問題驅動教學法在單片機應用教學中的應用研究

高娟　田鑫鑫　吳思

摘 要：問題驅動教學法是以問題為牽引，將提出問題、分析問題、解決問題作為主要內容和手段的教學法。本文通過單片機教學中的“流水燈”案例，淺談“問題驅動法”在單片機應用課程教學中的應用。

關鍵詞：問題驅動教學法；單片機應用；流水燈

問題驅動教學法是以問題為牽引，將提出問題、分析問題、解決問題作為主要內容和手段的教學法。它的突出特征是以提出問題方式引導學生主動學習和思考，因此如何在課堂教學中設計問題無疑是該教學模式的關鍵。

筆者從事單片機應用課程教學多年，在教學過程中多次嘗試將“問題驅動教學法”應用其中，教學效果顯著。該文通過單片機教學中的“流水燈”案例，淺談“問題驅動教學法”在單片機應用課程教學中的應用。

1 問題驅動教學法應用實例分析

1.1 編寫流水燈程序

為了引入流水燈，首先設計如下問題：在上一任務中已經實現用單片機控制8個發光二極管亮滅閃爍的任務，但是8個燈是同時亮滅的。那么我們能不能控制8個燈按照流水作業的形式一個一個的輪流點亮呢？由此引出流水燈的實現方法。

學生根據以前學過的知識，很快可以編寫出程序，并將程序下載到單片機中，可以看到實現了我們預期的效果，8個燈依次輪流點亮了。

為了使學生熟練掌握流水燈程序的編寫方法，可以引入趣味性的問題，從而達到吸引學生和增強他們的發散思維。可以提出一個新的問題：除了這一種流水顯示方式外，還有沒有別的顯示方式呢？

大家經過思考得出還可以讓8個燈依次全部點亮、雙燈流水點亮、雙燈相向點亮等，實現的方法就是控制P1口輸出相應的數據即可。這時可以讓學員自己編寫程序，觀察效果。

通過編寫程序，實現各種各樣的流水燈效果，學生有了較濃學習興趣。接下來趁熱打，又提出如下問題：看了剛才的流水燈效果，大家可以發現燈閃爍得太快，也即延時時間太短，那么怎樣修改延時，增長延時時間呢？

1.2 增長延時時間

要增長延時時間首先要計算延時子程序的延時時間，由此引出延時時間的計算。

在12MHZ晶振頻率下，前三條單周期指令的執行時間是1us，后兩條雙周期指令的執行時間為2us。因此：

內循環的延時時間是：255*（1+2）=765?S

外循環一次的時間是：765?S+1?S+2?S=768?S

外循環的執行時間是768*255=195840?S

粗略的計算：765*255=195075?S≈195ms≈0.2S

知道了原來延時子程序的執行時間是0.2s后，怎樣增長延時時間呢？例如要增加延時時間為1s。

學員經過思考得出通過增加一層循環從而增長延時時間，修改后的1s延時程序如下：

DELAY1S：MOV R3，#100；延時1s的循環次數

DEL2：MOV R4，#10；延時10s的循環次數

DEL1：MOV R5，#250；延時1ms的循環次數

DEL0： NOP

NOP

DJNZ R5， DEL0

DJNZ R4， DEL1

DJNZ R3， DEL2

RET

將1s延時程序下載后，觀察到流水燈閃爍變慢了。接下來又提出如下問題：MOV P1，#XXXXXXXXB和ACALL DELAY在以上程序中被引用了8次，而8個數據之間是有規律的，顯然程序重復太多，能否使其簡化？由此引出利用循環程序實現流水燈。

1.3 簡化程序結構

循環程序的關鍵要用到循環左移指令RL A，首先設置循環次數和循環初值， 顯示模式字送P1端口， 顯示模式字左移1位，判斷循環次數-1是否等于0，跳轉到不同的地方。具體程序如下：

START：MOV R2，#08H

MOV A， #0FEH

NEXT：MOV P1，A

ACALL DELAY1s

RL A

DJNZ R2，NEXT

SJMP START

接下來又提出如下問題：上面這種方法只能簡化流水燈程序，如果要讓8個燈變幻出很多花樣的閃爍方式，那程序還是要編寫很長的，有沒有什么方法用短一點程序可以實現多一些花樣的閃爍效果呢？由此引出萬能閃爍燈的程序。

1.4 萬能閃爍燈

萬能閃爍燈是利用查表程序來實現的。將要輸出的數據都放在一個表格中，利用循環程序依次查表輸出每一個數據，直到所有的數據都輸出一遍再從頭開始。

2 結語

以上就是問題驅動教學法在“流水燈”教學中的整個應用過程。在這個過程中，始終以問題引出新知識，且問題的設計由易到難、層層遞進，符合人們對事物的認知規律。我們多年在單片機課程教學中運用問題驅動教學法，設計了一系列的問題引導學生學習，而學生通過觀察、思考、聯想，感受到成功的喜悅，也認識到學習這門課的意義，從而變被動學習為主動學習，提高了學習的興趣。

此外，由于單片機應用是一門實踐性很強的課程，因此，“問題驅動教學法”還應注重引導學生在實踐中主動發現并解決問題。這一應用還需要更深入地探索和研究。該文僅做初步探討，以期能拋磚引玉。

[參考文獻]

[1]張廣群，汪杭軍，王保平.問題驅動模式在VB教學中的應用研究[J].計算機教育，2008（22）.