式重結(jié)果不重過程、重理論講解不重操作等缺點，用項目任務(wù)驅(qū)動學(xué)生的求知欲，用過程加深學(xué)生的理解，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題[1]。讓學(xué)生成為整個教學(xué)過程的核心，變傳統(tǒng)的被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。經(jīng)過一年的教學(xué)試驗，學(xué)生的單片機應(yīng)用設(shè)計能力普遍較往屆要好，學(xué)習(xí)的積極性比較高，學(xué)習(xí)的主動性也較以往要強，取得了良好的教學(xué)效果。

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[5]曹 華，黃錦祝，蔣朝寧.基于工作過程的單片機技術(shù)與應(yīng)用課程開發(fā)[J].職業(yè)技術(shù)教育，2009，（20）：18-19.

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[7]劉燎原，孫秋波.Proteus軟件在單片機項目教學(xué)中的應(yīng)用[J].徐州建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2009，（2）：63-65.