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單片機(jī)課程教學(xué)探討

更新時(shí)間:2018-09-13      點(diǎn)擊次數(shù):1909

如今單片機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,如人工智能、智能家電、智能儀表、自動(dòng)檢測(cè)與控制設(shè)備等,已滲入人們的工作和生活當(dāng)中,因此,新時(shí)代下,社會(huì)急需單片機(jī)應(yīng)用型人才。國內(nèi)各大工科院校均開設(shè)了單片機(jī)課程,該課程是電子信息類專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程,對(duì)于培養(yǎng)單片機(jī)應(yīng)用型人才有著重要意義。在單片機(jī)課程教學(xué)中,要想提高學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)的興趣,發(fā)揮獨(dú)立個(gè)體的學(xué)習(xí)能力,提高學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力,有必要對(duì)單片機(jī)課程教學(xué)進(jìn)行深入探究。
一、單片機(jī)課程教學(xué)存在的問題
(一)教學(xué)內(nèi)容選擇不合理
目前,多數(shù)單片機(jī)課程選擇的教學(xué)內(nèi)容包括單片機(jī)結(jié)構(gòu)原理、匯編語言程序、單片機(jī)存儲(chǔ)器擴(kuò)展等。單片機(jī)是一門實(shí)用性強(qiáng)的課程,對(duì)于初學(xué)者來說,應(yīng)該在用中學(xué),不能一開始就學(xué)習(xí)CPU、存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)原理等知識(shí),學(xué)生會(huì)覺得太難而信心受挫,失去學(xué)習(xí)興趣。另外,現(xiàn)在企業(yè)中多數(shù)單片機(jī)編程都采用C 語言編程,其可移植性強(qiáng);匯編語言指令系統(tǒng)龐大,難掌握,學(xué)起來枯燥,降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
(二)教學(xué)方法陳舊
傳統(tǒng)教學(xué)方式為“填鴨式”教學(xué),教師講PPT,學(xué)生聽。學(xué)生為被動(dòng)式學(xué)習(xí),課后布置作業(yè),多數(shù)學(xué)生的作業(yè)雷同。上實(shí)驗(yàn)課時(shí),學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書要求的步驟進(jìn)行連線,將單片機(jī)程序下載到芯片之后,觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果,不知道實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理,缺乏自主性學(xué)習(xí),沒有獨(dú)立思考,更缺少自我分析和解決問題的能力。
(三)考核方式固化
傳統(tǒng)的課程考核方式以期末閉卷考試為主,考的都是死記硬背的知識(shí),不能真正檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)掌握情況,屬于應(yīng)試教育。雖然學(xué)生考試通過了,但還是不會(huì)運(yùn)用單片機(jī),這是教育的失敗。
二、單片機(jī)課程教學(xué)的改革
(一)教學(xué)內(nèi)容改革
教學(xué)內(nèi)容上,減少理論性內(nèi)容的介紹,增加實(shí)際應(yīng)用性強(qiáng)的知識(shí)點(diǎn),增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和知識(shí)靈活靈用的能力,選取單片機(jī)常用的知識(shí)點(diǎn)。
①單片機(jī)C51 與Keil:學(xué)習(xí)C51 編程語言及其編程環(huán)境;
②單片機(jī)I/O 端口(單片機(jī)與LED、數(shù)碼管、鍵盤):學(xué)習(xí)單片機(jī)I/O 使用,及其簡單接口技術(shù),同時(shí)學(xué)會(huì)Proteus 仿真軟件[4-5];
③單片機(jī)內(nèi)部資源(中斷系統(tǒng)、定時(shí)器、串口):學(xué)習(xí)三大重要內(nèi)部資源的原理,并掌握這三大模塊知識(shí)的運(yùn)用方法;
④單片機(jī)與A/D、D/A:學(xué)習(xí)單片機(jī)與模/數(shù),數(shù)/模轉(zhuǎn)換接口技術(shù);
⑤單片機(jī)與LCD1602:液晶是人際交互中常用的顯示器件,學(xué)習(xí)并掌握單片機(jī)與液晶顯示接口技術(shù);
⑥單片機(jī)與IIC 接口:IIC 總線是芯片常用的總線結(jié)構(gòu),掌握單片機(jī)與IIC 總線接口技術(shù)。
以應(yīng)用為中心,每個(gè)知識(shí)點(diǎn)給出一個(gè)實(shí)例,該實(shí)例包含Protues 仿真電路和相應(yīng)的Keil 程序,以及相應(yīng)設(shè)計(jì)過程的講解視頻。        
(二)教學(xué)方法改革
教學(xué)方法上,借鑒自由教育的培養(yǎng)理念,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考、分析和解決問題的能力。
