理實一體化教學模式在單片機原理與應用課程教學中的應用

劉昆山

摘 要：本文闡述了理論與實踐一體化教學模式在單片機原理與應用課程中的應用，介紹了以萬能板為載體設(shè)計硬件電路的理論與實踐一體化項目教學以及項目實施具體步驟、項目教學過程中的關(guān)鍵點。

關(guān)鍵詞：單片機原理與應用 理實一體化教學模式 項目教學

一、實施以萬能板為載體設(shè)計單片機硬件電路理實一體化項目教學

傳統(tǒng)的理論教學和實踐教學是在不同的時間和不同的地點由不同的教師分別進行的。由于教學目標和教學任務(wù)不同，教學組織形式分離，因此容易造成理論教學內(nèi)容和實踐教學內(nèi)容脫節(jié)，降低學生學習興趣，增加教學難度，直接影響到人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

單片機原理與應用是一門實踐性很強的應用性課程，在電子產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計中應用非常廣泛，并需要硬件電路開發(fā)與軟件程序設(shè)計同時進行。如果只進行理論教學而不進行實踐教學，則教學效果不理想;如果只進行實踐教學而不進行理論教學，教學效果也不明顯，因此學好單片機技術(shù)必須是理論、實踐“兩條腿走路”，缺一不可。理論知識的學習可以通過聽課、看書、看視頻教程等方式進行，實踐技能就必須親自動手操作。

為了能更好地培養(yǎng)現(xiàn)代生產(chǎn)企業(yè)需求的單片機技術(shù)人才，根據(jù)筆者學院多年來對用人單位的跟蹤反饋，以及多種教學模式的比較、實踐，筆者主張在單片機原理與應用課程中實施理論與實踐一體化教學模式，即把理論與實踐結(jié)合起來，理論融入到實踐中，學一個知識點、做一次產(chǎn)品、編一次程序、總結(jié)一次學習成果，真正做到“邊學邊做”。

在項目教學環(huán)節(jié)采用萬能板設(shè)計與制作單片機產(chǎn)品，這種項目教學方法，不僅能鍛煉學生的焊接技術(shù)，同時還能提高學生識讀單片機硬件電路圖的能力，更重要的是能讓學生掌握單片機開發(fā)的基本步驟，提高軟硬件的編程與設(shè)計能力，為日后開發(fā)設(shè)計電子產(chǎn)品打下堅實的基礎(chǔ)。

二、實施單片機理實一體化教學的項目設(shè)計

為了實現(xiàn)統(tǒng)籌單片機原理與應用課程的知識目標和能力目標，筆者將整個課程重新整合為由易到難的具有連貫性的教學項目。每個教學項目包含了必需的理論知識和崗位能力需要的實踐技能，以任務(wù)驅(qū)動教學，把理論知識和實踐技能滲透到教學項目的每個環(huán)節(jié)中。按照這個教學思路，設(shè)計了三個教學項目，項目中包含了三個硬件電路和100個程序范例。

1.項目一：單片機最小系統(tǒng)硬件電路設(shè)計與制作

單片機最小系統(tǒng)，是指滿足單片機的工作條件，可以正常工作的單片機系統(tǒng)。

該項目的學習目的是掌握單片機入門基礎(chǔ)知識和單片機的引腳功能，掌握單片機延時程序的多種編寫方法，掌握單片機開發(fā)的基本步驟和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，掌握單片機簡單程序編輯、編譯、在線下載等基本步驟。掌握單片機開發(fā)軟件Keil uVision4和ISP在線編程軟件progisp的使用方法。

2.項目二：基于單片機控制的十六路LED霓虹燈設(shè)計與制作

霓虹燈廣泛應用于商店廣告牌、城市美化等場所，采用單片機控制的霓虹燈，顯示花樣隨程序的改變而改變，樣式千變?nèi)f化，深受商家和居民的喜愛。

該項目的學習目的是掌握單片機P0、P1、P2、P3口作為輸入輸出口的使用方法，掌握單片機鍵盤的工作原理及使用方法，掌握單片機C語言源程序的結(jié)構(gòu)特點、標志符與關(guān)鍵子、數(shù)據(jù)類型與運算符、C語言的語句、數(shù)組、指針、函數(shù)等用法。

3.項目三：基于單片機控制的紅外二極管感應計數(shù)報警器

紅外二極管感應計數(shù)報警器可以實現(xiàn)當用手經(jīng)過紅外發(fā)射管和紅外接收管時，蜂鳴器發(fā)聲、二位數(shù)碼管數(shù)字加1的功能，其靈敏度非常高。該電路設(shè)計思路來源于企業(yè)商品自動計數(shù)器的應用實例，當有商品從傳送帶上經(jīng)過感應器前，計數(shù)器加1，并發(fā)出提示聲。該電路在現(xiàn)實生活中應用廣泛，可以作為單片機設(shè)計人員的基本電路模塊。

該項目的學習目的是掌握單片機的定時器、計數(shù)器、中斷及接口技術(shù)，掌握LED數(shù)碼管的工作原理和接口電路，能綜合運用模擬電路、數(shù)字電路、傳感器等基礎(chǔ)知識設(shè)計與制作比較復雜的作品。

三、組織實施單片機理實一體化教學的關(guān)鍵點

1.前期準備是組織教學的起點

在教學準備階段，推薦購買單片機制作常用工具和用萬能板設(shè)計的單片機學習套件。

2.課堂管理是組織教學的難點

由于學生的學習動力、接受能力差異較大，教師要有針對性地將學習動力、接受能力較強的學生與學習動力、接受能力較弱的學生組成一個小組，同時指定一個小組長，協(xié)助教師進行課堂管理。

3.教師現(xiàn)場技術(shù)指導是組織教學的重點

當學生進行實踐操作的時候，教師一定要巡視，及時解決學生遇到的困難，批評教育個別不遵守紀律的學生，要求其加強組織性和紀律性。

4.項目報告是組織教學的落腳點

在每完成一個項目時，要求學生按規(guī)定格式完成項目報告，教師可以通過學生的項目報告進一步了解學生掌握知識的程度，同時也了解自己的教學情況，以便調(diào)整教學內(nèi)容和教學方法。

（作者單位：江西省冶金技師學院）