項(xiàng)目教學(xué)法對(duì)流水燈系統(tǒng)教學(xué)的改革與創(chuàng)新

中江縣職業(yè)中專學(xué)校 肖 怡

一、中職學(xué)校單片機(jī)教學(xué)的現(xiàn)狀分析

單片機(jī)的教學(xué)一直是中等職業(yè)學(xué)校的一大教學(xué)難點(diǎn)，傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)方法，從單片機(jī)的指令系統(tǒng)講起，再過(guò)度到單片機(jī)硬件知識(shí)，最后進(jìn)行單片機(jī)實(shí)驗(yàn)把指令與硬件結(jié)合在一起。按照這一教學(xué)流程，在學(xué)習(xí)指令系統(tǒng)就已經(jīng)有一大批學(xué)生會(huì)枯燥和乏味甚而厭學(xué)，當(dāng)進(jìn)行到單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)階段時(shí)能跟得上教學(xué)進(jìn)度的繼續(xù)保持良好學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)動(dòng)力的更是屈指可數(shù)，這就談不上對(duì)知識(shí)的理解和掌握，更不可能實(shí)現(xiàn)能力的培養(yǎng)和提高。

二、中職學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)困難原因的分析

通過(guò)對(duì)中職學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)問(wèn)題的調(diào)查發(fā)現(xiàn)以下幾點(diǎn)：

(1)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)差，尤其沒(méi)有計(jì)算機(jī)語(yǔ)言基礎(chǔ)，面對(duì)匯編語(yǔ)言系統(tǒng)畏難情緒嚴(yán)重。

(2)學(xué)生對(duì)單片機(jī)課程內(nèi)容沒(méi)有興趣，枯燥乏味、被動(dòng)學(xué)習(xí)者居多。

(3)教師傳授的知識(shí)與應(yīng)用結(jié)合不緊密，知識(shí)與應(yīng)用間隔時(shí)間太長(zhǎng)，知識(shí)遺忘嚴(yán)重，學(xué)生不能及時(shí)轉(zhuǎn)化知識(shí)為技能。

(4)單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)一般采用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的電路原理、工作原理及結(jié)構(gòu)不熟悉，學(xué)生實(shí)訓(xùn)時(shí)很難參與到電路設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)中，阻礙了學(xué)生的動(dòng)手能力與創(chuàng)新能力的提高。

(5)單片機(jī)傳統(tǒng)教學(xué)中未引入工程項(xiàng)目實(shí)例設(shè)計(jì)，導(dǎo)致學(xué)生缺乏全局設(shè)計(jì)能力，動(dòng)手能力普遍較差，學(xué)生學(xué)習(xí)缺乏應(yīng)用性指導(dǎo)。

三、針對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行的改革措施

(1)改革教學(xué)模式

改革教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)教、學(xué)、做一體化，以項(xiàng)目實(shí)例為教學(xué)載體，以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)方式開(kāi)展教學(xué)，學(xué)生變被動(dòng)式學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，將理論、實(shí)訓(xùn)結(jié)合起來(lái)，變平面學(xué)習(xí)為立體學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生邊做邊學(xué)，實(shí)現(xiàn)教-學(xué)-做一體化的創(chuàng)新模式。

(2)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的優(yōu)化

為充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，讓實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目具有可操作性，學(xué)生參與的準(zhǔn)入門檻低，筆者以流水燈系統(tǒng)為載體把知識(shí)融入到項(xiàng)目教學(xué)的各個(gè)任務(wù)中去，學(xué)生自主設(shè)計(jì)電路并進(jìn)行裝配調(diào)試，熟悉系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理。

(3)更換編程語(yǔ)言系統(tǒng)

摒棄復(fù)雜的匯編語(yǔ)言，利用C語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、緊湊、規(guī)整，表達(dá)式簡(jiǎn)練、使用靈活、具有豐富的運(yùn)算符、豐富的數(shù)據(jù)類型與豐富的運(yùn)算符等特點(diǎn)。中職學(xué)生學(xué)習(xí)C語(yǔ)言完成流水燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)比匯編語(yǔ)言所需時(shí)間更短，學(xué)生實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的入門更快，堅(jiān)實(shí)學(xué)生學(xué)好單片機(jī)的信心。

四、流水燈系統(tǒng)教學(xué)的改革

1.流水燈系統(tǒng)簡(jiǎn)介

單片機(jī)流水燈系統(tǒng)利用單片機(jī)的I/O口實(shí)現(xiàn)LED發(fā)光二極管的控制。在圖1中，R1-R8為L(zhǎng)ED1～LED8的限流電阻，R11、C3和S2組成單片機(jī)復(fù)位電路、S1和R10組成獨(dú)立按鍵；C1、C2、Y1組成單片機(jī)的時(shí)鐘電路。

圖1

2.流水燈系統(tǒng)原有教學(xué)方式

學(xué)校添置單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱之后，流水燈系統(tǒng)的教學(xué)從粉筆、黑板時(shí)代躍遷到多媒體、電腦仿真、實(shí)驗(yàn)箱的現(xiàn)代化職業(yè)教育時(shí)代，但是實(shí)驗(yàn)箱的功能眾多，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作原理對(duì)于中職學(xué)生來(lái)說(shuō)較為復(fù)雜，對(duì)流水燈這部分電路的分析、講解往往要花上3課時(shí)左右而教學(xué)效果卻不盡人意。

