鄒靜

[摘要]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)高級(jí)專門人才的需求量越來(lái)越大，而大學(xué)的其中一項(xiàng)職能就是培養(yǎng)高級(jí)專門人才?！蔼?dú)立學(xué)院”是近些年來(lái)新興起來(lái)的，屬于三類批次的本科院校，從這些學(xué)院畢業(yè)的大學(xué)生們要想與一類或二類院校的學(xué)子們共同競(jìng)爭(zhēng)且脫穎而出，必須全方位地武裝自己，即要加強(qiáng)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，更要加強(qiáng)實(shí)踐技能的鍛煉。這就要求其所在的“獨(dú)立院?！碧峁┖线m的平臺(tái)，否則只能是空談。在此主要從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)、教學(xué)進(jìn)度的設(shè)計(jì)和考核方案的制定等三個(gè)方面展開(kāi)陳述，針對(duì)單片機(jī)課程提出一種與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)不同的“單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)法”，供大家共同探討研究。

[關(guān)鍵詞]獨(dú)立學(xué)院 單片機(jī) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

引言

目前，單片機(jī)在我國(guó)的各行各業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，眾多院校均開(kāi)設(shè)了單片機(jī)原理與應(yīng)用方面的課程，這是一門技術(shù)性和實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，必須通過(guò)一系列的軟硬件實(shí)驗(yàn)、理論聯(lián)系實(shí)際，才能學(xué)好、學(xué)懂，取得較好的學(xué)習(xí)效果。因此，單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是單片機(jī)原理及應(yīng)用課程中必不可少一部分[1]。而獨(dú)立本科院校的學(xué)生要想在眾多的大學(xué)生中具有更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，必須在掌握理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，更加注重實(shí)踐動(dòng)手能力的訓(xùn)練，這樣將來(lái)踏上社會(huì)，應(yīng)聘且從事與本技術(shù)相關(guān)的工作時(shí)，才能脫穎而出。

傳統(tǒng)的單片機(jī)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍然是利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備以驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主，各實(shí)驗(yàn)之間相互獨(dú)立，聯(lián)系不緊密，在實(shí)驗(yàn)課上學(xué)生僅僅需要將現(xiàn)成的軟件和硬件進(jìn)行驗(yàn)證，就完成了一次實(shí)驗(yàn)任務(wù)。由于教學(xué)設(shè)備是成品，線路大多在實(shí)驗(yàn)箱或者實(shí)驗(yàn)電路板中已經(jīng)設(shè)計(jì)好了，從外部根本看不到電路是如何連接的，且生產(chǎn)商很少配備完整的電路原理圖，學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，要求連的線很少，很難參與到電路設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)中，動(dòng)手能力也就很難在實(shí)驗(yàn)課程中得到訓(xùn)練和提高，導(dǎo)致學(xué)生缺乏整體設(shè)計(jì)能力，動(dòng)手能力普遍較差[2]。因此在這類實(shí)驗(yàn)課中學(xué)生既不能得到有關(guān)硬件設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，也不能得到軟件編程的訓(xùn)練，這樣學(xué)生不能充分的發(fā)揮他們的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)新能力，教師的課堂教學(xué)效果也不夠理想。針對(duì)以上傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中出現(xiàn)的弊端，筆者憑借多年從事“單片機(jī)”課程的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，積極認(rèn)真地對(duì)“單片機(jī)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法進(jìn)行探索和嘗試，發(fā)現(xiàn)一種行之有效的方法——單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)法。這種方法需要教師提前設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，然后將系統(tǒng)分解，按照實(shí)際的教學(xué)周分步驟，按照相關(guān)的理論教學(xué)內(nèi)容分層次來(lái)安排教學(xué)順序，這樣安排的實(shí)驗(yàn)課就為學(xué)生提供了一定的設(shè)計(jì)平臺(tái)。

在此，以“4×4矩陣式鍵盤(pán)計(jì)算器”這個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)為例，從實(shí)驗(yàn)任務(wù)的設(shè)計(jì)、教學(xué)安排的設(shè)計(jì)及考核方案的制定等三個(gè)方面對(duì)“單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)法”進(jìn)行陳述。

一、實(shí)驗(yàn)任務(wù)的設(shè)計(jì)

當(dāng)有按鍵按下時(shí)，將其鍵值顯示出來(lái)，同時(shí)有按鍵按下時(shí)發(fā)出蜂鳴。在按鍵上有+1鍵，可實(shí)現(xiàn)當(dāng)前數(shù)值加1，并通過(guò)數(shù)碼管顯示；在按鍵上有-1鍵，可實(shí)現(xiàn)當(dāng)前數(shù)值減1，并通過(guò)數(shù)碼管顯示。P1口使用灌電流方式驅(qū)動(dòng)一個(gè)共陽(yáng)級(jí)8段數(shù)碼管，P2口則以行列掃描的方法連接16個(gè)按鍵，為了能在有按鍵按下時(shí)發(fā)出聲音提示，使用P0.0引腳通過(guò)NPN三極管驅(qū)動(dòng)一個(gè)蜂鳴器。圖1所示為“4×4矩陣式鍵盤(pán)計(jì)算器”系統(tǒng)原理圖。系統(tǒng)包含單片機(jī)最小系統(tǒng)、4×4矩陣式鍵盤(pán)、蜂鳴器輸出和數(shù)碼管顯示模塊。

