多媒體技術(shù)下的單片機原理教學(xué)

張秀紅 泰山學(xué)院建筑與機械工程系，山東 泰安 271021

多媒體技術(shù)下的單片機原理教學(xué)

張秀紅 泰山學(xué)院建筑與機械工程系，山東 泰安 271021

單片機原理課程是機電一體化專業(yè)的核心課程之一。本文從教學(xué)實際出發(fā)探討了多媒體技術(shù)在其教學(xué)中的優(yōu)勢，同時指出了多媒體教學(xué)應(yīng)該注意的地方，旨在探討如何提高學(xué)習(xí)效率，增強學(xué)生的素質(zhì)。

單片機原理課程；多媒體技術(shù)；教學(xué)

單片機是計算機技術(shù)發(fā)展史上的一個重要里程碑，標(biāo)志著計算機正式形成了通用計算機系統(tǒng)和嵌入式計算機系統(tǒng)兩大分支。單片機原理作為工科電類專業(yè)重要基礎(chǔ)課程，理論性與實踐性很強，是機電一體化高素質(zhì)勞動者知識結(jié)構(gòu)的載體。傳統(tǒng)課堂“講稿+黑板+粉筆”的教學(xué)模式，也取得了相當(dāng)成就，但在實踐方面，還是欠缺的。多媒體教學(xué)是指利用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)代教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)活動的一個整體概念。它根據(jù)教育學(xué)、心理學(xué)理論及人腦記憶規(guī)律的原理，將系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)、圖形、文字、聲音、動畫、動態(tài)圖像等信息綜合于一體進(jìn)行控制、編排和處理，實現(xiàn)教學(xué)過程的實時性、動態(tài)性、交互性和個別化特征。與傳統(tǒng)教學(xué)相比，多媒體具有多樣化媒介、交互化操作和集成化信息等特點，使教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)形式、教材的結(jié)構(gòu)及編寫內(nèi)容、甚至于教學(xué)思想及教育理論都悄悄發(fā)生了變革，是教學(xué)改革的必然結(jié)果。早在1978年，美國電腦教育家Bork預(yù)測：“到21世紀(jì)初，學(xué)校里各門學(xué)科的主要學(xué)習(xí)方式，將是通過電腦的互動學(xué)習(xí)來進(jìn)行。”《2006-2020年國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略》強調(diào)：建立完善的信息技術(shù)基礎(chǔ)課程體系，實現(xiàn)信息技術(shù)與教學(xué)過程的有機結(jié)合，全面推進(jìn)素質(zhì)教育。

1、多媒體教學(xué)的優(yōu)勢

1.1 激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高效率

蘇霍姆林斯基指出：教學(xué)應(yīng)使學(xué)生從中產(chǎn)生發(fā)現(xiàn)的驚奇、自豪，滿足求知欲的愉快和創(chuàng)造的歡樂等各種情感體驗，從而使學(xué)生帶著高漲的、激動的情緒進(jìn)行學(xué)習(xí)和思考，使教學(xué)成為一個充滿活力和激情的活動。傳統(tǒng)教學(xué)以文字的線形結(jié)構(gòu)排列為主，理論抽象，繪圖繁瑣，趕進(jìn)度及時間的限制，不能一一繪圖演示。而多媒體呈現(xiàn)的信息則為文字、聲音、數(shù)據(jù)、圖形、動畫、動態(tài)圖像于一體的立體化模式，是非線性的、超文本的，構(gòu)成多維的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可做到視、聽、動手等多種認(rèn)知方式并用，克服抽象、枯燥的弊端，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效果。例如MCS-51芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)知識，單憑死記硬背，易遺忘、收效微，而多媒體的直觀圖像演示，化抽象為形象，化繁瑣為清晰，相對而言可說是事半功倍的效果。

1.2 學(xué)以致用，理論與實踐同步

單片機原理是實踐性很強的課程，實驗實踐環(huán)節(jié)占據(jù)舉足輕重的地位。傳統(tǒng)教學(xué)中，理論教學(xué)與實驗教學(xué)難以有機融合、印證，降低了課堂教學(xué)效果。多媒體將傳統(tǒng)的“先理論講授，后實驗驗證”的教學(xué)方式轉(zhuǎn)化為“邊講理論邊實驗”的教學(xué)方式，解決了理論與實驗不同步、學(xué)習(xí)效率低的問題。傳統(tǒng)實驗箱電路固定，學(xué)生只能按照內(nèi)容進(jìn)行電路插接，按實驗步驟一步步完成規(guī)定的實驗項目，無法實現(xiàn)自己的新想法、新思路，挫傷了學(xué)習(xí)主動性，束縛了創(chuàng)新思維。虛擬仿真實驗，可以很好地彌補實際實驗的不足。Proteus是一款集單片機仿真與Spice分析于一身的EDA仿真軟件，它將虛擬儀器、高級圖表仿真、微處理器軟仿真器、第三方編譯器和調(diào)試器等有機結(jié)合，實現(xiàn)了在硬件物理模型搭建成功之前，即可在計算機上完成原理圖設(shè)計、電路設(shè)計與仿真、處理器代碼調(diào)試及實時仿真、系統(tǒng)測試，以及功能驗證。虛擬仿真的思想是軟件即儀器，虛擬仿真軟件提供了多種虛擬儀器，其功能與實際儀表相同，這不僅免去了昂貴的儀器費用，降低實驗成本，克服實驗儀器數(shù)量不足，豐富實驗資源，而且不用擔(dān)心儀器損壞，每個學(xué)生都有動手機會，體驗實驗過程和實驗結(jié)果。仿真實驗系統(tǒng)，把教學(xué)內(nèi)容、實驗設(shè)備、教師指導(dǎo)、學(xué)生操作等有機融為一體，理論和相應(yīng)實驗同時驗證，形象生動，提高了教學(xué)靈活性，暗合行為主義教學(xué)法的靈魂。

