馬巍

【摘 要】文章介紹了項(xiàng)目教學(xué)法在單片機(jī)教學(xué)中的具體應(yīng)用案例——電子密碼鎖，提出了在單片機(jī)教學(xué)中開展項(xiàng)目教學(xué)法的可行性，探討了項(xiàng)目教學(xué)法在電子密碼鎖單片機(jī)課程教學(xué)過程中的實(shí)施步驟，為單片機(jī)課程的改革提供參考。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī) 項(xiàng)目教學(xué)法 電子密碼鎖

一、項(xiàng)目教學(xué)法簡介

項(xiàng)目教學(xué)法在講解相關(guān)知識(shí)基礎(chǔ)上給出項(xiàng)目要求，指導(dǎo)學(xué)生循序漸進(jìn)地完成硬件設(shè)計(jì)、軟件編程和仿真調(diào)試。在運(yùn)用項(xiàng)目教學(xué)法設(shè)計(jì)各個(gè)項(xiàng)目時(shí)需要打破傳統(tǒng)的教學(xué)順序，根據(jù)教學(xué)大綱要求的知識(shí)點(diǎn)，設(shè)計(jì)出有針對性的多個(gè)項(xiàng)目。要求各個(gè)項(xiàng)目由淺入深，循序漸進(jìn)，能夠覆蓋所有教學(xué)知識(shí)點(diǎn)，并能夠盡早使學(xué)生進(jìn)入簡單的項(xiàng)目訓(xùn)練，盡早從項(xiàng)目成功的案例中獲得激勵(lì)，并使學(xué)生在項(xiàng)目訓(xùn)練中逐步形成系統(tǒng)的概念，并養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)，敢于實(shí)踐的學(xué)習(xí)習(xí)慣。與傳統(tǒng)的教學(xué)相比，它完成了三個(gè)中心轉(zhuǎn)變，即由教師為中心變成以學(xué)生為中心、以課本為中心轉(zhuǎn)變以項(xiàng)目為中心、以課堂為中心轉(zhuǎn)變成以自主實(shí)踐為中心。本文介紹項(xiàng)目教學(xué)法在單片機(jī)課程教學(xué)中具體的應(yīng)用案例——電子密碼鎖。

電子密碼鎖的工作原理：

電子密碼鎖的功能為：輸入一組密碼，為0～3之間的數(shù)字，密碼輸入正確顯示 “P”約3秒鐘，并通過P3.0端口將鎖打開，否則顯示字符“E” 約3秒鐘，鎖繼續(xù)保持鎖定狀態(tài) ，等待密碼的再次輸入。

在單片機(jī)硬件設(shè)計(jì)時(shí)，只需用一位數(shù)碼管顯示，采用靜態(tài)連接方式。4個(gè)數(shù)字鍵連接在P0口的低4 位P0.0～P0.3，設(shè)P0.0表示0數(shù)字鍵、P0.1表示1數(shù)字鍵、P0.2表示2數(shù)字鍵、P0.3表示3數(shù)字鍵。用P3.0控制一個(gè)發(fā)光二極管，發(fā)光二極管亮表示鎖打開，滅表示鎖定。軟件設(shè)計(jì)的思路是：主程序主要負(fù)責(zé)按鍵輸入密碼比較、正確與錯(cuò)誤顯示處理。初始顯示符號(hào)為“—”。當(dāng)按數(shù)字鍵后，若與預(yù)先設(shè)定的密碼相同則顯示“P” 3秒鐘，打開鎖，等待下一次密碼輸入。否則顯示“E” 3秒鐘，保持鎖定狀態(tài)并等待下一次密碼輸入。

二、項(xiàng)目教學(xué)法在電子密碼鎖的實(shí)施

（一）做什么？——明確要完成的任務(wù)

由教師在課前給出教學(xué)項(xiàng)目的基本要求，引領(lǐng)學(xué)生有目的地進(jìn)行預(yù)習(xí)。本項(xiàng)目任務(wù)為電子密碼鎖。在一些智能門控管理系統(tǒng)中，需要輸入正確的密碼才可以開鎖?；趩纹瑱C(jī)控制下的密碼鎖硬件電路包括三個(gè)部分：按鍵、顯示和電控開鎖驅(qū)動(dòng)電路。

（二）怎么做

1.跟我想——分析怎樣用單片機(jī)構(gòu)建控制電路

結(jié)合多媒體教學(xué)手段項(xiàng)目演示，由教師當(dāng)堂演示關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)：靜態(tài)顯示、查詢式按鍵、電控開鎖驅(qū)動(dòng)電路，以提高學(xué)生的興趣，增加課堂信息量。課堂演示階段可結(jié)合實(shí)驗(yàn)板，讓學(xué)生現(xiàn)場看到系統(tǒng)運(yùn)行的結(jié)果，提升學(xué)生參與實(shí)踐的渴望。在知識(shí)點(diǎn)講解過程中突出重點(diǎn)，提綱挈領(lǐng)。

