孫雪蕾，范月圓，陳 蓉

(1. 江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院鎮(zhèn)江分院 機(jī)電工程系，江蘇 鎮(zhèn)江 212016；2. 江蘇航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 航天飛行學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212134)

單片機(jī)是一門綜合性、實(shí)踐性強(qiáng)的課程，包括理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)兩部分[1]。單片機(jī)概念多，專有名詞多，內(nèi)容抽象，指令豐富，而且軟、硬件發(fā)展快，新器件多，要合理安排教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)方法。

單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)經(jīng)常有定時(shí)控制需求，如定時(shí)輸出、定時(shí)檢測(cè)、定時(shí)掃描等，經(jīng)常需要對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)。AT89s52單片機(jī)內(nèi)集成3個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。定時(shí)的用途很多，如洗衣機(jī)定時(shí)洗衣、電視定時(shí)關(guān)機(jī)、空調(diào)器定時(shí)開(kāi)關(guān)等。

傳統(tǒng)教學(xué)主要是在教室講解理論，在實(shí)驗(yàn)室借助實(shí)驗(yàn)臺(tái)完成項(xiàng)目實(shí)施[2]。受限于實(shí)驗(yàn)設(shè)備、師資，教學(xué)中常會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，如教師難以發(fā)現(xiàn)學(xué)生操作中的錯(cuò)誤，不能準(zhǔn)確進(jìn)行過(guò)程性評(píng)價(jià)；實(shí)驗(yàn)設(shè)備頻繁使用，損壞率極高；有的學(xué)生不按照安全要求貿(mào)然操作，有的學(xué)生因害怕而不敢操作，嚴(yán)重影響教學(xué)質(zhì)量。采用信息化手段，引導(dǎo)學(xué)生利用信息化教學(xué)平臺(tái)自主學(xué)習(xí)，并給予過(guò)程性評(píng)價(jià)，針對(duì)薄弱環(huán)節(jié)加強(qiáng)訓(xùn)練，可以取得較好的教學(xué)效果。

1 教學(xué)分析

1.1 教材及教學(xué)內(nèi)容

《AT89s52單片機(jī)基礎(chǔ)項(xiàng)目教程》以項(xiàng)目為載體[3]9，介紹單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)。自主劃分“項(xiàng)目二 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)”為6項(xiàng)任務(wù)，即直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作原理、定時(shí)器中斷的應(yīng)用、步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用、實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)洗衣機(jī)標(biāo)準(zhǔn)洗滌程序、實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)，其中“定時(shí)器中斷的應(yīng)用”主要完成洗滌功能，2學(xué)時(shí)。

1.2 學(xué)情分析

授課對(duì)象為五年制高職機(jī)電專業(yè)四年級(jí)學(xué)生，他們已學(xué)過(guò)機(jī)電類的基礎(chǔ)課程，學(xué)過(guò)C語(yǔ)言，有一定的語(yǔ)言編程基礎(chǔ)，但理論知識(shí)掌握不牢靠；會(huì)使用常見(jiàn)的電工工具、電工儀表，有一定的安全操作意識(shí)，但操作規(guī)范性不強(qiáng)；有高效節(jié)能的生產(chǎn)意識(shí)，但不能將理念落實(shí)到生產(chǎn)實(shí)際。學(xué)生已學(xué)習(xí)了“實(shí)現(xiàn)單只LED閃爍”“LED花式彩燈制作”“數(shù)碼管及動(dòng)態(tài)顯示實(shí)現(xiàn)”“直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)”等內(nèi)容，了解單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，會(huì)使用單片機(jī)的編程軟件。

1.3 教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)：1) 掌握定時(shí)器中斷的原理。2) 會(huì)用亞龍單片機(jī)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)中的模塊搭建硬件系統(tǒng)。3) 能用C語(yǔ)言編寫定時(shí)器中斷的應(yīng)用程序。

技能目標(biāo)：1) 通過(guò)信息化教學(xué)平臺(tái)實(shí)驗(yàn)鍛煉硬件電路搭建能力。2) 通過(guò)分組匯報(bào)學(xué)習(xí)成果，鍛煉觀察、模仿、總結(jié)、表達(dá)能力。

素質(zhì)目標(biāo)：1) 利用信息化手段組織活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)習(xí)習(xí)慣和合作能力，為今后工作打好基礎(chǔ)。2) 強(qiáng)化科學(xué)、規(guī)范、安全生產(chǎn)意識(shí)。

教學(xué)重點(diǎn)是定時(shí)器的應(yīng)用，要求設(shè)計(jì)方案并正確實(shí)施。教學(xué)難點(diǎn)為運(yùn)行調(diào)試定時(shí)功能，并達(dá)到預(yù)期效果。

1.4 教學(xué)策略

依托自主開(kāi)發(fā)的信息化教學(xué)平臺(tái)，采用項(xiàng)目化教學(xué)，任務(wù)驅(qū)動(dòng)，讓學(xué)生在學(xué)中做、做中學(xué)[4]，突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)、能力、素質(zhì)三維教學(xué)目標(biāo)。信息化教學(xué)平臺(tái)的“素材資源”包括3D仿真、教學(xué)視頻、原理動(dòng)畫、教材教案、教學(xué)課件、任務(wù)單、演示錄像等。引導(dǎo)學(xué)生利用信息化教學(xué)平臺(tái)自主學(xué)習(xí)[5]并給予過(guò)程性評(píng)價(jià)，針對(duì)薄弱環(huán)節(jié)加強(qiáng)訓(xùn)練，減少操作失誤。

