鄭潔霽 秦國棟

【摘 要】隨著信息化技術(shù)的快速發(fā)展，信息化教學(xué)成為了一種趨勢?！秵纹瑱C(jī)技術(shù)》課程是電子信息專業(yè)核心課程，其包含了單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)、軟件編程、程序測試等內(nèi)容，學(xué)習(xí)難度較大。為了改善《單片機(jī)技術(shù)》課程的教學(xué)效果，本文以項(xiàng)目化教學(xué)為主導(dǎo)，引入信息化教學(xué)手段。本文以交通燈控制項(xiàng)目為例，介紹了結(jié)合網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺、微課視頻、思維導(dǎo)圖、虛擬仿真軟件等教學(xué)工具的教學(xué)設(shè)計過程，進(jìn)一步推動了課堂教學(xué)改革，提高了教學(xué)效率和學(xué)習(xí)效果。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī)技術(shù)課程；信息化教學(xué)；仿真軟件

中圖分類號： G712；TP368.1-4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）32-0071-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.32.032

【Abstract】With the rapid development of information technology， information-based teaching has become a trend. MCU course is a key course to electronic information engineering specialty，it contains the contents of hardware structure 、software design、program testing. In order to improve the teaching effect of the MCU course ，this paper takes project-based teaching as the leading factor， introduces information-based teaching methods. Taking traffic-light control project as an example， this paper introduces information-based teaching design， using online teaching-platform、micro-lesson video、mind-map and virtual simulation software. This method can improve learning effect efficiently.

【Key words】MCU course； Information technology teaching； Simulation software

0 引言

《單片機(jī)技術(shù)》課程是電子信息專業(yè)核心課程，其包含了單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)、軟件編程、程序測試等內(nèi)容，要求學(xué)生具有扎實(shí)的編程和電路設(shè)計、調(diào)試能力。

由于高職教育的特點(diǎn)，學(xué)生普遍理論基礎(chǔ)較差動手能力較強(qiáng)，因此采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式在效果上出現(xiàn)了“瓶頸”[1]。近年來，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的信息技術(shù)工具被引入到教學(xué)過程中來，并取得了很好的教學(xué)效果。本文以《單片機(jī)技術(shù)》課程為例，采用多種信息化教學(xué)工具和方法相配合，進(jìn)一步推動課程教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量。

1 信息化教學(xué)資源

傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，學(xué)生獲得的學(xué)習(xí)資料往往局限于紙質(zhì)材料，知識缺乏多元化載體的傳達(dá)。信息化技術(shù)的引入使知識的傳達(dá)增添了多樣性，可通過各種真實(shí)和虛擬的學(xué)習(xí)環(huán)境將知識提供給學(xué)生。主要的信息化教學(xué)工具有：網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺、微課視頻、思維導(dǎo)圖、虛擬仿真軟件等。

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺用于發(fā)布教學(xué)任務(wù)、測驗(yàn)作業(yè)等。微課視頻以簡練易懂的語言對重點(diǎn)知識點(diǎn)進(jìn)行講解，建立起可視化的教學(xué)資源[2]。思維導(dǎo)圖又稱腦圖，是20世紀(jì)70年代由英國人東尼·博贊發(fā)明的一種圖像化思維工具。思維導(dǎo)圖使用圖形化的筆記方法，能夠有效表征知識點(diǎn)之間的聯(lián)系，有助于學(xué)生培養(yǎng)發(fā)散性思維和提高表達(dá)能力[3]。

虛擬仿真軟件是單片機(jī)技術(shù)課程信息化教學(xué)的重要工具[4]。常用的單片機(jī)仿真工具是Proteus，這款軟件提供了豐富的芯片和仿真元器件，可以快速地設(shè)計電路[5]。為了編寫C語言程序，在教學(xué)中使用Keil軟件，它是功能強(qiáng)大的開發(fā)調(diào)試工具，具有效率高、使用方便等特點(diǎn)。