教師提前把各知識(shí)點(diǎn)應(yīng)用實(shí)例的講解視頻錄好,整個(gè)教學(xué)過程當(dāng)中,給學(xué)生提供教材、錄好的視頻及可聯(lián)網(wǎng)的電腦,其他任何資料由學(xué)生自由搜尋,學(xué)生自主學(xué)習(xí)課程。在教學(xué)過程中,教師只起指導(dǎo)作用,除了講解多數(shù)學(xué)生反饋不理解的知識(shí)點(diǎn)外,其他時(shí)間一律不統(tǒng)一授課。
教學(xué)組織上,為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與興趣,教師可提出小問題,讓學(xué)生分組討論,并將討論結(jié)果與其他學(xué)生分享。這樣既可以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考,提高他們的分析問題和解決問題的能力,還可以鍛煉他們的語言表達(dá)能力,培養(yǎng)他們的團(tuán)結(jié)合作精神,增強(qiáng)他們的人際關(guān)系,這些都是應(yīng)試教育所達(dá)不到的效果。
課程任務(wù),學(xué)生自由選取知識(shí)點(diǎn),根據(jù)自己的喜好,設(shè)計(jì)出一個(gè)作品,并以該作品結(jié)課。作品分?jǐn)?shù)由所含知識(shí)點(diǎn)決定。具體要求如下。
①應(yīng)具有一個(gè)整體性,如交通燈、時(shí)鐘、頻率計(jì)等;
②各知識(shí)點(diǎn)之間應(yīng)有一定的邏輯關(guān)系,不能由各知識(shí)點(diǎn)孤立地拼湊;
③不能與教材中的例子雷同;
④各學(xué)生之間的作品不能雷同。
根據(jù)各知識(shí)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)難易程度,其分值分布如下。
①Keil、Proteus 的使用:學(xué)會(huì)使用Keil 編寫程序(5 分),掌握使用Proteus 繪制電路的方法(5 分);
②單片機(jī)與LED:學(xué)會(huì)利用單片機(jī)點(diǎn)亮燈(5 分);
③單片機(jī)與數(shù)碼管:采用數(shù)碼管靜態(tài)顯示(10 分),動(dòng)態(tài)顯示(15 分);
④單片機(jī)與鍵盤:采用獨(dú)立按鍵(10 分),采用矩陣鍵盤(15 分);
⑤單片機(jī)中斷、定時(shí)器、串口(各20 分);
⑥單片機(jī)與A/D、D/A(各15 分):會(huì)運(yùn)用A/D、D/A 芯片來實(shí)現(xiàn)作品功能;
⑦單片機(jī)與液晶LCD(20 分);會(huì)在LCD 上顯示作品的參數(shù)指標(biāo);
⑧單片機(jī)與IIC 接口(20 分):會(huì)利用單片機(jī)與IIC 總線結(jié)構(gòu)的芯片進(jìn)行通信。
作品終以答辯方式進(jìn)行驗(yàn)收,學(xué)生需要準(zhǔn)備PPT,解說作品的制作原理、制作過程,以及制作過程中遇到的問題及其解決方法,一邊解釋,一邊演示作品實(shí)現(xiàn)的功能。解說完了之后,指導(dǎo)教師根據(jù)作品所涉及的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行提問,學(xué)生針對(duì)問題進(jìn)行原理性解答。指導(dǎo)教師根據(jù)作品的完成情況及學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解情況,為學(xué)生打分,主要考核的是學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解能力,利用知識(shí)分析和解決問題的能力。
(三)考核方式改革
考核成績由兩部分組成:平時(shí)成績×20%+答辯成績×80%。平時(shí)成績主要依據(jù)平時(shí)考勤,答辯成績依據(jù)作品完成情況與答辯情況。在整個(gè)教學(xué)過程中,學(xué)生可以隨時(shí)申請(qǐng)結(jié)課答辯,但只有一次答辯機(jī)會(huì)。另外,全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽對(duì)學(xué)生來說,是一次能力提升和鍛煉,是實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍過程。在全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽中取得優(yōu)異成績的學(xué)生,都是*,這部分學(xué)生可以申請(qǐng)免修單片機(jī)。因此,取得全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽全國一、二等獎(jiǎng)的學(xué)生,只要提供相關(guān)的證明,就可以免修,并且成績?cè)u(píng)優(yōu)。這樣可以激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣與積極性,形成獨(dú)立思考的習(xí)慣,并提高分析問題和解決問題的能力。
三、結(jié)語
單片機(jī)是一門應(yīng)用性*的課程,新時(shí)代下急需單片機(jī)應(yīng)用型人才,傳統(tǒng)教學(xué)理念與教學(xué)模式已無法適應(yīng)時(shí)代的要求,必須進(jìn)行改革。在教學(xué)實(shí)踐中,要以實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目為核心開展教學(xué),在教學(xué)方法上尋求創(chuàng)新,這樣才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)效果。

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