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        基于項(xiàng)目教學(xué)法的單片機(jī)課程教學(xué)改革

        2016-02-04 15:45:31王守峰
        山西青年 2016年11期
        關(guān)鍵詞:項(xiàng)目教學(xué)法課程改革單片機(jī)

        王守峰

        桂林理工大學(xué)南寧分校,廣西 崇左 532100

        基于項(xiàng)目教學(xué)法的單片機(jī)課程教學(xué)改革

        王守峰* 1

        桂林理工大學(xué)南寧分校,廣西崇左532100

        摘要:針對(duì)傳統(tǒng)單片機(jī)原理及應(yīng)用課程教學(xué)過程中存在的問題,引入項(xiàng)目教學(xué)法,在教學(xué)中采用“邊學(xué)邊做、學(xué)做結(jié)合”的方式對(duì)課程進(jìn)行改革,仿真與實(shí)物相結(jié)合的學(xué)習(xí)方式,大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手實(shí)踐能力。

        關(guān)鍵詞:單片機(jī);項(xiàng)目教學(xué)法;課程改革

        單片機(jī)原理及應(yīng)用這門課程是電氣類專業(yè)的一門專業(yè)必修課,該課程強(qiáng)調(diào)軟件和硬件相結(jié)合,應(yīng)用性較強(qiáng),涉及到的知識(shí)點(diǎn)比較多,對(duì)于學(xué)生而言,其概念過于抽象,要學(xué)好單片機(jī)著實(shí)不易。但在自動(dòng)化控制領(lǐng)域,越來越多的使用了單片機(jī)作為控制器,學(xué)生掌握單片機(jī)應(yīng)用技術(shù),對(duì)于就業(yè)日益嚴(yán)峻的國內(nèi)形勢(shì)來說至關(guān)重要。為了培養(yǎng)學(xué)生具有扎實(shí)的單片機(jī)編程和應(yīng)用能力,適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展,針對(duì)在單片機(jī)教學(xué)過程中存在的一些問題,引入了項(xiàng)目教學(xué)法對(duì)其進(jìn)行改革。

        一、課程教學(xué)存在的問題

        (一)教學(xué)模式

        在傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)過程中,仍然是以教師為主,按照教材章節(jié)進(jìn)行講授,從單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)到定時(shí)中斷、系統(tǒng)擴(kuò)展,先講授理論后進(jìn)行實(shí)驗(yàn),理論和實(shí)驗(yàn)相脫節(jié),課堂教學(xué)在主導(dǎo)地位,學(xué)生被動(dòng)的接收知識(shí),不能及時(shí)的消化吸收,導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自信心下降。

        (二)教學(xué)內(nèi)容

        電氣類專業(yè)仍采用匯編語言教學(xué),與實(shí)際應(yīng)用情況不符。目前單片機(jī)的應(yīng)用產(chǎn)品大多采用C語言進(jìn)行設(shè)計(jì),公司和單位招聘要求學(xué)生具有單片機(jī)C語言開發(fā)能力,雖然匯編在一定程度上更加有助于對(duì)硬件的理解,但為了適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展,提高學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭力,需要與時(shí)俱進(jìn),故采用以匯編和C語言相結(jié)合的方式進(jìn)行教學(xué)。

        (三)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

        課程所開設(shè)的實(shí)驗(yàn)只是利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行驗(yàn)證性的試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)內(nèi)容固定單一,缺乏新意,學(xué)生只是簡單地進(jìn)行連線,對(duì)于內(nèi)部如何工作缺乏認(rèn)知,不利于培養(yǎng)獨(dú)立開發(fā)單片機(jī)的能力,而且實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和維護(hù)成本較高,設(shè)備容易出故障,再加上學(xué)生的不正規(guī)操作,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)箱經(jīng)常損壞,很難保證教學(xué)質(zhì)量??傊?,這些教學(xué)方式效果不理想,不利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力,往往是學(xué)生學(xué)完課程,面對(duì)單片機(jī)應(yīng)用開發(fā),仍然是一頭霧水,不知如何下手,所以,目前的教學(xué)方式需要及時(shí)的進(jìn)行改革。

        二、項(xiàng)目教學(xué)法在教學(xué)中的實(shí)施

        項(xiàng)目教學(xué)法是指“邊學(xué)邊做、學(xué)做結(jié)合”的教育理念,將理論與實(shí)踐緊密結(jié)合。從項(xiàng)目的分析、方案制定、電路設(shè)計(jì)、硬件制作、軟件設(shè)計(jì)到系統(tǒng)的調(diào)試和總結(jié)報(bào)告的撰寫,每個(gè)步驟學(xué)生都參與其中,讓學(xué)生在“做”的過程中體會(huì)到“學(xué)”的樂趣和成果。從簡單項(xiàng)目到復(fù)雜項(xiàng)目,將單片機(jī)的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)融入到項(xiàng)目中去,通過不同程度的項(xiàng)目設(shè)計(jì),不斷加深學(xué)生對(duì)單片機(jī)的理解,并提高單片機(jī)的應(yīng)用開發(fā)能力。