圖1：?jiǎn)纹瑱C(jī)應(yīng)用系統(tǒng)原理圖

二、教學(xué)進(jìn)度的設(shè)計(jì)

根據(jù)以上對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)任務(wù)的描述，可以使學(xué)生明確最終的設(shè)計(jì)目標(biāo)。按照整個(gè)系統(tǒng)的功能，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行分解，并結(jié)合單片機(jī)教材的理論內(nèi)容整理出一份詳細(xì)的教學(xué)進(jìn)度安排表，認(rèn)真設(shè)計(jì)每一次實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容及要求，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考和實(shí)踐，這樣可以較大地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)的興趣，如表1所示。表1是根據(jù)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)為16課時(shí)的教學(xué)計(jì)劃給出的針對(duì)單片機(jī)原理課程的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，要求每周安排2課時(shí)的實(shí)驗(yàn)課，因此根據(jù)理論課程的進(jìn)度大致安排從每學(xué)期的第9周開(kāi)始進(jìn)行，至第16周結(jié)束，共計(jì)8周。

表1：“4×4矩陣式鍵盤(pán)計(jì)算器應(yīng)用系統(tǒng)教學(xué)進(jìn)度安排表”

建議采用“單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)法”的教師在制定教學(xué)計(jì)劃時(shí)，可以根據(jù)不同的教學(xué)要求設(shè)計(jì)出一個(gè)或多個(gè)“單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)度安排表”。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師可以對(duì)一個(gè)班級(jí)進(jìn)行分組，由教師指定按照2～5人為一個(gè)小組，這樣在鍛煉動(dòng)手能力的同時(shí)，又培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的每個(gè)階段都必須與教師充分地交流和探討，這對(duì)于教師來(lái)說(shuō)，雖然增加了輔導(dǎo)的工作量，但可以及時(shí)地把握學(xué)生對(duì)課程的理解程度、掌握程度、學(xué)習(xí)水平和完成情況等，也可以為今后對(duì)不同學(xué)習(xí)層次的學(xué)生進(jìn)行更有針對(duì)性的輔導(dǎo)打下基礎(chǔ)，另外也保證了絕大多數(shù)學(xué)生完成的進(jìn)度。

三、制定考核方案

為了更全面、客觀、公平地反映出學(xué)生實(shí)驗(yàn)的實(shí)際水平，尤其是學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力和分析、解決問(wèn)題的能力，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的安排，對(duì)學(xué)生的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行量化評(píng)分，如表2所示，為“4×4矩陣式鍵盤(pán)計(jì)算器應(yīng)用系統(tǒng)”的實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核量化表。以小組為單位，對(duì)每個(gè)階段的進(jìn)展情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，在最后一個(gè)階段對(duì)成果進(jìn)行驗(yàn)收，檢查是否滿足設(shè)計(jì)要求，并以答辯的形式對(duì)每位學(xué)生進(jìn)行考核，要求每位學(xué)生展示和講解設(shè)計(jì)內(nèi)容，并回答至少2個(gè)有關(guān)該系統(tǒng)的硬件、軟件、仿真、制作等方面的問(wèn)題，最后由教師根據(jù)以上完成情況進(jìn)行成績(jī)?cè)u(píng)定。按照此類考核方案對(duì)學(xué)生進(jìn)行打分，可以確保從各方面對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)綜合能力的考察。教師還可以針對(duì)每個(gè)階段的特點(diǎn)制定出更為詳盡的評(píng)分細(xì)則。

表2：考核量化表

四、結(jié)束語(yǔ)

由于單片機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，社會(huì)上對(duì)此類人才的要求也越來(lái)越高，大學(xué)生更加渴望在踏入社會(huì)之前就能掌握這些本領(lǐng)，這無(wú)疑給教師提出了更高的要求，因此，教師應(yīng)該更加重視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，合理地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，讓學(xué)生學(xué)有所成。本論文提出的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)法給學(xué)生提供了一個(gè)自主學(xué)習(xí)單片機(jī)、進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和創(chuàng)新的平臺(tái)，能夠在很大程度上激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也為學(xué)生創(chuàng)建了一個(gè)鍛煉團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的機(jī)會(huì)，能夠使學(xué)生在專業(yè)能力、社交能力、團(tuán)隊(duì)合作和自信心等諸多方面得以鍛煉，教學(xué)效果非常明顯。

[參考文獻(xiàn)]

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[3]劉孝趙，周文.基于單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)工作過(guò)程項(xiàng)目化設(shè)計(jì)研究.

（作者單位：武昌工學(xué)院信息工程學(xué)院 湖北省武漢市）