浅谈任务型教学法在单片机课程教学中的应用

摘要：采用单片机的传统教学方法直接导致教员难教、学员难学的情况。尝试用新的理念和方法实施单片机理论与实践的教学，学员在完成任务的过程中增强了动手能力，提高了理论知识及实践经验，培养了学员进行应用研究式学习的能力。单片机实践性和应用性强的教学特点符合任务型教学法的理念和构成要素，任务型教学法正是让学员在不影响正常教学安排的情况下学习单片机技术，注重实践过程并结合专业真正掌握单片机的应用技能。

关键词：任务型教学法；单片机课程教学

中图分类号：TP368.1-4文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2010) 15-0000-01

The Use of Task-based Approach in MCU Teaching

Lu Lina,Hu Jun

(Wuhan Ordnance NCO School Military,Affairs Information Department,Wuhan430075,China)

Abstract:The traditional teaching methods MCU difficult to teach a direct result of teachers,students learn difficult situation.Try new ideas and methods of implementation of the SCM theory and practice of teaching,students complete the task in the process of enhancing the practical ability to improve the theoretical knowledge and practical experience,has trained students to conduct applied research learning ability.SCM strong practical and applied teaching characteristics consistent with the idea of task-based approach and components,task-based approach is to allow students without affecting the normal case study teaching arrangements chip technology,with emphasis on professional practice and the real master SCM application skills.

Keywords:Task-based teaching approach;MCU course teaching

任务型教学法其本质是以工作任务为牵引，以工作过程为线索，理论与实践一体化的教学方法。其突出特点是：强调以人为本，以学习者为中心，使教学由关注教法转为关注学法；学员由被动接受教员传授知识转为在教员指导下主动探索问题；由注重原理结构严谨、教学内容全面转为注重实践与理论融合、应用技能培养；强调“做中学、学中做、边学边做、边做边学”，对培养技能型人才具有普遍适应性。

一、任务型教学法应用于单片机课程教学的意义

长期以来，单片机课程教学一直沿用传统的学历教育的教学方法，过于强调课程知识体系的完整，过于强调理论的讲授。由于士官学员基础较差，理论讲授多，学员操作少，理论与实践教学分离，单片机传统性的教学中往往存在教员难教、学员难学的情况。教学效果不理想，教学目标难以实现。尝试把任务型教学法应用于单片机理论与实践的教学中，能有效提高教学质量，促使学员通过实践结合专业真正掌握单片机的应用技能。

二、单片机课程任务型教学法的教学过程

任务型教学法讲授单片机课程的一般教学过程是：

教学任务设置。任务型教学要实现上面提到的教学目标，教员必须要以学员为中心，教员为主导，使学员在完成任务的过程中掌握知识技能和方法并学以致用。任务的选择既要有助于单片机的系统学习，又要有实际的应用价值；既要难度适中，使学员感兴趣，又要有一定的针对性，方向性和可操作性。

围绕教学任务完成相关知识点讲授。教员依据学员的实际学习情况和完成任务情况，进行相关知识的补充。可采用专题讲座的形式，将实际应用和理论知识紧密结合为切入点，从深度和广度上讲授知识，明确任务的内容和要求，把单片机及应用产品的实物带到课堂，通过演示给学员以感性认识激发学习兴趣，调动学员学习的积极性。

用所学理论知识设置教学任务。学员将新知识进行活学活用是任务型教学法最重要的环节。我们选用KEILL软件进行学习和实验，从单片机最小系统入手，让学员先进行一些简单的验证性实验，学员要自己动手操作连接及分析解决完成任务中出现的问题，充分激发学员的学习兴趣，调动学员对实践的积极性。随着学员对单片机理解的加深，逐步增加任务的难度，让学员由浅到深，循序渐进。