2 教學(xué)過(guò)程

課前，教師在信息化教學(xué)平臺(tái)上發(fā)布學(xué)習(xí)內(nèi)容，讓學(xué)生調(diào)研“定時(shí)器”應(yīng)用情況，并上傳調(diào)研報(bào)告。學(xué)生完成預(yù)習(xí)學(xué)案、課前測(cè)試。

2.1 引出任務(wù)

直觀的視覺(jué)沖擊可以激發(fā)興趣[6]。利用3D立體模擬洗衣機(jī)創(chuàng)設(shè)情境并提出任務(wù)要求：打開(kāi)電源，選擇洗滌時(shí)間，開(kāi)始洗滌，電機(jī)正反轉(zhuǎn)，循環(huán)工作。同時(shí)，洗衣機(jī)界面顯示剩余洗滌時(shí)間，顯示“0”時(shí)停止工作；也可暫停洗滌，關(guān)閉電源，洗衣機(jī)停止工作。

2.2 分析任務(wù)

教師根據(jù)任務(wù)要求引導(dǎo)學(xué)生選擇合適的硬件模塊并找出相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，引出教學(xué)重點(diǎn)。主要教學(xué)任務(wù)是定時(shí)器的應(yīng)用，講解者是學(xué)生。根據(jù)上節(jié)課布置的匯報(bào)任務(wù)，以小組為單位查找資料，學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容。如學(xué)生可以查看硬件接線演示，學(xué)習(xí)硬件接線；可以點(diǎn)擊軟件編程及調(diào)試，查看并參考示例程序，完成洗滌任務(wù)的程序編寫。師生共同總結(jié)定時(shí)器編程步驟、相關(guān)知識(shí)點(diǎn)并匯總于知識(shí)點(diǎn)查詢，學(xué)生可隨時(shí)快速查閱，拓寬知識(shí)。

2.3 實(shí)施任務(wù)

以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)，學(xué)生在信息化教學(xué)平臺(tái)上操作，完成硬件接線和軟件編程任務(wù)，教師巡視、檢查、指導(dǎo)。

1) 硬件接線。如圖1所示，學(xué)生在信息化教學(xué)平臺(tái)上參考硬件接線圖進(jìn)行接線，可以避免實(shí)際接線失誤造成設(shè)備損壞。學(xué)生可利用信息化教學(xué)平臺(tái)的“查錯(cuò)”功能查找錯(cuò)誤接線并改正，邊操作邊觀察，有效學(xué)習(xí)復(fù)雜的硬件接線。

圖1 信息化教學(xué)平臺(tái)的硬件接線

2) 軟件編程及調(diào)試(重點(diǎn)、難點(diǎn))。完成硬件接線后，學(xué)生進(jìn)行軟件編程及調(diào)試。職業(yè)學(xué)校的很多學(xué)生感覺(jué)洗滌程序編寫有困難。為了突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)，細(xì)化任務(wù)，重申任務(wù)要求，將重要語(yǔ)句設(shè)置為空白，讓學(xué)生閱讀程序并根據(jù)提示編寫、編譯、運(yùn)行。發(fā)現(xiàn)語(yǔ)句錯(cuò)誤時(shí)給予必要的提示，如圖2所示，學(xué)生根據(jù)提示進(jìn)行改正，進(jìn)而提高編程能力，提高專業(yè)素養(yǎng)。

圖2 信息化教學(xué)平臺(tái)軟件編程及調(diào)試界面

2.4 診斷問(wèn)題

查看學(xué)生任務(wù)完成情況及留言，找出薄弱點(diǎn)，復(fù)習(xí)鞏固，加強(qiáng)訓(xùn)練。將常見(jiàn)錯(cuò)誤拍攝成視頻，呈現(xiàn)在“問(wèn)題診斷”中，與正確演示比較，以解決計(jì)時(shí)不準(zhǔn)確、數(shù)碼管未消影、電機(jī)不轉(zhuǎn)、按鍵不響應(yīng)等問(wèn)題。學(xué)生進(jìn)入程序修改錯(cuò)誤，可以提高故障診斷能力。

2.5 拓展技能

布置拓展任務(wù)、下節(jié)課的匯報(bào)內(nèi)容及學(xué)習(xí)任務(wù)。拓展任務(wù)：1) 使用定時(shí)器T1完成洗滌任務(wù)。2) 進(jìn)入實(shí)訓(xùn)室在實(shí)驗(yàn)設(shè)備上完成洗滌任務(wù)。學(xué)生利用信息化教學(xué)平臺(tái)、實(shí)驗(yàn)設(shè)備完成拓展任務(wù)。

3 結(jié)束語(yǔ)

利用信息化手段，綜合運(yùn)用3D虛擬技術(shù)、教學(xué)視頻、學(xué)習(xí)網(wǎng)站、演示錄像等，采用項(xiàng)目化教學(xué)，任務(wù)驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行過(guò)程性評(píng)價(jià)，讓學(xué)生在學(xué)中做、做中學(xué)。信息化教學(xué)平臺(tái)突破了時(shí)空的限制，將抽象的程序編寫直觀呈現(xiàn)，可以幫助學(xué)生快速找出復(fù)雜接線錯(cuò)誤、修改錯(cuò)誤程序，進(jìn)而在實(shí)際操作時(shí)得心應(yīng)手。