利海鋒

當(dāng)今社會(huì)發(fā)展迅猛，科技日新月異，生活生產(chǎn)越來越講求網(wǎng)絡(luò)化和智能化，這必須用到單片機(jī)技術(shù)。單片機(jī)技術(shù)是電類專業(yè)的核心課程，如何組織課堂教學(xué)才能讓學(xué)生對(duì)單片機(jī)技術(shù)產(chǎn)生興趣，進(jìn)而學(xué)好單片機(jī)技術(shù)呢？筆者在傳統(tǒng)教學(xué)法的基礎(chǔ)上，運(yùn)用項(xiàng)目教學(xué)法帶領(lǐng)學(xué)生完成一個(gè)綜合性較強(qiáng)的單片機(jī)項(xiàng)目，切實(shí)提高了學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)的興趣和效率。

一、傳統(tǒng)教學(xué)法和項(xiàng)目教學(xué)法的比較

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式以老師為主體，老師備課、講課、提問、布置作業(yè)，學(xué)生是被動(dòng)參與者，這種模式形成了老師單向灌輸、學(xué)生被動(dòng)接受的局面。

項(xiàng)目教學(xué)法是指將傳統(tǒng)的學(xué)科體系中的知識(shí)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為若干個(gè)教學(xué)項(xiàng)目，圍繞著項(xiàng)目組織和展開教學(xué)，使學(xué)生直接參與項(xiàng)目完成全過程的一種教學(xué)方法。在實(shí)訓(xùn)過程中學(xué)生始終起主體作用，教師起主導(dǎo)作用，教師猶如一個(gè)導(dǎo)演，根據(jù)實(shí)訓(xùn)要求，不斷地設(shè)置問題，引導(dǎo)實(shí)訓(xùn)過程朝著既定的目標(biāo)前進(jìn)。

由兩種教學(xué)模式的定義來看，可能都認(rèn)為項(xiàng)目教學(xué)法好，傳統(tǒng)教學(xué)法有不足。筆者認(rèn)為兩種方法都有利弊。傳統(tǒng)教學(xué)法適用于初學(xué)者——在學(xué)生沒有相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的階段，老師講，學(xué)生聽，學(xué)生能對(duì)新知識(shí)有較快的認(rèn)知。在學(xué)生有了一定的基礎(chǔ)知識(shí)的前提下，開展項(xiàng)目式教學(xué)，能讓學(xué)生變被動(dòng)為主動(dòng)，在完成一個(gè)完整的項(xiàng)目訓(xùn)練過程中，查閱資料，復(fù)習(xí)知識(shí)要點(diǎn)，請(qǐng)教老師，把書本知識(shí)（或者說是外部知識(shí)）固化為自身知識(shí)的效率會(huì)更高。

二、教材與學(xué)生情況分析

我校的學(xué)生主要來自中考落榜生，是中考的失敗者，文化基礎(chǔ)知識(shí)薄弱，缺乏自信心，對(duì)坐在課堂聽課興趣不大，但是如果安排他們動(dòng)手操作或去球場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，則熱情高漲。

《單片機(jī)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)》是我校電類專業(yè)的專業(yè)核心課程，要學(xué)好單片機(jī)技術(shù)既要求掌握靈活抽象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，又要掌握邏輯性很強(qiáng)的程序設(shè)計(jì)編寫技巧，這對(duì)于數(shù)理化基礎(chǔ)本來就薄弱的中職學(xué)生來說，如果不采用有效的教學(xué)方法，難度很大。

