單片機教學改革與學生工程素質(zhì)培養(yǎng)

　　【摘要】： 圍繞“單片機技術與實踐”課程特點開展教學改革，以實物制作為教學載體，采用項目化教學以培養(yǎng)學生工程素質(zhì)為指導思想貫穿整個教學過程，切實提高學生動手實踐能力。
　　【關鍵詞】：單片機；工程素質(zhì)；實踐；多媒體
　　中圖分類號:G420 文獻標識碼：A文章編號：1672-3791(2011)02(c)-0000-00
　　單片機課程是在強調(diào)高技能型人才培養(yǎng)的高職院校中一門重要的專業(yè)課，為從事電子產(chǎn)品、機電產(chǎn)品的生產(chǎn)與開發(fā)企業(yè)培養(yǎng)具有單片機應用產(chǎn)品設計、分析、調(diào)試和制作能力的實踐型人才，在培養(yǎng)高技能、應用型人才的過程中起著重要的作用。但是，由于該課程知識面廣、邏輯性強，強調(diào)實際動手操作，不僅存在教師難教的問題，同時高職院校學生普遍知識底子薄，學習缺乏自主性、主動性，還存在學生難學的問題，因此教學效果不理想。為了解決這個問題，本文從教學內(nèi)容出發(fā)，以提高教學效果，增強學生實踐能力，培養(yǎng)學生工程素養(yǎng)為目標對教學內(nèi)容和教學方法兩方面進行了改革探索，實現(xiàn)“教、學、做”的統(tǒng)一。
　?。闭n程改革與創(chuàng)新
　　1.1教學內(nèi)容改革
　　在教學內(nèi)容、實踐教學體系上，體現(xiàn)高職高專特色，堅持“夠用為度，培養(yǎng)技能”的原則，以提高學生的實踐能力和應用能力為指導，對課程內(nèi)容體系進行了重構(gòu)。在講解一個新的理論時，強調(diào)以實際應用引入理論體系。一些理論的教學可以等學生動手實踐過后，再進行理論講解，分析學生實踐中遇到問題的原因，這樣先實踐后理論的教學效果比傳統(tǒng)的教學好，能吸引學生聽理論講解，激發(fā)學生理論學習的積極性?！皢纹瑱C技術與實踐”課程內(nèi)容和要求如下所示。
　　(1)單片機最小系統(tǒng)的設計與制作 10課時
　　知識要求：了解單片機常用的系列型號；了解單片機應用系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)；掌握單片機的概念；掌握單片機應用的開發(fā)流程；掌握單片機相關基礎知識。
　　技能要求：能設計時鐘電路；能設計復位電路；能通過測量復位引腳電壓來檢驗復位電路工作是否正常；會熟練進行數(shù)制之間數(shù)值轉(zhuǎn)換
　　(2) 流水燈的設計與制作 10課時
　　知識要求：了解MCS-51型單片機存儲空間的配置；熟悉MCS-51型單片機I/O端口的結(jié)構(gòu)及工作原理；了解MCS-51型單片機的引腳功能；掌握單片機的讀寫時序。
　　技能要求：能將端口輸出高電平或低電平；能從端口上讀入數(shù)據(jù)到單片機；會編寫程序?qū)崿F(xiàn)流水燈。
　　(3) LED動態(tài)掃描 6課時
　　知識要求：掌握數(shù)字、字符轉(zhuǎn)換成顯示段碼的方法；掌握動態(tài)顯示的原理；掌握動態(tài)顯示的程序編寫。
　　技能要求：會程序編寫；能使用各種調(diào)試方法調(diào)試程序；能在5位數(shù)碼管上顯示學號的后5位。
　　(4) 多功能電腦時鐘 14課時
　　知識要求：了解液晶顯示器的工作原理；掌握LCD調(diào)試方法；掌握定時器/中斷技術和應用。