2 信息化教學(xué)實(shí)踐

2.1 信息化教學(xué)設(shè)計

本文選取了交通燈控制實(shí)驗(yàn)這個項(xiàng)目來介紹信息化教學(xué)的實(shí)施應(yīng)用。交通燈控制實(shí)驗(yàn)包含了軟硬件設(shè)計和整體調(diào)試，涉及到單片機(jī)IO口應(yīng)用、定時器以及程序流程圖等知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，是一個綜合性的實(shí)踐項(xiàng)目。我們把教學(xué)過程分為知識引入、任務(wù)分析、方案實(shí)施、調(diào)試總結(jié)等4個環(huán)節(jié)，如圖1所示。

2.2 知識引入

交通燈控制實(shí)驗(yàn)涉及到定時器的使用等知識點(diǎn)，相對來說不太容易理解。通過錄制微課視頻上傳到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，由學(xué)生自主下載觀看。微課視頻將重點(diǎn)難點(diǎn)提煉出來，輔以動畫或?qū)嵨镅菔荆軌驅(qū)W(xué)習(xí)過程轉(zhuǎn)化得生動有趣，并且學(xué)生可反復(fù)多次觀看，加深對知識的理解。通過微課視頻引導(dǎo)學(xué)生思考，如何實(shí)現(xiàn)交通燈的順序控制。

2.3 任務(wù)分析

交通燈的控制是一個源于實(shí)際應(yīng)用的綜合實(shí)踐項(xiàng)目?？刂频囊螅簴|西綠燈時間為45s，南北綠燈時間為 45s，期間黃燈過渡時間為5s，并依次循環(huán)。由于交通燈需要比較精確的通行時間，所以之前用的延時方法不再適用了，需要引入新的方式來實(shí)現(xiàn)精確定時，而利用單片機(jī)的定時器可以實(shí)現(xiàn)精確延時。由綠、紅、黃三種顏色的LED燈來代表交通燈，數(shù)碼管模塊來實(shí)現(xiàn)倒計時數(shù)字的顯示。

軟件設(shè)計由初始化程序、主程序、顯示程序、定時器程序等幾大模塊構(gòu)成，分別完成系統(tǒng)初始化、主控處理、數(shù)字顯示、定時控制等功能。學(xué)生分成若干小組，每個小組根據(jù)硬件設(shè)計和軟件兩個部分畫出思維導(dǎo)圖，用圖像化的方式列出所要完成的分解步驟，并按先后次序進(jìn)行排列。

2.4 方案實(shí)施

根據(jù)思維導(dǎo)圖做出的任務(wù)分解，進(jìn)行分工合作。硬件原理圖的設(shè)計：學(xué)生根據(jù)功能要求，在Proteus軟件中選擇元器件，根據(jù)設(shè)計要求連接單片機(jī)及各外圍設(shè)備，完成原理圖的繪制。

軟件設(shè)計：學(xué)生通過學(xué)習(xí)微課視頻掌握定時器的工作方式及初值的計算，根據(jù)思維導(dǎo)圖的任務(wù)分解畫出程序的流程圖。在Keil軟件中完成初始化程序、主程序、顯示程序、定時器程序的編寫。

2.5 調(diào)試總結(jié)

學(xué)生將Proteus與Keil聯(lián)合起來進(jìn)行調(diào)試，通過運(yùn)行編寫的程序，觀察實(shí)驗(yàn)電路的現(xiàn)象，對產(chǎn)生的錯誤進(jìn)行排除，進(jìn)行整體的優(yōu)化調(diào)整并做好記錄工作。在完成功能之后，學(xué)生將實(shí)驗(yàn)的原理、過程、結(jié)果記錄下來形成項(xiàng)目總結(jié)報告，上傳到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺保存，作為評分的依據(jù)。

3 結(jié)束語

在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，由于傳統(tǒng)教學(xué)方式有授課形式單一等局限性，引入信息化教學(xué)手段，優(yōu)化知識獲取途徑和方式就成了一種必然趨勢。本文以交通燈控制實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為例，通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺、微課視頻、思維導(dǎo)圖、虛擬仿真軟件等多種信息化教學(xué)手段相配合進(jìn)行授課，得到了良好的教學(xué)效果。

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