簡(jiǎn)析單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)探討
[摘 要]單片機(jī)課程是工科類(lèi)比較重要的一門(mén)課程，文章針對(duì)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的現(xiàn)狀及問(wèn)題，對(duì)單片機(jī)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，篩選實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，嘗試新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，有效地激發(fā)學(xué)生的興趣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，讓學(xué)生在有限學(xué)時(shí)內(nèi)掌握單片機(jī)的基本應(yīng)用，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和綜合素質(zhì)。同時(shí)，單片機(jī)課程是一門(mén)多理論、實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，在教學(xué)中要把握好理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、考核各個(gè)環(huán)節(jié)。為了讓高職高專(zhuān)的學(xué)生切實(shí)學(xué)會(huì)并熟練掌握單片機(jī)，筆者在實(shí)際教學(xué)中摸索出一種新型的教學(xué)方法。文章是筆者就單片機(jī)教學(xué)提出的見(jiàn)解和看法。
[關(guān)鍵詞]單片機(jī)課程;理論環(huán)節(jié);實(shí)驗(yàn)教學(xué)
1 新型教學(xué)法的提出
單片機(jī)在工科電類(lèi)專(zhuān)業(yè)教育中占據(jù)重要地位，它涉及編程語(yǔ)言、微機(jī)接口知識(shí)、通信技術(shù)知識(shí)、硬件電路等。屬于技術(shù)性、工程性、實(shí)踐性很強(qiáng)的一門(mén)學(xué)科。
我們往往認(rèn)為傳統(tǒng)的教育模式都是落后的，其實(shí)傳統(tǒng)還是有其可取之處的。有些教育者認(rèn)為傳統(tǒng)教育模式的教學(xué)目標(biāo)是向?qū)W生傳授系統(tǒng)的文化基礎(chǔ)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，忽視了學(xué)生的動(dòng)手能力，這種認(rèn)識(shí)固然是對(duì)的，但更關(guān)鍵的是我們的教育者解決教育問(wèn)題的方法是否得當(dāng)，現(xiàn)在好多教師是調(diào)動(dòng)學(xué)生動(dòng)手了，卻很少有人能調(diào)動(dòng)學(xué)生的能力。在實(shí)驗(yàn)課堂中，好多學(xué)生進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室不知道從何處入手;有的.代碼都看不全;有的不能按照軟件給系統(tǒng)連接硬件;還有好多不會(huì)算法……這些明顯是理論與實(shí)踐脫節(jié)的現(xiàn)象。因此，熟練掌握指令、程序、算法等軟件知識(shí)，了解相關(guān)硬件知識(shí)，加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)是學(xué)會(huì)單片機(jī)所必需的，也是我們教育者所要達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)�？傊畣纹瑱C(jī)是一本書(shū)同時(shí)也是一種芯片。
2 新型教學(xué)法的教學(xué)設(shè)計(jì)
(1)課本知識(shí)是我們學(xué)習(xí)單片機(jī)的理論基礎(chǔ)。我們可以不了解單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，但是它的各方面的用途必須得弄清楚，要讓學(xué)生明白它的最小應(yīng)用系統(tǒng);要掌握它每一個(gè)引腳的用途特點(diǎn);要會(huì)用每一個(gè)代碼;要會(huì)使用內(nèi)部定時(shí)器;要弄清楚如何使用中斷;要會(huì)編寫(xiě)顯示、延時(shí)、鍵盤(pán)、模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)模轉(zhuǎn)換、通信等一些常用的簡(jiǎn)單程序等。這是以后搞單片機(jī)實(shí)驗(yàn)以及設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的理論基礎(chǔ)。作為教育者，我們務(wù)必做到讓每一位學(xué)生都能熟練掌握，要對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況做到心中有數(shù)，這樣既是對(duì)學(xué)生的負(fù)責(zé)也有利于教學(xué)進(jìn)程的安排。
(2)在實(shí)踐教學(xué)中，不難發(fā)現(xiàn)，不少學(xué)生只是機(jī)械地模仿教師的示范操作，而沒(méi)有真正做到把操作和書(shū)本聯(lián)系起來(lái)，并且有很多的學(xué)生是使用指導(dǎo)書(shū)上現(xiàn)成的資料，輸入現(xiàn)成的程序，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)有建立整體電氣原理圖的概念，甚至連基本的原理圖都無(wú)須讀懂。這樣根本談不上培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)電路的能力。學(xué)習(xí)理論知識(shí)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)所學(xué)知識(shí)有很大幫助，但要使學(xué)生具備應(yīng)用和簡(jiǎn)單的開(kāi)發(fā)能力還是很不夠的，教師還必須通過(guò)一些課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目，來(lái)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，來(lái)提高學(xué)生的應(yīng)用開(kāi)發(fā)能力。有條件的學(xué)�？梢蚤_(kāi)放學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室供學(xué)生設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，也可以由老師組織去工廠定制實(shí)驗(yàn)板，充分利用有效的社會(huì)資源達(dá)到更好的教學(xué)效果。
3 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)及問(wèn)題
單片機(jī)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，教學(xué)中需要很多硬件設(shè)備，如電腦、實(shí)驗(yàn)電路、編程器等。傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般采用驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行連線，按照參考的實(shí)驗(yàn)流程進(jìn)行軟件調(diào)試，通過(guò)運(yùn)行程序，最后觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這種實(shí)驗(yàn)方式對(duì)學(xué)生的要求不高，實(shí)驗(yàn)也容易完成，而且學(xué)生能從中獲得感性認(rèn)識(shí)，比較適合單片機(jī)實(shí)驗(yàn)的初級(jí)階段。