1.3 網(wǎng)絡(luò)資源共享和集體備課模式

傳統(tǒng)教學(xué)，速度慢，尤其繪圖，要占用大量時間，使課堂信息量過少。多媒體環(huán)境下，知識信息量多而不亂、廣而不泛，有利于提高教學(xué)效率、培養(yǎng)知識面寬的復(fù)合型人才。多媒體的教學(xué)應(yīng)用，課件的設(shè)計與制作很重要。課件編寫要考慮學(xué)生不同階段的心理和記憶特征，做到重點突出、布局得當(dāng)、條理清晰、言簡意賅、形式活潑。這既是教師教學(xué)研究的過程，也是教學(xué)經(jīng)驗的體現(xiàn)，要耗費大量的心血。資源共享、集思廣益、群策群力的集體備課模式日益被人們所推崇，它集中教師們的智慧與經(jīng)驗，克服教師個體上的差異。科技日新月異，單片機方面的新進(jìn)展更是日進(jìn)千里，教材往往不可能迅速、及時地予以反映，而這些通過網(wǎng)絡(luò)都可以檢索到。通過指導(dǎo)學(xué)生把單片機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)檢索技術(shù)相結(jié)合，可以及時檢索到優(yōu)秀的、前沿的國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，填補教材的不足。這將進(jìn)一步開拓學(xué)生的知識面和自學(xué)能力，使學(xué)生自覺立于科技前沿。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，還可打破校際的地域局限，教師們在論壇進(jìn)行學(xué)術(shù)交流、共享，集百家之言，合百家之長，個體的素質(zhì)自會大大提高。

1.4 開放實驗室

早在2006年教育部高教司司長張堯?qū)W同志就在國家級實驗教學(xué)示范中心第一次工作會議上指出：深化實驗教學(xué)改革，積極探索培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的模式和方法；建立開放、高效的資源共享系統(tǒng)。學(xué)生囿于自身經(jīng)歷和生活經(jīng)驗，對學(xué)習(xí)、生活和社會的把握不可能深，其課余時間是需要教師引導(dǎo)的。學(xué)生課余自習(xí)的場所有限，就有可能有意無意間到網(wǎng)吧打發(fā)日子。開放實驗室，給學(xué)生提供了一個自勵學(xué)習(xí)的場所，一有利于發(fā)揮實驗室現(xiàn)有資源效益，提高設(shè)備利用率。如果僅用于常規(guī)教學(xué)，就會使利用率不高，造成技術(shù)、資源和設(shè)備的浪費；二有利于學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。傳統(tǒng)教學(xué)中教師權(quán)威角色會產(chǎn)生學(xué)生有問題不問的現(xiàn)象，被動接受大于主動探求，實驗室的開放，使傳授方式轉(zhuǎn)向了以學(xué)生為主體的實踐型模式，使學(xué)生積極思考、勇于創(chuàng)新，提高發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。隨著就業(yè)壓力與日俱增，學(xué)生大多能積極提升自身素質(zhì)，希望學(xué)校提供更多的能提升自身能力的場所，參加開放的同學(xué)很多就是最好的說明。這也使師生之間、校生之間關(guān)系更密切、感情更深厚。

2、多媒體教學(xué)需注意的問題

2.1 教師要不斷提升自己，努力做一個終身學(xué)習(xí)者

多媒體技術(shù)的應(yīng)用，是高等教育教學(xué)改革的必然結(jié)果和先進(jìn)教學(xué)方式的標(biāo)志。教師作為教學(xué)實踐變革的代理人，只有不斷接受新的知識信息，掌握有效的學(xué)習(xí)策略與方法，調(diào)整教學(xué)方式，監(jiān)控和調(diào)整多媒體教學(xué)，才能給學(xué)生帶來好的效果。海納百川，有容乃大。教師要保持開放的心態(tài)，定期反思比較，精益求精，不斷提高自身水平。教師要不斷提高課件的質(zhì)量，除了圖文聲像并茂、理論與實際結(jié)合，也要考慮學(xué)生在不同學(xué)習(xí)階段的心理和記憶特征，做到重點突出、布局得當(dāng)、條理清晰、言簡意賅，切忌利用課件做“書本搬家”、“機械灌輸”的工作。事先做好的課件要因需而變，師生之間、生生之間的課堂交流、情感互動也應(yīng)貫穿教學(xué)始終。

2.2 注意多媒體運用適度

多媒體設(shè)備顯示的文字、圖像和視頻等聲光電的刺激比較強烈，時間過長學(xué)生容易視疲勞、注意力分散等，學(xué)習(xí)興趣也會呈遞減狀態(tài)。電磁污染對人的生理健康也會產(chǎn)生負(fù)面影響。司馬遷言：夫神大用則竭，形大勞則敝；神形早衰，欲與天地長久，非所聞也。無論教師還是學(xué)生，學(xué)會休息、健身是重要的。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2012.06.094

張秀紅（1974－），女，山東臨朐人，碩士，講師。