        項(xiàng)目教學(xué)法要在教學(xué)過程中取得良好效果,教師的作用至關(guān)重要。首先要選擇合適的項(xiàng)目,對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行合理的編排,選擇的項(xiàng)目要符合先易后難,簡單實(shí)用的原則,能夠體現(xiàn)出單片機(jī)知識(shí)點(diǎn)的運(yùn)用。其次要制定詳細(xì)的實(shí)施方案,合理分配課時(shí)量。讓學(xué)生按照步驟進(jìn)行學(xué)習(xí),親自參與其中,把課堂的時(shí)間交給學(xué)生,教師起到引導(dǎo)、啟發(fā)作用,并及時(shí)的幫助學(xué)生解決遇到的難題。最后對(duì)學(xué)生的作品進(jìn)行評(píng)估,組織討論分析在設(shè)計(jì)過程中遇到的各種問題,表揚(yáng)做得好的學(xué)生,展出優(yōu)秀作品,讓他們體會(huì)到成功的喜悅,以帶動(dòng)學(xué)習(xí)單片機(jī)的興趣。

        在課程教學(xué)中,規(guī)劃了7個(gè)項(xiàng)目,分別是(1)點(diǎn)亮LED燈;(2)跑馬燈;(3)60s倒計(jì)時(shí);(4)搶答器;(5)交通燈;(6)直流電機(jī)調(diào)速控制;(7)溫度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。這些項(xiàng)目包含了單片機(jī)所有硬件資源及外圍電路設(shè)計(jì),I/O控制及擴(kuò)展,定時(shí)/計(jì)數(shù)器和中斷控制等。在前期的基本理論學(xué)習(xí)中采用多媒體教學(xué)手段,引入Proteus和Keil軟件平臺(tái),利用Proteus設(shè)計(jì)原理圖,Keil進(jìn)行編程調(diào)試,縮短開發(fā)周期,以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。因?yàn)镵eil和Proteus軟件可以進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試,能夠更加逼真的模擬項(xiàng)目運(yùn)行狀況,驗(yàn)證程序設(shè)計(jì)的正確性和可行性。這使得學(xué)生可以將更多精力放在單片機(jī)項(xiàng)目設(shè)計(jì)和編程上面來。同時(shí)也節(jié)省了實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用。在后期實(shí)踐階段,模擬仿真成功之后,投入硬件設(shè)計(jì),從元器件采購、電路板設(shè)計(jì)、元器件的焊接到電路板的軟硬件調(diào)試都由學(xué)生自己動(dòng)手完成,程序的下載利用燒寫器來完成,最后驗(yàn)板成功后由教師打分。

        現(xiàn)以項(xiàng)目“交通燈”為例,說明項(xiàng)目教學(xué)法在教學(xué)中的實(shí)施過程。在項(xiàng)目開始階段,教師提出項(xiàng)目要求,學(xué)生分組討論設(shè)計(jì)方案,由學(xué)生獨(dú)立完成電路設(shè)計(jì)和程序編寫。要求先使用Proteus進(jìn)行驗(yàn)證,在設(shè)計(jì)中,主要使用了AT89S51單片機(jī),LED燈,三極管和兩位數(shù)碼管顯示器。該項(xiàng)目主要考查學(xué)生單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的使用方法以及LED數(shù)碼管顯示原理。仿真成功之后,還需要進(jìn)行實(shí)物設(shè)計(jì),雖然模擬仿真在一定程度上方便了學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī),但不能完全依靠軟件,畢竟在實(shí)物制作中會(huì)遇到各種各樣的問題,同時(shí)也是提高學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力的有效方式。在項(xiàng)目完畢后,要求學(xué)生以書面報(bào)告的形式對(duì)設(shè)計(jì)過程中遇到的各種問題進(jìn)行總結(jié)。教師對(duì)其作品和報(bào)告進(jìn)行點(diǎn)評(píng),并鼓勵(lì)學(xué)生積極參與課堂中來,對(duì)其在制作作品的過程中遇到的難題以及解決的方法進(jìn)行講解和討論,以加深對(duì)單片機(jī)開發(fā)的理解。

        三、結(jié)論

        將項(xiàng)目教學(xué)法應(yīng)用于單片機(jī)課程教學(xué)之中,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)和獨(dú)立解決問題的能力。在教學(xué)中,教師負(fù)責(zé)引導(dǎo)學(xué)生,幫助他們解決難題,鼓勵(lì)他們動(dòng)手實(shí)踐,讓學(xué)生能夠更好地掌握專業(yè)技能,同時(shí)對(duì)任課教師來說也是一種鍛煉的經(jīng)歷。經(jīng)過教學(xué)改革的初步嘗試,單片機(jī)課程的教學(xué)效果得到明顯改善,學(xué)生積極參加科技活動(dòng)月和創(chuàng)新性項(xiàng)目,并在大學(xué)生電子競(jìng)賽中取得優(yōu)異的成績。

        [參考文獻(xiàn)]

        [1]趙月靜,陳繼榮.項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在“單片機(jī)原理及應(yīng)用"課程中的應(yīng)用[J].河北工業(yè)科技,2012,29(4):239-242.

        [2]謝四蓮.‘項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法’在《單片機(jī)原理及應(yīng)用》教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].湖南人文科技學(xué)院學(xué)報(bào),2010(2):124-125.

        *作者簡介:王守峰(1984-),男,漢族,山東菏澤人,桂林理工大學(xué)南寧分校,研究生,主要研究方向:計(jì)算機(jī)控制技術(shù)。

        中圖分類號(hào):TP368.1-4

        文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

        文章編號(hào):1006-0049-(2016)11-0097-01

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