浅谈《单片机模块式教学方法》
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作者: 焦 巨
[摘 要]随着自动化技术的发展,单片机技术广泛应用于家电、军工、企业等各行业。特别是MCS-51系列单片机这门课在我国许多高等工科院校和职业技术类院校作为电气类专业的必修课。而“单片机原理与接口技术”本身是一门理论与实践结合很强的专业基础课程,同时又是前沿学科,涉及相关的专业课程又比较多,如《电子技术》、《微机原理》等专业课程。那么对于技术类院校的教师和学生来说,如何在有限的教学时间内,既能使学生掌握理论知识,又能很好地应用于实践技能。从而真正地培养出适应于社会发展的复合型人才,这对教学方法和课程的合理安排便显得尤为重要。本文是从理论教学和实践教学两方面对单片机课题重新安排的一种新的教学方法,希望专家及教育界同仁提出宝贵意见和建议。
[关键词]单片机教学模式
[中图分类号]TN312.8[文献标识码]A[文章编号]1007-9416(2010)03-0114-01
1 单片机课程的安排
近年来,我院把《单片机原理与接口技术》这门课作为电气类专业的必修课程,以前对高职学生在入学第二学期开设这门理论课,第六学期再开始实践课程。这样的课程安排是有原因的,作为理论教学方面,第一学期由于开设了《微机原理》,第二学期自然就开设《单片机原理与接口技术》,便于课题衔接。但单片机的实训课题作为控制单元只能放在相关专业课程之后,并且有了一定的技术基础才能进行实训。如经过电工的基本技能、模拟电子、数字电子等相关专业课程的训练之后才进行。这样我院就把单片机的实训课程安排在第六学期进行实训,理论课程结束太长时间,给实训教师和学生都带来了很大的压力和困难,并且学生普遍感觉到这么课程难学,部分学生产生厌学情绪。对此近年来我院对许多专业课程进行了调整,采用模块式教学。单片机也采用模块式教学。
2 教学方法
所谓模块式教学是把理论课与实训课放在一起进行,边理论边实训。
2.1 课程结构安排
单片机的概述;MCS-51单片机的基本结构;单片机的最小系统扩展;MCS-51单片机的指令系统;汇编语言程序设计;中断系统;MCS-51定时器/计数器;串行接口;MCS-51单片机的I/O口扩展;接口技术。
2.2 教学课程结构分析
在讲第一章单片机的概述的同时,就把单片机发给学生,我院采用的是启东计算机厂生产的DVCC-52JH++单片机箱。这样就比理论课单纯的一支粉笔一块黑板凭学生想象的教学容易多了,使教学直观化。
在讲第二章MCS-51单片机的基本结构的时候。有些内容如P1、P3口便对于学生进行实际演示,(1)、P3.3口做输入口,外接一脉冲,每输入一个脉冲,P1口按十六进制加一。(2)、P1口做输出口,编写程序,使P1口接的8个发光二极管L1―L8按16进制加一方式点亮发光二极管。实训说明由于P1口是准双向口,它作为输出口时与一般的双向口使用方法相同,由准双向口结构可知:当P1口作为输入口时,必须先对它置高电平,使内部MOS管截止,因内部上拉电阻是20KΩ―40KΩ,故不会对外部输入产生影响。若不先对它置高,且原来是低电平,则MOS管导通,读入的数据是不正确的。这样由原来的理论教学抽象的概念变得直观化。
在讲第三章单片机的最小系统扩展时,对全书的结构进行了调整,现在单片机原来与应用的教材琳琅满目,种类繁多。但课程结构大同小异,在讲完上述第一、二章后,第三章便是指令系统。但我感觉这时候讲指令系统会增加学生学习的难度。如果这时候讲单片机的最小系统扩展让学生先学习硬件系统,由于硬件系统直观、简单、易学,对单片机硬件工作原理和结构有了进一步的认识和理解后,有了一定的硬件基础,更容易让学生上手。为后续的课程实行一体化教学打下良好的基础,如在后面讲指令的时候,就可以做到边讲边练。课题就这样一环套一环的进行下去,把看不见的软件程序通过硬件显示出来。
后续的课题安排和其它书籍安排的一样,并且根据职业技术教育的特点和要求,在教材的使用上应适当降低教材的理论深度和难度,精选内容,突出重点,多举实例,多做实际训练,对于学生不易理解和容易混淆的概念,力求做到通俗易懂,边讲边练,理论与实际紧密的联系在一起。
2.3 采用多媒体和黑板结合授课
有些内容用黑板讲解效果好,有些采用多媒体讲解好,利用自己制作适用于课堂教学的多媒体课件。例如,在讲解堆栈等内容的时候,通过多媒体演示入栈操作和出栈操作的过程,可以取得良好的教学效果。其他知识点的讲解同样可以仿效。集动画、声音、图片、文本于一体的多媒体课件不仅能够使抽象的理论知识变得直观易懂识,而且能够活跃课堂气氛,从而激发起学生的学习兴趣。
2.4 活跃课堂氛围,调动学生的积极性
在单片机教学过程中,课题本身难度大,课堂气氛容易沉闷。因此应注意调动学生的积极性与主动性。教学的主体是学生,老师讲的再好,学生不认真听,不认真训练效果同样不好。只有学生对此课程产生兴趣,这门课程才有可能学好。因此在教学过程中要注意以下几点:(1)语言要生动,风趣。尽量联系实际,多举实际例子,多让学生的动手。对于难理解的内容,教师尽量用自己理解后的语言告诉学生。(2)树立榜样,建立激励机制,鼓励、激发学生学习的兴趣和热情。(3)课题开始的时候,课题内容由浅入深,待学生掌握以后可逐步加大难度。
2.5 教学媒体
一体化教学的教学媒体相对于理论教学有天然的优势,我们有大量的仪器、设备、元器件可以使用。本课程主要用到的教学媒体有计算机机、软件系统、单片机仿真系统。目前市场上单片机实训设备种类繁多,但总的来说,都能够完成相关的软件实训和硬件实训。我院采用DVCC-52JH++型单片机实训设备,我们从中精选了几个软件实训和硬件实训。软件实训可以提高学生编程水平,培养学生逻辑思维能力;硬件实训可以培养学生实践动手能力,两者相得益彰。
事实证明,通过以上教学方法的改进,我所教授的单片机课程,在教学质量方面有了显著地提高,教学效果收效明显,学生普遍反映良好。以上是我在教学过程中积累的一点经验,希望各位专家及同行予以批评指正!
[参考文献]
[1] 李明,毕万新.《单片微型计算机及接口技术》.大连理工大学出版社.
[2] 张振荣,王毅平.《单片机原理及实用技术》.人民邮电出版社.
[3] 张伟,张杰.《单片微型计算机原理与应用》.机械工业出版社.
[4] 蔡美琴等.《MCS―51系列单片机系统及其应用》.高等教育出版社.
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