三、“以練代講”學(xué)習(xí)單片機(jī)基本知識(shí)和學(xué)習(xí)工具

單片機(jī)知識(shí)涉及芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外部特征、引腳功能、輸入輸出端口、中斷系統(tǒng)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行通訊、A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換……各種功能使用的指令大多不同——復(fù)雜多變，編寫程序又使用到單片機(jī)編譯軟件，燒錄單片機(jī)程序又要用到燒錄軟件，若進(jìn)行軟件仿真還要用到仿真軟件……任何高深的知識(shí)技能都是一個(gè)積累的過程，深?yuàn)W的單片機(jī)知識(shí)也是由上述一個(gè)個(gè)知識(shí)點(diǎn)開始，然后綜合運(yùn)用，積累成多，熟練運(yùn)用，單片機(jī)學(xué)習(xí)者才能最后走上讀懂、修改、設(shè)計(jì)單片機(jī)程序，甚至開發(fā)單片機(jī)產(chǎn)品的道路。

中職學(xué)生不喜歡坐在老師跟前聽課，他們大多文化基礎(chǔ)薄弱，想聽也聽不進(jìn)去，采用項(xiàng)目化教學(xué)，“以練代講”指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)的基本功能和學(xué)習(xí)工具是有效的方法。所謂“以練代講”是指老師盡可能把單片機(jī)的知識(shí)點(diǎn)細(xì)化，對(duì)于每個(gè)小知識(shí)點(diǎn)，老師只需要解釋關(guān)鍵詞，示范應(yīng)用要領(lǐng)，提及生產(chǎn)生活的相關(guān)事例，然后把大部分課堂時(shí)間交給學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作訓(xùn)練。教師的主要任務(wù)是明確實(shí)操目的，規(guī)劃實(shí)操項(xiàng)目，維持課堂紀(jì)律和評(píng)定成績(jī)。例如在教導(dǎo)仿真軟件的使用方法時(shí)，筆者提前錄制了微課，使用多媒體平臺(tái)演示了使用仿真軟件繪制最小單片機(jī)系統(tǒng)，然后就安排學(xué)生獨(dú)立操作計(jì)算機(jī)完成該項(xiàng)目，與此同時(shí)多媒體平臺(tái)循環(huán)播放微課視頻，學(xué)生不懂操作，就再看視頻，或舉手提問，教師再示范，通過“以練代講”的方式，學(xué)生較快地掌握了這個(gè)內(nèi)容。以下是本人在教導(dǎo)單片機(jī)基本功能及其學(xué)習(xí)工具過程中規(guī)劃的項(xiàng)目任務(wù)表。

四、項(xiàng)目實(shí)施

經(jīng)過以練代講，傳授單片機(jī)的基本知識(shí)之后，學(xué)生對(duì)單片機(jī)知識(shí)已經(jīng)有了初步的認(rèn)識(shí)，但是要綜合運(yùn)用單片機(jī)，獨(dú)立開發(fā)單片機(jī)應(yīng)用，還有很長(zhǎng)的路要走。筆者通過比較觀察，設(shè)計(jì)了一個(gè)綜合性和擴(kuò)展性都很強(qiáng)的溫度計(jì)電路，帶領(lǐng)學(xué)生完成了軟硬件設(shè)計(jì)制作，從硬件PCB設(shè)計(jì)制作，到電路板裝配調(diào)試，再到單片機(jī)程序設(shè)計(jì)調(diào)試。

1.電路硬件的設(shè)計(jì)和制作

我校電類專業(yè)基本開設(shè)了電子CAD（protel電路設(shè)計(jì)軟件）課程，結(jié)合該課程內(nèi)容，筆者向?qū)W生提供了單片機(jī)溫度設(shè)計(jì)電路原理圖和PCB圖。學(xué)生仿照這兩幅圖紙，完成了電路原理圖的繪制、PCB元件布局?jǐn)[放及線路走向等設(shè)計(jì)工作。這項(xiàng)工作，如果放在我校大專班，因?yàn)閷W(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)比較扎實(shí)，領(lǐng)悟能力強(qiáng)，教師只需提供電路原理圖，不需要提供PCB圖，將更能鍛煉學(xué)生的PCB設(shè)計(jì)能力。