　　技能要求：會設計液晶顯示器與單片機的接口電路；能編寫程序在指定位置顯示指定字符。
　　(5) 多功能計算器 10課時
　　知識要求：了解鍵盤的接口方法；認識各種按鍵；知道按鍵四個引腳中哪幾對腳是常閉的；掌握查詢式鍵盤的硬件組成和軟件編程方法
　　技能要求：能連接按鍵電路;會編寫程序讀入鍵值;能把鍵值顯示出來
　　(6) 溫度控制/告警器 14課時
　　知識要求：了解A/D轉(zhuǎn)換器工作原理；掌握D/A轉(zhuǎn)換器與單片機接口工作原理；掌握A/D、D/A編程方法。
　　技能要求：能設計A/D、D/A轉(zhuǎn)換電路；能編寫程序進行數(shù)據(jù)采集，并把數(shù)據(jù)顯示的數(shù)碼管上。
　　1.2教學方法改革
　　(1).多媒體結(jié)合黑板開展教學
　　利用教室多媒體設備進行理論教學，化抽象為形象，側(cè)重講原理、講應用。多媒體教學信息量很大，一節(jié)課可以講很多東西，學生于一些難的知識點不能完全掌握，對于一些重要東西（如程序講解）用黑板的教學效果會更好。最好的方法是先用多媒體講解，對于難點和重點用板書的形式進一步講解。
　　(2).在實驗室完成理論和實踐的教學
　　單片機實驗室建成理實一體化，有多媒體設備和實驗設備。學完理論知識后立馬可以進行實踐檢驗，也可以先開展實踐教學，讓學生先進行試驗，然后再進行理論學習，這樣大大提高了學生的學習積極性。
　　(3).每次課給學生一個任務
　　每堂課都給學生布置一個任務，此任務包含本次課的重要知識點。如實現(xiàn)燈的左移，實現(xiàn)搶答器功能。
　　2典型教學案例
　　搶答器項目的主要部分是按鍵掃描、按鍵處理、按鍵功能編程及七段碼編程。
　　要求掌握的知識點：了解鍵盤的接口方法；知道按鍵四個引腳中哪幾對腳是常閉的；掌握查詢式鍵盤的硬件組成和軟件編程方法；掌握外部中斷相關知識。
　　要求掌握的技能有：能連接按鍵電路，會編寫程序讀入鍵值；能把鍵值顯示在數(shù)碼管上；能編寫主持人用的按鍵程序。
　　通過搶答器的制作了解單片機的重要輸入設備——鍵盤接口技術和程序設計方法。熟悉按鍵的結(jié)構(gòu)，掌握獨立式鍵盤的結(jié)構(gòu)和查鍵程序。
　　搶答器教學案例
　　1．教學任務：完成搶答器的設計與制作
　　2．教學目標
　　最終目標：了解數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)、工作原理、顯示方式和控制方法。
　　促成目標：（1）數(shù)碼管能顯示數(shù)字0－9；（2）會設計喇叭發(fā)聲電路；（3）設計程序保證顯示最先搶答人的號碼。
　　3．教學準備
　?。?）萬用表、仿真器、編程器、電焊鐵、松香、焊錫絲等設備。流水燈所需的元器件。
　?。?）教學PPT、教案、教材、學習指導書、任務書、評價表等。
　?。?）將一個班級的學生劃分為若干學習小組，每組2人，分工合作完成。
　　4．教學課時數(shù)4課時
　　5．教學過程
　?。?）收集信息（0.5課時）
　　下發(fā)任務書，描述項目學習目標，交代學習任務，發(fā)放相關學習資料，教師作10分鐘輔導。
　　（2）制定計劃（0.5課時）
　　每位學生寫出8個LED燈可以實現(xiàn)哪幾種顯示方式，并寫出1種顯示方式的程序。
　　（3）實施計劃（2課時）
　　小組之間討論如何保證顯示最先按下按鍵的號碼，并編寫程序。
　?。?）檢查評估（1課時）
　　完成實物制作后，接通電路板電源，能進行搶答，有人搶答后喇叭發(fā)出響聲，學生根據(jù)評價表自我評分，再由教師檢查評分。