单片机课程任务式启发式教学改革

文章编号：1672-5913(2008)16-0046-02

摘要：本文针对单片机课程在高职院校中普遍存在上课难的问题，提出以实践为主，采用实验任务指派，教师在课堂中启发式的教学方法。教学实践证明这种方法起到了积极的推动作用，学生能够从中掌握实用技能，为日后就业打下坚实基础。

关键词：任务式；启发式；教学改革

中图分类号：G642

文献标识码：B

1传统教学方法的弊端

单片机课程在高职院校的教学总是遇到尴尬的境遇。教材是先介绍单片机的内部构造、基本指令，再介绍基本应用，之后再讲解基本操作。由于理论学习和实验不能同步进行，学生学习理论时没有实际体验，学习起来感觉枯燥乏味，而在实验课中又感觉理论掌握不够，无从下手，整体教学效果甚差。

单片机的特点是概念多、内容抽象、指令丰富且与硬件结合紧密。但学生往往把单片机的学习看成一般的计算机语言的学习，而不重视对硬件及整个单片机系统的了解。这样在学习单片机编程方法及应用系统设计时，就不能深入理解各条指令的用法，领会不到这种面向机器的汇编语言的精要所在。

2任务式教学法与启发式教学法整合

经过多年的教学验证，我们不断改进教学方式，将原来的重理论轻实践逐渐扭转到以实践为主，把教学环境从课堂搬到实验室，摈弃填鸭式的知识灌输，采用任务式教学法和启发式教学法整合，用实践教学来驱动理论教学，理论教学促进实践教学，教学效果取得了一定程度的提高。

2.1任务驱动，改革教材

从目前单片机教材来看，通常先介绍产品的功能部件，再介绍指令系统、程序设计，最后是一些常用接口部件的外部扩展等内容，而且有些教材中应用过时的器件，实用价值不高，对学生就业没有指导作用。有些新的教材采用更新的器件，但是大多存在重理论轻实践的问题，只能作为工具书，当教材就有点勉为其难了。为此，我们在单片机教学中采用了任务式单元教学，重新改编教学内容。我们通过多种途径搜集了上百个单片机应用实例，并通过筛选、整合成6个单元，每个单元由4～5个同类实例组成。每个课题以一个应用实例为主题，如信号灯的控制，其内容包括：控制要求、硬件线路、所用的基本指令、编程方法。单元内的课题按照难易程度安排教学的先后顺序。

2.2进行一体化教学，充分发挥启发教学的作用

下面以I/O口工作原理为例，简单阐述我们摸索出来的方法。传统教学中，我们发现I/O口知识点在教学过程中很容易让学生混淆，对准双向口的概念模糊不清。

我们使用仿真机使P1口和发光二极管连接，给学生提供一段小程序，驱动发光二极管循环点亮，学生看到二极管点亮，就觉得很新鲜，对编程控制发光二极管发亮很有兴趣。此时我们给学生做适当的程序讲解，在学生初步掌握该实验的指令之后，要求学生改写程序，比如让发光间隔闪烁，或者从左边到右边做各种规律的变化。当大部分学生能掌握程序改写之后，可以衍生出新的实验。将P1口和开关连接，而P0口和发光二极管连接，利用开光的拨动来驱动对应的发光二极管点亮。此时向学生提示在使用P1口作为输入口使用的时候，必须向P1口的锁存器写入FFH，这时可以对P1口的电路逻辑做必要的理论知识的补充，向学生解释何为准双向口。通过衍生实验的学习，基本能让学生掌握准双向口的概念。

此外，该实验还可以进行多方位的启发，比如将延时子程序的延时时间进行更改，这就涉及到指令执行的机器周期数以及循环的次数。甚至到最后可以提出更高的要求，要求学生延时一秒钟或者半秒钟，而这又将是一次学生锻炼编程能力以及主动学习循环嵌套和晶振频率与机器周期相关知识的机会，学生也会逐渐开始主动地思考并设计实验方案，独立解决调试过程中存在的问题。

随着理论课程的不断深入，我们还设立课程设计环节，这是实践教学的重要组成部分，是学生消化知识、锻炼能力、提高综合素质的重要手段。我们向学生推荐若干不同难易程度的单片机应用课题，学生根据自己的能力选择其中一个课题，然后通过查阅资料，自己设计硬件电路、软件框图和程序清单，关注市场行情与价格，选择所需元件，完成电路焊接、调试、软硬件仿真和程序固化。指导老师的作用是让学生明确每一步骤的任务，检查工作进度，帮助分析解决设计中存在的问题。通过这一过程的锻炼，真正使所学知识融会贯通，为从事单片机的实际开发积累了宝贵的经验，同时培养了学生严谨的科学作风。对于理论知识扎实、动手能力较强、有兴趣深入钻研的同学，可以提供他们参加各种电子设计竞赛的机会，以竞赛促进教学内容和教学方法的改进，使学生的创新意识和协作精神得到锻炼和提高。

2.3采用多种教学手段

单片机应用技术特点之一是逻辑性、抽象性强，简单的说教无法让学生有直观形象的印象，因此我们在教学中尽量使用示教板和投影教学。使用了配套课题实例的幻灯片、示教板以及控制实物，另外课程还直接搬到实验室上，通过仿真机来直接运行，也为学生提供了直观的学习环境。这样，过去学生普遍感到抽象的单片机内部结构、指令操作等内容变得非常直观、易于接受。利用多种教学手段可以增强学生的感性认识，降低学习的难度。

2.4亲临企业体验单片机技术的应用

在条件允许的情况下，我们还带学生到企业参观学习。经常会有同学问“为什么学这门课?有什么用?”，在参观过程中，学生会认识到所学知识在企业中的应用，从感性认识中激发学生学习的积极性。

3教学体会

纵观启发性任务式的实验教学，最为重要的在于抓住两点：其一，充分调动学生的学习积极性，这就要求教师选实验的时候要贴近实际，这种实用性实验的带入性很强，同时也给教师的选题提出更高的要求。其二，知识点的覆盖率不能太低，这就要求教师的启发性教学要充分发挥出来，不做生硬地过渡，也做到尽量不遗漏知识点。此外合理、科学的安排实验也是任务式启发式教学中需要注意的问题，我们力求按照科学性、连贯性、启发性的原则来进行筛选实验，并且能够完成90%以上知识的覆盖率，避免出现重点知识点的遗漏和疏失。每一章的实例都能有效地反映该章的核心内容。

任务式启发式教学法在我校单片机教学中取得较好效果。以前一个班级仅有10%左右的平时学习比较主动的学生能够初步掌握所学内容，而采用任务式教学和启发式教学后，课堂中85%以上的学生可以自己动手并且独立完成所布置的实验任务，并能通过实验不断提高单片机技术的应用能力。

总之，任务式启发式教学法遵循现代教育理论的观念，符合职业教育培养目标，既缩短了教与学、学与用的距离。又能增强学生使用单片机的实践能力，为毕业后迅速适应岗位需要奠定了基础，增强了学生就业的适应性。

参考文献：

[1] 徐玮，徐富军，建良. C51单片机高效入门[M]. 机械工业出版社，2008.

[2] 杨将新，李华军，刘东骏. 单片机程序设计及应用[M]. 电子工业出版社，2006.

[3] 李广弟，朱月秀，王秀山. 单片机基础[M]. 北京航空航天大学出版社，2004.

[4] 张俊谟. 单片机中级教程[M]. 北京航空航天大学出版社，2006.