單片機教學(xué)探討

吳瑞芳

摘 ? ?要： 本文從激發(fā)學(xué)生課程興趣和動力，兩類編程語言教學(xué)方式效果對比，項目化教學(xué)在教學(xué)中的運用及理念聯(lián)系實際四個方面介紹在中職學(xué)校如何進行單片機課程教學(xué)，從而提高課程教學(xué)效率。

關(guān)鍵詞： 單機機 ? C語言 ? 項目化教學(xué)

我是一名從事電子專業(yè)教學(xué)的中職教師，中職學(xué)校學(xué)生學(xué)習(xí)水平低，學(xué)習(xí)主動性差，如何將一些專業(yè)性比較強的課程教給學(xué)生對老師來說是一個巨大挑戰(zhàn)，所幸我從事教育教學(xué)工作多年，在這十多年里累積了一些非常寶貴的經(jīng)驗，現(xiàn)針對學(xué)生認為比較難學(xué)的單片機課程進行教育探索。為什么挑單片機講呢？這里簡單說明一下，主要因為單片機是一門既要懂硬件又要懂軟件的課程，對學(xué)生來說，如果能把單片機真正搞懂，就算半個電子工程師了。

古語常說：“師傅引進門，修行靠個人?！蔽矣X得這句話非常有道理，作為一名合格的老師，并不在于你教會學(xué)生多少知識，而在于當你開啟每一門新課程時，能讓學(xué)生有個良好的入門，讓學(xué)生懂得自己在學(xué)習(xí)什么，激發(fā)學(xué)生潛在的學(xué)習(xí)動力，這樣學(xué)生有激情有動力學(xué)習(xí)，才能學(xué)會并掌握一門功課。倘若老師我行我素地滿堂灌，而臺下學(xué)生沒有興趣聽，沒有興趣學(xué)，講再多的知識也沒有用，學(xué)生聽過之后就忘記，課后不練習(xí)實踐操作，一點效果也沒有。因此，每次講新功課時，總想辦法讓學(xué)生聯(lián)系實際，讓他們知道自己要學(xué)習(xí)的專業(yè)課到底有什么用，涉及哪些應(yīng)用領(lǐng)域激發(fā)學(xué)生對新課程的好奇心。針對單片機課程教學(xué)，第一節(jié)課我一般會布置一份課后實踐作業(yè)，讓學(xué)生尋找“身邊的電子產(chǎn)品”，學(xué)生可以用手機拍下看到的一切電子產(chǎn)品，并登錄個人賬號，上傳到我制作的“魔燈”課程網(wǎng)站上，我會將學(xué)生的作品整合后，在第二節(jié)課時，對學(xué)生做一個引導(dǎo)入門介紹。學(xué)生拍來的作品五花八門：有ATM機、交通燈、液晶電視機、數(shù)碼音響、遙控器、空調(diào)、智能玩具、洗衣機、電飯鍋、電燈、電腦、手機、IC卡等，他們能想到的、能見到的都給拍了上傳過來，在這么多材料里，我必須進行一定篩選，選出一些跟單片機比較緊密相關(guān)的，并且接下來課程傳授會牽涉相關(guān)知識點的一些電子產(chǎn)品，如交通燈、空調(diào)、洗衣機這幾個比較基礎(chǔ)的。我會試著引導(dǎo)學(xué)生，挑選其中一樣電器讓學(xué)生思考：“整個電子產(chǎn)品到底是怎樣構(gòu)成的？”“它是通過什么樣的方式工作呢？”從而慢慢引導(dǎo)學(xué)生了解單片機的控制作用。接下來，我會將學(xué)生的所有作品都快速播放給他們看，這么做的目的在于對他們進一步強調(diào)本課程的重要性，單從他們上交的作業(yè)就可以看出現(xiàn)今社會智能化東西越來越多，意味著日常生活中使用的單片機越多，所以學(xué)習(xí)單片機非常有前途，學(xué)好了不怕找不到工作。

引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與重視以后，接下來就是防止學(xué)生“半途而廢”，在教學(xué)過程中這是最難的一關(guān)，時刻保持住學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)動力，也就是所謂的“恒心、毅力”，我常常跟學(xué)生開玩笑說，你們要時刻“一心一意”地跟我走。在講課過程中，我常常斟酌自己的語言，盡量用通俗的表達方式講解，碰到一些比較基礎(chǔ)的電子知識，只要學(xué)生有疑問，就花時間整理知識點，確保學(xué)生可以理解掌握，因為我始終堅信“萬丈高樓平地起”，如果沒有良好的基礎(chǔ)，則學(xué)習(xí)路程走不遠。為了讓學(xué)生更有興趣學(xué)習(xí)，我還挖空心思學(xué)習(xí)電子畫圖，盡可能以圖例形式形象表達一些知識要點。

學(xué)校的課程還是傳統(tǒng)的51系列單片機教學(xué)，畢竟它是目前市場上用得最多的單片機之一，而且其指令通俗易懂，I/O（輸入輸出口）的控制簡單。

