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單片機原理及應用項目教學法的研究

摘要：單片機的軟硬件發展很快,新技術和新產品不斷出現。如何安排教學內容,使學生既能了解新技術又能對單片機的應用技術融會貫通成了主要的問題。《單片機原理及應用》這門課程,我們按傳統的學科教學法是以大綱為基準, 以教材為基礎, 以教師為主體。教師講, 學生聽為主要教學方式。開始的時候學生聽得可能很認真,但是由于這門課程是一門專業課,前面所涉及到很多的前序課程。由于理論知識很抽象,這就導致越學越糊涂,最后失去了學習的興趣。如何設計教學方法,激發學生的學習興趣,真正理解和掌握單片機技術,是目前單片機教學中急需解決的問題。因此我們提出了一些改革,并提出了一邊學一邊練、以干具體的項目為目標,使學生在鍛煉中得到提高,激發學生的興趣,達到良好的教學效果。
　　　　隨著電子技術的迅猛發展和超大規模集成電路設計以及制造工藝的進一步提高, 單片機技術也得到了迅速發展。單片機已經深深地滲入我們的日常生活的各個領域。因此多數院校都開設了單片機的課程。而課程所主要講述的多數都是MCS-51單片機。但是,單片機的軟硬件發展很快,新技術和新產品不斷出現。如何安排教學內容,使學生既能了解新技術又能對單片機的應用技術融會貫通成了主要的問題。《單片機原理及應用》這門課程,我們按傳統的學科教學法是以大綱為基準, 以教材為基礎, 以教師為主體。教師講, 學生聽為主要教學方式, 以教材章節順序為教學進程, 先講單片機概論、硬件;再講指令、語句、流程圖, 最后舉一些開發應用實例。開始的時候學生聽得可能很認真,但是由于這門課程是一門專業課,前面所涉及到很多的前序課程。由于前面的理論知識很抽象,這就導致越學越糊涂,最后失去了學習的興趣。如何設計教學方法,激發學生的學習興趣,真正理解和掌握單片機技術,是目前單片機教學中急需解決的問題。因此我們提出了一些改革,并提出了一邊學一邊練、以干具體的項目為目標。使學生在鍛煉中得到提高,激發學生的興趣,達到良好的教學效果。具體措施如下。
　　1.在教學上運用項目教學法。以項目為引導,案例教學等教學方法,本著不僅向學生傳授知識, 更重要的是教會學生學習的方法, 培養學生的知識處理及知識轉換能力和分析問題、解決問題能力及創新能力。讓學生懂得怎樣自己去學會一門課程。
具體步驟如下。
　　(1)提出任務目標:提出本次課要解決的一個具體的工作任務。
　　(2)分析任務特點:分析解決本任務的方法及步驟,選出最優方案。
　　(3)掌握相關知識:講解實現本任務所必需的知識。
　　(4)實施具體項目:本任務實現的過程及結果。
　　比如在講匯編語言程序設計時, 可以通過一個項目提出問題, 如何設計程序控制LED小燈的亮與滅。通過大約4個學時左右的時間將這一章節所用到的知識講述給學生。然后讓學生去查閱資料,從軟件和硬件兩個方面去查閱。軟件方面可以比較哪個程序所用的語句最少,編程最簡單。硬件方面看誰的結構簡單,成本最低。然后選擇出一個最佳的軟硬件方案自行制作。使學生從查閱資料到制作都自行完成,老師只是起到指導和答疑的作用。從傳統的老師教會轉變成現在的學生自己學會的轉變,大大提高學生學習的主動性。
　　2.在實驗上根據單片機實訓設備課程的特點,將實驗教學內容分為基礎實驗、基本接口實驗兩個部分。基礎實驗主要有硬件的認知、指令系統實驗、匯編語言程序設計實驗。基本接口實驗安排在課堂進行,是實驗教學的重點。它包括硬件接線與軟件編程兩部分。學生在進行實驗時,首先要根據實驗任務完成硬件設計、設計主體電路,然后編寫程序,最后調試。試驗內容主要為基礎實驗,主要目的在于通過實驗,讓學生掌握基本的操作,和軟硬件的了解。為以后具體的做某一個項目打下堅實的基礎。
　　3.在考試環節上,主要通過三方面成績來確定學生最后的期末成績。這三方面主要包括期末筆試部分,平時實驗部分,和實踐創新部分。其中期末筆試部分占總成績的40%,試驗成績占30%,實踐創新成績占30%。其中實踐創新主要是指,在學習的過程中針對于每一章節所提出的項目完成情況的評定。比如我們在講中斷系統的時候,引入一個項目“交通燈的控制”。學生可以分組自行制作。根據學生的完成的情況給出一定的分值,然后將每一章的分值乘以系數合成總分值。這樣可以對學生的成績有一個綜合分值。這樣學生在準備考試時會將精力投入到實際應用中去, 而非死記硬背一些枯燥難記的指令和書本知識,更有利于對學生知識應用能力及知識轉換能力和分析問題、解決問題能力的培養和考察。這種考試形式給教師增加了很大的工作量, 但使每個學生的知識應用能力都得到不同程度的提高。
最后,我們在教學過程中, 本著對學生負責的態度。培養學生的自學能力,提高學生的動手能力和應用能力為目標, 做了一些探索。改進后的教學方法,內容由淺入深,理論實踐相結合。提高了學生的學習興趣和學習主動性, 使學生能夠更好地掌握單片機的原理,并且相關的知識和應用能力都得到不同程度的提高。

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