同時(shí)，一般單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱由于是成品，學(xué)生很難參與細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，因此動(dòng)手能力的訓(xùn)練也有限。單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室建立成本高，一般學(xué)校很少有學(xué)生人手一套實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行單片機(jī)實(shí)驗(yàn)及開(kāi)發(fā)。就算有，由于技術(shù)的不斷更新、設(shè)備的不斷老化，實(shí)驗(yàn)儀器也會(huì)很快落后。此外，單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室由于有時(shí)間地點(diǎn)的限制，學(xué)生除了上實(shí)驗(yàn)課外平時(shí)難得有機(jī)會(huì)實(shí)踐。
這種方式雖然易于操作，但對(duì)研究問(wèn)題、分析問(wèn)題以及解決問(wèn)題的要求不高，不能達(dá)到培養(yǎng)綜合能力的目的，因此需要引入新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。
4 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探討
為了改善這種狀況，形成教與學(xué)的良性互動(dòng)，教師首先需要在實(shí)驗(yàn)課堂上多啟發(fā)學(xué)生的思維，使枯燥的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容變得生動(dòng)、有趣，有助于學(xué)生獲得良好的學(xué)習(xí)效果;其次需要改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式、更改實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)客，比如采用C語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，比使用匯編語(yǔ)言難度低;比如一些實(shí)用性不大的內(nèi)容直接刪掉;此外，還可以建構(gòu)單片機(jī)教學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過(guò)軟件來(lái)仿真單片機(jī)的功能，節(jié)省了硬件投資成本。
一個(gè)良好的開(kāi)始是成功的一半，興趣是最好的老師。作為教師的我們，要善于抓住這一特點(diǎn)，設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，積極思考，把所學(xué)的理論知識(shí)融會(huì)貫通。在實(shí)驗(yàn)課程的開(kāi)端創(chuàng)設(shè)良好的開(kāi)始，激發(fā)學(xué)生的興趣。比如，通過(guò)生活實(shí)例能提高學(xué)生的興趣，否則學(xué)生會(huì)覺(jué)得概念太抽象。另外，應(yīng)將多媒體技術(shù)應(yīng)用在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，特別是在介紹操作方法時(shí)，多媒體能直觀、形象地幫助學(xué)生理解。比如，在焊接實(shí)驗(yàn)中，我們可以通過(guò)多媒體把整個(gè)焊接過(guò)程的圖片展示出來(lái)，并注明注意事項(xiàng)，讓學(xué)生非常容易把握焊接步驟。當(dāng)然我們也不需要把所有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容都展示，很簡(jiǎn)單的部分就可以直接跳過(guò)去。多媒體主要用來(lái)提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。
5 理論教學(xué)方面
單片機(jī)課程是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，它主要體現(xiàn)在硬件和軟件的緊密結(jié)合，要編制單片機(jī)的應(yīng)用程序就必須很好地了解單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)，所以在理論教學(xué)過(guò)程中需要重點(diǎn)給學(xué)生介紹硬件方面的知識(shí)以及基本的指令系統(tǒng)。
在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，教師習(xí)慣于以“單片機(jī)簡(jiǎn)介→硬件結(jié)構(gòu)→編程指令→系統(tǒng)擴(kuò)展”這種按部就班的方式去進(jìn)行講解，這種模式符合單片機(jī)課程的特點(diǎn)。但是在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中會(huì)遇到許多問(wèn)題，如單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)抽象、指令功能多、程序編寫(xiě)困難造成學(xué)生難懂的問(wèn)題，很難提高學(xué)生的實(shí)踐能力，導(dǎo)致學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣。
為了提高學(xué)生的實(shí)踐能力，可以把理論教學(xué)從傳統(tǒng)模式過(guò)渡到一種模塊化教學(xué)的模式。單片機(jī)這門(mén)課程的模塊化教學(xué)方式具有很強(qiáng)的靈活性，一個(gè)模塊可以是一個(gè)單元的知識(shí)，可以是幾個(gè)單元的組合，甚至可以是一本書(shū)的整合。小模塊組合成了大模塊，大模塊可以組成更大的模塊，一環(huán)套一環(huán)，這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)使學(xué)生由學(xué)期末的反饋?zhàn)兂赡K的反饋，有利于教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行有效的指導(dǎo)。比如說(shuō)，我們可以將單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)設(shè)置成一個(gè)主模塊，在這個(gè)主模塊下包括單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和引腳說(shuō)明，存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，指令系統(tǒng)這幾方面內(nèi)容。通過(guò)實(shí)物演示及多媒體教學(xué)方式讓學(xué)生對(duì)單片機(jī)有一個(gè)簡(jiǎn)單認(rèn)識(shí)，然后在后續(xù)的模塊中選擇一些好的實(shí)例作為模塊，使學(xué)生更好地掌握單片機(jī)的中斷系統(tǒng)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器，并學(xué)會(huì)用指令對(duì)接口進(jìn)行編程。
6 結(jié) 論
總的來(lái)說(shuō)，先激發(fā)學(xué)生的興趣，然后在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用整合方式，把相關(guān)知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，達(dá)到融會(huì)貫通，最后引入仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，方便快捷，打破了原有傳統(tǒng)模式的單一性。單片機(jī)課程作為一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)課，對(duì)于大多數(shù)學(xué)生來(lái)說(shuō)是有難度的，但是只要我們根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況以及學(xué)校的教學(xué)資源合理地安排教學(xué)計(jì)劃，應(yīng)用更好的教學(xué)模式，相信一定會(huì)取得較好的教學(xué)效果，既可以讓學(xué)生很好地掌握課程內(nèi)容，又可以使單片機(jī)課程成為學(xué)生最感興趣的專(zhuān)業(yè)課。
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