一開始，我會簡單介紹單片機的工作條件及硬件組成，接著教學(xué)生用單片機學(xué)習(xí)套件試著點亮一只發(fā)光二極管，當學(xué)生發(fā)現(xiàn)原來自己只要寫幾條指令就可以讓燈亮?xí)r，心里是無比興奮的，這時進一步讓學(xué)生依次點亮八只發(fā)光二極管，在學(xué)生慢慢入門以后讓他們學(xué)習(xí)編程，讓發(fā)光管以流水燈的方式點亮，到此算是一個很好的入門操作。其實這還只是入門，要登上大殿，路程還很遙遠，學(xué)習(xí)單機片最頭痛的就是硬件部分，硬件難就難在沒有頭緒，學(xué)習(xí)硬件技術(shù)找到一個合適的入手點最重要。為了解決這個問題，教研組經(jīng)過討論和設(shè)計，在開設(shè)單片機課程之前，都先開設(shè)數(shù)電與模電設(shè)計課程，讓學(xué)生學(xué)習(xí)簡單的數(shù)字電路設(shè)計和模擬電路設(shè)計，制作一些簡單的電路板，為后續(xù)單片機課程打好基礎(chǔ)。

再來是編程語言的選擇，我們糾結(jié)了很久，到底用哪一種語言好，是匯編呢？還是C語言？一開始，我們先從匯編語言程序設(shè)計入手，雖然匯編對中專學(xué)生來說很難，但是堅持半年下來后會發(fā)現(xiàn)，采用匯編教學(xué)后，學(xué)生對MCS51的內(nèi)部硬件構(gòu)成比較清楚，但是弊端就是全班真正掌握的學(xué)生比例很低。后來我們采用C語言教學(xué)，因為C語言有很好的結(jié)構(gòu)性與模塊化，更符合人們的思考習(xí)慣。對比兩種語言的教學(xué)效果，采用C語言效果遠好于匯編。畢竟匯編在編程時往往要考慮細節(jié)問題，而這對中專生來說有點難，往往是一個小細節(jié)問題會讓你搞半天，而結(jié)構(gòu)化的C往往只需要考慮算法無需過多考慮細節(jié)問題，同時可讀性好，調(diào)試時間大大減少。所以學(xué)生都比較喜歡C，后來的教學(xué)過程中，我們一直采用C語言教學(xué)，除非個別聰明的學(xué)生希望學(xué)習(xí)匯編，我們會以興趣小組的方式開展。

在教學(xué)過程中我采用項目化教學(xué)，這是一種比較實用的單片機教學(xué)方法，直接教學(xué)生怎樣使用C語言開發(fā)單片機，采用模塊化教學(xué)生，讓學(xué)生在較短時間內(nèi)掌握IO口、定時器、中斷的操作，通過一個一個模塊的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生慢慢了解芯片內(nèi)部的硬件構(gòu)成細節(jié)。這種教學(xué)方式的優(yōu)點體現(xiàn)在：學(xué)生剛開始學(xué)習(xí)時，不需要花很長時間學(xué)習(xí)單片機內(nèi)部硬件構(gòu)成結(jié)構(gòu)之類很枯燥的東西，只要明白C語言的變量與單片機的IO口等模塊里的寄存器、一個函數(shù)與對應(yīng)的單片機的一項功能、順序語句與單片機的順序輸出、條件語句與單片機的輸入輸出間條件關(guān)系、循環(huán)語句與單片機的反復(fù)型輸出是怎樣映射的就可以完成很多范例項目的開發(fā)，保持住學(xué)習(xí)興趣。

當學(xué)生學(xué)習(xí)進入一個階段以后，就可以進行比較深入的實驗，讓學(xué)生在實踐中領(lǐng)悟理論，用理論指導(dǎo)實踐。學(xué)習(xí)單片機，只有讓學(xué)生真正實際動手做點東西，才能真正弄明白自己到底學(xué)習(xí)什么。我會設(shè)計一些比較簡單的項目，讓學(xué)生分組抽簽，每個小組做一個小項目，讓學(xué)生在設(shè)計過程中加深印象。不管怎么樣，單片機學(xué)習(xí)過程應(yīng)該是一個循序漸進、不斷學(xué)習(xí)、不斷積累的過程，需要師生雙方配合，才能掌握。在教學(xué)過程中，我對單片機應(yīng)用這個領(lǐng)域始終充滿熱情，希望與行業(yè)里的各位老師多多交流，不斷學(xué)習(xí)，不斷成長。

參考文獻：

[1]李廣弟，等.單片機基礎(chǔ)[M].北京航空航天出版社，2001.

[2]王東峰，等.單片機C語言應(yīng)用100例[M].電子工業(yè)出版社，2009.

[3]張毅剛，等.MCS-51單片機應(yīng)用設(shè)計.哈工大出版社，2004，第2版.

[4]霍孟友，等.單片機原理與應(yīng)用.機械工業(yè)出版社，2004.1.