3.改革后的教學(xué)方式

流水燈系統(tǒng)讓學(xué)生在老師指導(dǎo)下自主設(shè)計(jì)，并用萬(wàn)用板自己焊接，這樣不僅可以提高學(xué)生的動(dòng)手能力，還可以使學(xué)生熟悉單片機(jī)控制電路原理及結(jié)構(gòu)，即提升了教學(xué)效果，又縮短了教學(xué)時(shí)間還讓學(xué)生體會(huì)到了學(xué)習(xí)成就感，每位學(xué)生擁有一套自己設(shè)計(jì)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板也方便了后階段的教學(xué)活動(dòng)開(kāi)展。

4.項(xiàng)目實(shí)施流程

“項(xiàng)目需求分析”——“控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)”——“DXP 2004設(shè)計(jì)電路”——“在萬(wàn)用板上插裝元器件并焊接”——“硬件電路調(diào)試”。

“任務(wù)分析”——“設(shè)計(jì)流程圖”——“軟件編程設(shè)計(jì)”——“軟件仿真調(diào)試”——“系統(tǒng)聯(lián)調(diào)”——“形成系統(tǒng)”。

五、流水燈系統(tǒng)任務(wù)設(shè)置

任務(wù)1：利用DXP 2004完成單片機(jī)流水燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)。（10分）

任務(wù)2：教師核查圖紙后學(xué)生進(jìn)行流水燈系統(tǒng)的裝配與調(diào)試任務(wù)。（20分）

任務(wù)3：設(shè)計(jì)1只LED閃爍程序、并繪制程序流程圖。（10分）

任務(wù)4：設(shè)計(jì)8只LED閃爍程序、并繪制程序流程圖。（15分）

任務(wù)5：設(shè)計(jì)8LED逐一點(diǎn)亮程序、并繪制程序流程圖。（15分）

任務(wù)6：設(shè)計(jì)1只按鍵控制LED正反滾動(dòng)顯示、并繪制程序流程圖。（15分）

任務(wù)7：設(shè)計(jì)1只按鍵控制的花樣顯示程序、并繪制程序流程圖。（15分）

流水燈系統(tǒng)非常適合初學(xué)者，完成控制任務(wù)所需的知識(shí)可淺可深、知識(shí)面可窄可寬、設(shè)計(jì)靈活多變，可滿足不同層析學(xué)生的需求。

在對(duì)任務(wù)單設(shè)計(jì)時(shí)采用了任務(wù)驅(qū)動(dòng)的階梯式學(xué)習(xí)方案，任務(wù)制定的順序由淺入深，由易到難，把單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)完全融合到任務(wù)中，把知識(shí)和應(yīng)用、實(shí)踐結(jié)合到一起，學(xué)生也由被動(dòng)式學(xué)習(xí)變主動(dòng)式學(xué)習(xí)。在任務(wù)設(shè)計(jì)時(shí)也考慮到分層教學(xué)，對(duì)于基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生完成任務(wù)1-5，而基礎(chǔ)較好學(xué)習(xí)興趣濃厚的學(xué)生可在任務(wù)6、7中充分發(fā)揮創(chuàng)造力。

六、實(shí)施目的(如表1所示)

表1 項(xiàng)目實(shí)施的目的

七、實(shí)施方法

在任務(wù)1、2中教師處于主導(dǎo)地位，與學(xué)生充分交流和探討，幫助完成主要設(shè)計(jì)和確定總體方案；在任務(wù)3中指導(dǎo)教師由主導(dǎo)變成幫扶再逐漸演變成協(xié)助，從任務(wù)3開(kāi)始越來(lái)越多的內(nèi)容由學(xué)生獨(dú)立完成，教師只需定期檢查任務(wù)進(jìn)程，并對(duì)難點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)指導(dǎo)；而在任務(wù)7、8中教師更多地是在扮演“咨詢師”的角色，學(xué)生完全成為項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程的中心，教師的作用主要是引導(dǎo)學(xué)生一步步邁向成功，并體驗(yàn)學(xué)習(xí)的成功感、成就感。

八、改革取得教學(xué)成果與效果

經(jīng)過(guò)一年來(lái)的改革研究與實(shí)踐，我校電子專業(yè)單片機(jī)課程取得了良好的教學(xué)效果，基本實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)。成效主要體現(xiàn)在：

(1)學(xué)習(xí)主動(dòng)性明顯提高，學(xué)習(xí)效率提高、對(duì)單片機(jī)學(xué)習(xí)興趣濃厚。

(2)學(xué)習(xí)目的更加明確、學(xué)生設(shè)計(jì)的各種花樣流水燈。

(3)學(xué)生快速掌握KEIL軟件操作方法、c語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)思路，學(xué)習(xí)效果顯著。

(4)參加單片機(jī)設(shè)計(jì)技能競(jìng)賽榮獲三等獎(jiǎng)。

[1] 魏海紅.項(xiàng)目教學(xué)在高職單片機(jī)課程教學(xué)中的探索與研究[J].電子世界,2012,06.

[2] 唐煒.基于“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”的單片機(jī)類課程實(shí)踐教學(xué)改革[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2010,05.