2.跟我做1——畫出硬件電路圖

學(xué)生分組討論，在單片機(jī)的最小系統(tǒng)上根據(jù)項(xiàng)目要求畫出顯示電路、按鍵電路及電控開鎖驅(qū)動(dòng)電路。本環(huán)節(jié)要求教師有較強(qiáng)的現(xiàn)場指導(dǎo)能力和課堂掌控能力。為了較好地在有限時(shí)間內(nèi)完成教學(xué)內(nèi)容，教師應(yīng)注重培養(yǎng)幾個(gè)能力突出的“骨干”學(xué)生，加強(qiáng)課堂活躍度。同時(shí)注重挖掘?qū)W生的自主設(shè)計(jì)思想。

3.跟我做2——編寫控制程序

教師講解程序設(shè)計(jì)思路，本項(xiàng)目主程序主要負(fù)責(zé)按鍵輸入密碼比較、正確與錯(cuò)誤顯示處理。設(shè)初始顯示符號(hào)為“—”，當(dāng)按數(shù)字鍵后，若與預(yù)先設(shè)定的密碼相同則顯示 “P”，3秒鐘，打開鎖，等待下一次密碼輸入。否則顯示“E”3秒鐘，保持鎖定狀態(tài)并等待下一次密碼輸入。并結(jié)合多媒體教學(xué)手段演示流程圖。

學(xué)生分組討論并在教師的引導(dǎo)下編寫程序、仿真調(diào)試。

（三）自己做——具有0～9十個(gè)數(shù)字按鍵的密碼鎖

教師用實(shí)驗(yàn)板演示具有0～9十個(gè)數(shù)字按鍵的密碼鎖。引導(dǎo)學(xué)生思考：查詢式按鍵可以實(shí)現(xiàn)此功能嗎？在查詢式按鍵接法中，每個(gè)按鍵都要占用一根I/O口線，如果按鍵數(shù)目比較多就不適用了。提出問題：用什么按鍵代替查詢式按鍵？學(xué)生討論后回答，采用矩陣式按鍵，教師講解矩陣式按鍵，隨后布置項(xiàng)目要求和任務(wù)。

本環(huán)節(jié)中教師只是引導(dǎo)學(xué)生，要求每組學(xué)生在課后完成功能相對完整的項(xiàng)目模塊，達(dá)到自主創(chuàng)新訓(xùn)練的目的。鼓勵(lì)學(xué)生在完成教師布置的任務(wù)后，自主設(shè)計(jì)題目，并完成調(diào)試工作。這個(gè)訓(xùn)練可以使學(xué)生逐步形成獨(dú)立工作能力，為綜合設(shè)計(jì)過程中的方案形成能力打下基礎(chǔ)。

項(xiàng)目完成后，要求每位學(xué)生完成一份項(xiàng)目總結(jié)。項(xiàng)目總結(jié)是對課程設(shè)計(jì)的歸納，提高和深化的過程，可以使學(xué)生對知識(shí)的理解更加深刻。在總結(jié)中，學(xué)生可以回顧本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的過程，明確設(shè)計(jì)體會(huì)和收獲，在設(shè)計(jì)過程中遇見了什么問題，通過哪些途徑怎樣解決問題等等。通過課程項(xiàng)目總結(jié)，教師能檢查到教學(xué)中存在的問題，收集學(xué)生對教學(xué)的意見和建議。制定出教改方案，以便教師不斷增強(qiáng)教學(xué)效果，提高教學(xué)質(zhì)量。

（四）項(xiàng)目評(píng)價(jià)

項(xiàng)目評(píng)價(jià)主要對學(xué)生在項(xiàng)目進(jìn)行時(shí)的學(xué)習(xí)能力、協(xié)作能力、工作態(tài)度，項(xiàng)目完成情況進(jìn)行自評(píng)、學(xué)生互評(píng)和教師評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)還涉及是否達(dá)到了學(xué)習(xí)目標(biāo)，完成項(xiàng)目過程中有無創(chuàng)新意識(shí)，能否獨(dú)立完成故障分析及排除等。在項(xiàng)目評(píng)分中，知識(shí)點(diǎn)評(píng)價(jià)占50分，成果與創(chuàng)新評(píng)價(jià)占30分，態(tài)度與合作評(píng)價(jià)占20分。

三、結(jié)束語

項(xiàng)目教學(xué)法在單片機(jī)電子密碼鎖的應(yīng)用，使單片機(jī)課程教學(xué)目的更加明確，教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)更為合理，采用理論、實(shí)訓(xùn)相結(jié)合，分組討論教學(xué)，師生互動(dòng)等多種方法，使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體 ，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性 ，充分體現(xiàn)了學(xué)生的主體作用和教師的主導(dǎo)作用 ，提高了學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，取得了良好的教學(xué)效果。