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他山之石

《单片机原理与应用》项目化教学总结

发布时间:2014年06月20日 点击数:

电子信息工程系  董峰

      《单片机原理与应用》课程是高职电子、通信类专业的核心课程,具有很强的综合性与实践性。传统的单片机教学采用的是先理论教学后实践教学的方式。理论教学一般以单片机结构为主线,过于注重知识体系的演绎和推理,但是我校学生抽象思维能力较弱、形象思维能力较强。在先前的教学过程中,教师花费了大量课时讲授单片机结构原理、指令系统等抽象理论知识后,学生往往难以消化吸收这些知识,越来越丧失学习信心及兴趣,而实践教学通常是安排在指令系统学习之后,此时学生对理论知识已经遗忘很多,实践教学安排的又是验证性实验,学生通常只是机械地按照实验指导书的步骤做一遍验证实验,对实验项目的软硬件原理并不能深入掌握,更不用谈尝试创新设计了。鉴于传统单片机教学方式的弊端,这学期,我系倡导教师大胆进行教学改革,实施“学中做,做中学”的教学方法,打破传统的单片机授课体系,将项目教学法引入单片机课程教学,我在教学过程中,根据实际情况,因地制宜,摸索探讨出适合我校学生的单片机教学方法,初步取得了一些经验和体会,总结如下:

  一、 正确认识单片机项目化教学法的内涵

  在实施单片机项目化教学之前,首先自己要搞清楚它的内涵、

  实施方法及流程。所谓单片机项目化教学,就是要以实际项目为载体,将所要讲授的各项理论知识和实践技能按照由浅入深、学以致用的原则,分解到一个个具有明确应用目标的任务中去,让学生在规定时间内完成这些任务,在完成任务的同时也就完成了对知识点的学习。

  二、具体实施过程

  (一) 项目设置

  教学的过程中,教学项目是单片机理论教学和实践教学的载体,因此教学项目的设置是项目化教学的核心问题,教学项目的设置是否合适直接影响到教学的效果。我将教学项目设置如表1下:

  表1项目任务设置  

 

 项目名称  具体任务
 项目1:初识单片机  任务1:认识单片机

任务2:认识单片机学习工具Ptoteus与Keil软件

任务3:认识单片机怎么开始工作

 项目2:学做简单程序

 任务1:学习Keil工程项目设计

任务2:单片机点亮1个LED灯(运用Ptoteus仿真软件进行电路设计并与Keil软件联调) 

任务3:单片机点亮8个LED灯 

任务4:开关控制点亮LED灯

项目3:彩灯的设计

 任务1:开关控制点亮多个LED灯 

任务2:8个LED灯自动交替闪烁

任务3:8个LED灯自动流动闪烁

任务4:按键控制LED灯流动闪烁的启动、停止、暂停与继续

项目4:交通灯信号的定时与控制

 任务1:定时器实现LED灯闪烁

任务2: 对LED闪烁速度的控制

任务3:流水线产品计数

任务4: 交通灯信号的定时与控制

项目5:四路抢答器抢答显示组号的设计

 任务1:定时器中断方式控制LED灯闪烁

任务2:紧急状态的报警处理

任务3:计数器中断控制数码管计数

任务4:四路抢答器抢答显示组号

  上面的教学项目有两个特点:一是贴近实际生活,可以激发学生的兴趣,二是教学项目能涵盖单片机教学大纲中要求掌握的知识点和技能,且项目中包含的知识点和技能难度适中,适合我校学生学习,不会使学生产生畏难情绪。

  (二)具体实施措施

  Ø 案例解析

  例如项目5的任务一:定时器中断方式控制LED灯闪烁,开展过程如下:

  1 任务目标

  (1)理解中断的概念和中断处理过程;

  (2)熟悉AT89C51单片机中断源的入口地址;

  (3)了解中断优点。

  2 相关知识

  2.1中断的基本概念

  2.2中断过程概述

  3 定时器中断方式控制LED闪烁

  3.1 技能要求

  1、使用Proteus软件,设计硬件电路;

  2、使用Keil软件建立工程,编制源程序代码;

  3、使用Keil、Proteus软件联调,仿真演示。

  3.2 硬件参考电路

  3.3 参考源程序

  3.4 技能拓展

  3.5完成项目报告

  Ø 教学管理

  以我系2012级应用电子技术、2012级移动通信技术、2012级移动通信技术(网络与管理方向)、2012级电气自动化技术4个专业共计32人为例,我将32人分为8小组,每组4人,(分组名单见附件二),每组中选取一名组长,在教学任务实施过程中,以组为单位,小组长负责组内任务的分工、协作、交流及进度检查工作。教师主要对组长下达任务,要求组长传达组员,按时检查,以组为单位进行考核答辩。在课下,组长及时向老师回报本组项目实施情况,定期与八个小组长碰头,解决各组学习实践中遇到的问题,鼓励指导组长与组长或组与组之间进行交流学习心得,每周一至周五下午四点以后,实验室机房为学生开放,教师在周二和周四下午去实验室机房进行辅导。

  三 教学效果

  在实施项目化教学的过程中,我对学生进行了多次的调查,了解学生对项目化教学方法的反映,学生普遍认为,在项目化教学过程中,理论讲授容易理解,动手实践能力得到加强和提高,有效地提高了和锻炼了学生各方面的能力和素质。

  项目教学法引入单片机课程教学中,激发了学生的学习积极性和主动性,提升了教学质量。这种方法,打破了传统教学中教师讲授知识,学生被动接受的局面,它在项目任务推进过程中,促使学生主动发现问题,思考问题,进而主动产生对知识的渴求,吸纳知识,解决问题。在项目化教学过程中,我们不仅能培养学生掌握单片机知识和技能,还能培养学生查阅资料、分析问题、综合运用知识解决问题以及团队协作、与人沟通的能力,切实提高高职学生的综合素质和就业竞争力。

  四、存在的不足之处

  1、硬件设备有限。我系2012级学生较少,在这种能够情况下实施项目化教学尚可,但超过40人就比较困难,困难主要是:一课堂纪律管理,二是每人要求上机或动手实践,设备短缺;三是机房没有多媒体,上课依靠电脑联网来显示讲课,这样导致许多学生躲在电脑显示屏后面睡觉或不听讲,老师不易发现,建议单片机实验室加紧装设多媒体。

  2、考试机制可以更灵活。这门课可以不需要试卷考试,完全进

  行上机动手实操和理论答辩相结合的方法进行考核。这学期,由于设备短却,依然采取了传统考核方式,但是加大了平时动手实操的分值(平时60%的成绩中,30%是动手实操的成绩)。

  3、单片机项目化教学改革尚需进一步完善。上面教学的所有环节都是基于电脑的虚拟仿真而进行的,但在实际的应用中并非如此,因此我们应提前购买单片机开发板,以实际硬件与软件相结合的的方法,进行项目化教学,效果会更好。