在完成PCB圖的設(shè)計(jì)之后，就組織學(xué)生進(jìn)行電路硬件的制作調(diào)試，在此過程中結(jié)合電路板實(shí)物，進(jìn)一步解釋單片機(jī)各管腳的功能和工作條件，讓學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固單片機(jī)的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，比純粹老師講學(xué)生聽的效果強(qiáng)得多。因?yàn)殡娐份^復(fù)雜，為保證電路制作的成功率，本人有兩手準(zhǔn)備。第一手準(zhǔn)備：教導(dǎo)學(xué)生使用萬能板，把元件插裝上去后，用焊錫，把需要連接的管腳連接起來，最終實(shí)現(xiàn)電氣功能；第二手準(zhǔn)備，教導(dǎo)學(xué)生使用熱傳印法（或感光法或雕刻法），把pcb板制作出來，然后插件焊接即可。第一個(gè)準(zhǔn)備適合焊接技術(shù)好，學(xué)習(xí)態(tài)度好，認(rèn)真仔細(xì)的學(xué)生，第二個(gè)準(zhǔn)備適合焊接技術(shù)一般、做事粗心馬虎的學(xué)生。兩手準(zhǔn)備的做法也是滿足了分層教學(xué)的需要。

2.程序的設(shè)計(jì)、編寫和調(diào)試

在保證學(xué)生有電路板可用的前提下，再著手進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，進(jìn)行單片機(jī)溫度計(jì)的程序編寫調(diào)試。程序設(shè)計(jì)是單片機(jī)課程的難點(diǎn)、重點(diǎn)，對(duì)于中職學(xué)生來說，一下子要求他們獨(dú)立編程是不現(xiàn)實(shí)的，筆者采用的策略是先分析功能流程圖，然后安排學(xué)生嘗試按照流程圖編寫程序，如果大部分學(xué)生編寫不出來，就提供樣板程序，讓學(xué)生仿照程序，輸完所有程序語句后，對(duì)照程序流程圖，能說明每條語句或每個(gè)函數(shù)所實(shí)現(xiàn)的功能。這樣經(jīng)過模仿性編程后，學(xué)生基本上就把單片機(jī)溫度計(jì)的軟硬件做出來了，也能使用該電路裝機(jī)進(jìn)行溫度測(cè)量了。

3.比較拓展

這個(gè)單片機(jī)溫度計(jì)電路擴(kuò)展性很強(qiáng)，如果使用這個(gè)電路實(shí)現(xiàn)了溫度測(cè)量就放在一邊，就是大材小用了。多添加兩顆LED，一紅一綠，以及一個(gè)揚(yáng)聲器可設(shè)計(jì)帶報(bào)警功能的體溫計(jì)：低于37℃，綠燈亮；介乎37%至38.5℃之間，紅綠燈交替閃爍，然后發(fā)出嘟的一聲，循環(huán)進(jìn)行；高于38.5℃，紅燈亮并且揚(yáng)聲器發(fā)出嘟的長(zhǎng)鳴聲。應(yīng)用單片機(jī)的串行通訊功能，可以把溫度計(jì)測(cè)量的溫度傳遞到電腦，并保存下來。每增加一個(gè)功能，其實(shí)就是幫助學(xué)生學(xué)習(xí)、鞏固單片機(jī)的一項(xiàng)功能，學(xué)生的單片機(jī)應(yīng)用能力就得到了進(jìn)一步的加強(qiáng)。

五、結(jié)語

用項(xiàng)目式教學(xué)，以練代講，密切聯(lián)系生活實(shí)際，綜合運(yùn)用單片機(jī)的多種基本功能，帶領(lǐng)中職電氣專業(yè)學(xué)生完成溫度計(jì)的軟硬件設(shè)計(jì)制作，讓學(xué)生切身體會(huì)到學(xué)習(xí)單片機(jī)技術(shù)的實(shí)用性、前瞻性和趣味性，能有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)興趣。

責(zé)任編輯 陳春陽