三、应用举例

单片机技术作为一门实践性和应用性很强、兼有理论概念深和动手能力强的双重特点，具备任务型教学法要求的过程要素。例如把单片机课程教学体系分为四个大的场景，每个大的场景又分若干子场景。第一个场景为基本实验场景，每个实验自成体系，其分布知识点不同。通过具体实验使学员在教员的指导下开展认知教学和实验，使学员知道什么是单片机、单片机的构成、简单的原理和应用等；第二个大的场景通过若干个独立的单片机应用实训项目，学员在教员的引导下自主完成4个小实训项目的设计、制作和调试，培养学员的简单的单片机应用能力；第三个大的场景包括2个维修和调试案例，培养学员单片机的简单的维修和调试能力，为专业维修打下基本的维修调试基础。第四个场景为综合应用场景，学员以小组为单位，在教员的指导下完成一个项目的开发和调试。通过四个大的场景的教学，使学员在学习中一方面建立了单片机的较为完善的知识体系；另一方面通过两条线索的教学将知识和技能培养相对应、相结合，使学员的能力从知识向技能转化。

以键盘接口技术应用――密码锁这个教学任务为例，通过密码锁的制作，进一步熟悉单片机键盘接口和显示器接口技术，掌握独立式和矩阵式两种不同键盘结构下的程序设计思路和步骤。

第一步，明确要完成的任务。

基于单片机控制下的密码锁硬件电路包括三个部分：按键、数码显示和电控开锁驱动电路，三者状态的对应关系如下表所示：

设计一个一位简易密码锁，其基本功能如下：输入一位密码，为0-3之间的数字，密码输入正确显示字符“P”约3秒钟，并通过P3.0端口将锁打开，否则显示字符“E”约3秒钟，锁继续保持锁定状态，等待密码的再次输入。

第二步，分析怎样用单片机构建控制电路。

根据任务要求，用一位数码管即可显示，采用静态链接方式。4个数字键通过P0口低4位P0.0-P0.3来连接，设P0.3表示3数字键。所得开、关电路用P3.0控制一个发光二极管替代，发光二极管亮表示锁打开，灭表示锁定。

第三步，画出硬件电路图。（图略）

静态显示方式中被点亮的字段始终处于通电状态，而动态显示方式中被点亮的字段处于间断性的通、断状态。因此静态显示消耗的电流大些，显示亮度稍强。

第四步，准备器件并完成硬件电路制作。

简易密码锁电路器件清单：

第五步，编写控制程序。

程序设计的思路为：主程序主要负责按键输入密码比较、正确与错误显示处理。设初始显示符号为“-”。当按数字键后，若与预先设定的密码相同则显示“P”3秒钟，打开锁，等待下一次密码输入。否则显示“E”3秒钟，保持锁定状态并等待下一次密码输入。（程序略）

第六步，软硬件调试。

（1）输入源程序。

（2）汇编源程序。

（3）运行程序，观察初始显示符号“-”是否正确。

（4）用指令设置密码，分别按下各数字键，根据二极管的亮灭判断结果是否正确。

该任务通过简易密码锁的制作并逐步扩展其功能，设计独立式和矩阵式两种键盘接口电路不同的编程方法和步骤，进一步训练了单片机键盘接口技术和显示器接口技术的运用能力。

任务型教学法缩短了理论学习到实际应用的过程，使未接触过单片机的学员短时间内就能掌握单片机技术的应用。单片机实践性和应用性强的教学特点符合任务型教学法的理念和构成要素，设计任务时若能紧密联系现实生活和专业知识，则可大大激发学员的学习积极性，使学员在实践中感受到单片机的真正用途，不断的领悟单片机的理论知识并深化培养学员的创新能力和解决实际问题的能力。为了进一步提高教学效果，我们将结合实际情况，不断改进教学方法，调整教学内容，丰富教学手段，总结教学经验，完善任务型教学法在单片机课程教学中的应用。

参考文献：

[1]张谢华，陈志荣.高校计算机基础教育改革的探讨[J].福建电脑,2008,7

[2]杨晓辉.任务驱动模式在高校计算机公共课教学中的应用[J].赤峰学院学报（自然科学版）,2005