基于STM32處理器的嵌入式系統(tǒng)互動(dòng)教學(xué)研究與探討

趙明華

一、實(shí)驗(yàn)平臺設(shè)計(jì)

為滿足對嵌入式系統(tǒng)互動(dòng)教學(xué)的需求，本文以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例進(jìn)行探討，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，需設(shè)計(jì)嵌入式實(shí)驗(yàn)平臺。本文在嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺設(shè)計(jì)互動(dòng)教學(xué)中選擇Cortex-M3架構(gòu)的STM32微處理器，對外圍資源加以拓展，包括無線通信模塊、攝錄功能、遙控功能、溫度檢測功能等，具備操作簡單的優(yōu)勢，實(shí)驗(yàn)平臺可實(shí)現(xiàn)連貫操作。主要功能模塊包括最小系統(tǒng)模塊及外圍功能，其中最小系統(tǒng)模塊包括Cortex-M3架構(gòu)的STM32微處理器芯片、時(shí)鐘及復(fù)位電路。此外，還包括GPIO實(shí)驗(yàn)?zāi)K、UART實(shí)驗(yàn)?zāi)K及定時(shí)中斷實(shí)驗(yàn)?zāi)K等。

二、互動(dòng)教學(xué)策略

1.互動(dòng)教學(xué)要求

互動(dòng)式教學(xué)強(qiáng)調(diào)以先進(jìn)的教學(xué)理念革新教學(xué)方法，并通過教學(xué)活動(dòng)及師生互動(dòng)來拉近師生關(guān)系，在互動(dòng)中給予學(xué)生充分的表現(xiàn)空間與表達(dá)機(jī)會，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。在素質(zhì)教育大環(huán)境下，教育教學(xué)活動(dòng)的開展需充分考量學(xué)生的個(gè)性化差異，采取差異化的教學(xué)方式，滿足學(xué)生的不同訴求。互動(dòng)教學(xué)教學(xué)過程中，在完成嵌入式實(shí)驗(yàn)平臺的設(shè)計(jì)之后，結(jié)合嵌入式系統(tǒng)教學(xué)目標(biāo)的具體要求，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開發(fā)，具體包括基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、自選實(shí)驗(yàn)及創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，以滿足學(xué)生的個(gè)性化差異及差異性需求。而在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師需基于學(xué)生學(xué)習(xí)的實(shí)際要求進(jìn)行調(diào)整，對教學(xué)內(nèi)容的比重加以優(yōu)化與合理配置，可適當(dāng)縮減基礎(chǔ)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，引進(jìn)科學(xué)研究成果，重點(diǎn)開展自選實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

（1）基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)階段，教師需以教學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ)，針對教材中的必做實(shí)驗(yàn)開展互動(dòng)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生在系統(tǒng)開發(fā)及應(yīng)用方面的基本技能?；谶@一要求，結(jié)合本次開發(fā)設(shè)計(jì)的以STM32微處理器為基礎(chǔ)的嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺，在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中，組織學(xué)生進(jìn)行跑馬燈實(shí)驗(yàn)、蜂鳴器實(shí)驗(yàn)、串行信息通信實(shí)驗(yàn)等。在實(shí)驗(yàn)過程中，強(qiáng)化師生之間的互動(dòng)，可采用層次教學(xué)法，將課前準(zhǔn)備、資料收集、示范實(shí)驗(yàn)及操作實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)法，以此培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)及操作能力。教師可要求學(xué)生在課前預(yù)習(xí)階段進(jìn)行資料收集與信息共享，在課堂上邀請學(xué)生對自己的準(zhǔn)備工作進(jìn)行介紹與分享，并組織其他學(xué)生予以點(diǎn)評，以此調(diào)動(dòng)課堂教學(xué)氛圍，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

（2）自選實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在自選實(shí)驗(yàn)教學(xué)階段，教師需合理劃分自選實(shí)驗(yàn)范圍，將自選實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，允許學(xué)生從自己的長處與優(yōu)勢出發(fā)，自行選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，自行完成或自行組隊(duì)完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在這個(gè)過程中，就可以充分調(diào)動(dòng)并發(fā)揮學(xué)生的積極性與主動(dòng)性，幫助學(xué)生揚(yáng)長避短地發(fā)揮自己的優(yōu)勢，在實(shí)驗(yàn)過程中，還可以有效強(qiáng)化學(xué)生之間及師生之間的互動(dòng)與交流?；诒敬伍_發(fā)的實(shí)驗(yàn)平臺，可選擇時(shí)鐘設(shè)計(jì)、日歷設(shè)計(jì)、環(huán)境參數(shù)檢測等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并給予學(xué)生自行選擇的空間與機(jī)會。

（3）創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)。與階段性學(xué)科設(shè)計(jì)相結(jié)合，要求學(xué)生自行進(jìn)行系統(tǒng)級設(shè)計(jì)，或設(shè)計(jì)系統(tǒng)級應(yīng)用。在過程中，教師需要按照4～6人為單位進(jìn)行分組，要求學(xué)生按照各自的組別開展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，通過這種方式，以培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)能力。互動(dòng)教學(xué)強(qiáng)調(diào)實(shí)踐教學(xué)，為此在嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)中，需以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為主，通過互動(dòng)教學(xué)幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的相互結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)測試的是學(xué)生的學(xué)習(xí)成果及創(chuàng)新能力，所選擇的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可以包括無線通信系統(tǒng)、環(huán)境空氣或濕度檢測系統(tǒng)等。

嵌入式系統(tǒng)科目的教學(xué)更加強(qiáng)調(diào)對于學(xué)生實(shí)驗(yàn)水平與實(shí)踐能力的培養(yǎng)，以STM32微處理器為核心的嵌入式系統(tǒng)的互動(dòng)式教學(xué)，可基于學(xué)生的實(shí)際訴求，設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)驗(yàn)嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺，在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生以該平臺為基礎(chǔ)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。教師可根據(jù)教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)要求，設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、自選實(shí)驗(yàn)及創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，通過互動(dòng)實(shí)驗(yàn)強(qiáng)化教學(xué)互動(dòng)效果，提高教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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