摘要:淺析電子專業單片機原理課程的教學現狀,將案例分析法引入教學,提出該方法的特色及優點。
關鍵詞:案例分析法;單片機原理;應用
案例分析法是指在教師的指導下,根據教學目標要求,組織學生對案例的調查、閱讀、思考、分析、討論和交流等活動,教給他們分析問題和解決問題的方法,進而提高他們分析問題和解決問題的能力,加深學生對基本原理和概念的理解的一種特定的教學方法。本文以電子專業課程單片機原理為例來談談其應用。
隨著電子技術和計算機技術的發展,單片機已經在人工智能、通信設備智能化以及家電智能化等方面得到廣泛應用。以單片機為核心仍然是實現智能化技術的主流之一。因此,將單片機原理課程作為中職類學校電子專業的一門主干課程顯得特別重要。
單片機原理是一門重要的專業基礎課。但是,學生普遍反映該課程難學,課堂教學效果一直不理想,原因在于傳統的單片機原理課程教學方式中,一開始就涉及很多抽象的理論知識,如總線、并行接口、中斷、堆棧、地址、數據等,學生普遍感到難學。特別是對于中職類學校的學生而言,本來專業基礎課學得就不夠扎實,在一開始就要被強行灌輸生硬的知識。這不但不能使學生領悟單片機的智能控制原理,還會產生一系列問題:(1)學生對開發項目中實際的單片機應用開發運作流程不熟悉,不利于培養單片機應用開發能力。(2)該課程中的指令學習不能很好地幫助學生,學生對于語言的理解局限于課堂編程,而不能很好地結合硬件靈活應用。因此,經過一段時間的摸索,我發現在單片機原理課程教學中引入案例分析法能夠收到比較理想的效果。
下面以經典的單片機控制發光二極管硬件平臺為例,討論如何在單片機原理課程中運用案例分析法。

在圖中,R1~R8為LED1~LED8的限流電阻,限制長時間大電流通過發光管以致燒壞;這個圖是80C51的最小系統加上8個發光二極管,學生可以用萬用板自己焊接,不僅可以提高學生的動手能力,還可以使學生擁有自己的單片機。具體做法如下:
首先,介紹單片機最小系統的硬件結構的作用。Reset引腳是復位信號的輸入端,復位信號是高電平有效,由R16、C1組成的單片機復位電路接到Reset引腳,平時為低電平,Reset變為高電平,實現自動復位功能。接下來講解XT1、XT2引腳,時鐘電路的作用和用法,I/O口的作用和用法等知識點。然后設計第一個案例,分別點亮8個發光二極管。
用C語言編寫程序,然后就是如何在Keil集成編譯環境下編寫程序,并把程序下載到單片機(AT89S52支持ISP下載)的過程全部演示清楚。這些將會使學生感覺到學習單片機并不困難。這樣一個簡單的任務通過教師演示和學生模仿,學生第一次上課就可以非常完整地看到并完成單片機設計的整個過程,直觀地得到一個結果,以具體形象的方式學到一些非常枯燥、抽象的理論知識,學生的學習興趣將得以大大地提高,效果自然很好。
接下來可以設計第二個案例。在每個發光二極管點亮和熄滅之間加延時程序,以此清楚地看到燈的閃爍,并用位左移來控制8個發光二極管循環閃爍。該延時程序可以通過子程序調用,讓學生掌握有關子程序的知識點以及循環結構程序的一般設計思路,同時進一步講解4個并行口的知識。通過第二個案例,學生能模仿編寫一些簡單的程序,依次點亮8個發光二極管。
接下來就可以設計第三和第四個案例。通過多個案例的學習,學生能逐步了解指令系統和熟悉整個設計過程。
從該教學過程可以得出以下結論:
遵循學生的認知規律教學不再采用灌輸的方式,而采用邊做邊練的方式充分調動學生的學習積極性,發揮學生的主觀能動性。
以案例為單元構建認知結構,每一個案例組織若干個知識點,完成的每個案例都會帶給學生極大的成就感,從而激發學生強烈的求知欲,縮短了與實戰的距離。每一次任務的完成都模擬了實際產品設計的過程,案例構建越來越復雜,學生的實際應用能力也越來越高,使學生進入企業后一旦需要從事單片機設計,很快就可以上手。
單片機的系統教學應突出教學的自主性、開放性和創新性,應符合職業學校的教育教學規律。案例分析法繼承了傳統教學方法的優點,始終把學生作為學習的主體,以案例作為驅動,讓學生通過自己的操作把書上死的理論變成活的知識。通過教師的引導和點撥,學生能夠觸類旁通、點面結合、溫故知新。案例分析法較好地解決了教與學的矛盾,在整個教學過程中充分體現了學生的主體地位和教師的引導作用,調動了學生學習的積極性、主動性,可以在較短的時間內提高學生學習和應用知識的能力,是一種值得推廣的教學理念和方法。
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(作者單位 江西科技師范學院 江西省民政學校)