單片機之《LED燈》項目化教學探索

黃青穎（江蘇城鄉建設職業學院,江蘇　常州　213147）

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單片機之《LED燈》項目化教學探索

黃青穎
（江蘇城鄉建設職業學院,江蘇常州213147）

摘 要：《單片機原理及應用》是一門理論和實踐性都很強的課程，也是建筑電氣工程技術專業課程。Led燈實驗則是《單片機原理及應用》的基礎硬件實驗。教育改革的不斷深入，傳統的教學受到嚴重的沖擊。項目化教學法是通過實施一個完整的項目而進行的教學活動，其目的是在課堂教學中把理論與實踐教學有機地結合起來，充分發掘學生的創造潛能，培養學生分析解決問題的能力。

關鍵詞：高等職業教育; 單片機; 教學改革

1　傳統單片機的教學模式

目前，大多數單片機的教材章節以單片機的結構原理為主要學習內容，先介紹單片機的內部結構、指令系統及匯編語言，然后是單片機的擴展技術和接口技術，最后介紹單片機的系統開發和一些實例。我校單片機傳統的教學分為理論教學和實訓教學。在理論教學中，概念多，內容抽象，并且各部分知識銜接緊密，一環扣一環，職校學生難以適應，普遍感到入門難。而實訓教學，多數是驗證性實驗，以調試程序為主，缺少學生自己動手做的小制作。

學生對理論知識是一知半解，在實踐中僅以實驗來驗證程序是否正確，鮮有設計。很難達到“讓學生具有建筑電氣控制單元的基本知識和基本技能，能根據系統的總體要求熟練地進行硬件設計和軟件設計，進行常用控制系統的接線、調試和運行”要求。

原來的“Led燈實驗”是在指令系統學完后上的實驗課。先給學生Led燈的實驗任務，分析任務，寫出程序，然后到實驗室在實驗箱上接線，最后用電腦輸入程序調試運行，驗證程序的正確性。這種教學模式，存在一些問題(1)學生對理論部分沒有掌握，對程序的錯誤改正都有困難，更談不上設計程序（2）實踐中存在的問題：由于是在實驗箱上進行操作，線路和器件都已定好，學生不用選擇元器件，不用進行線路設計。（3）驗證性實驗，只是判斷程序是否正確，而不是單片機開發過程的展現，所以學生對單片機的開發過程并不了解。

2　采用項目教學法進行課堂改革

“項目教學法”是通過實施一個完整的項目而進行的教學活動，其目的是在課堂教學中把理論與實踐教學有機地結合起來，充分發掘學生的創造潛能，提高學生解決實際問題的綜合能力。在教學活動中，教師將需要解決的問題或任務以項目的形式交給學生。學生在教師指導下以個人或小組工作方式，按照實際工作的程序，共同制定計劃，共同或分工完成項目。

我以項目為引領、任務驅動、理實一體化模式展開《Led燈》項目教學，把項目分成六個任務。每一個任務，學生4人一組，教師把任務的要求和目的告知學生，由學生小組制定計劃完成，教師及時對成果評價。

3　改革后的教學流程

六個任務：任務一：一只快樂的Led燈；任務二、制作ISP下載線；任務三、8只Led燈電路制作；任務四、下載程序，讓8只Led燈閃爍；任務五、學習流程圖，分析、改寫程序。任務六：制作“閃閃發光的愛心”（圖1）。

3.1任務一、一只快樂的Led燈

教師指導學生用5v電池盒、STC12C2052單片機，一只Led燈，在面包板上搭接電路。電池的正、負極接單片機的電源極和接地極。Led燈的陽、陰極分別與芯片20腳和19腳相連，電源接通后Led燈閃爍。

這個任務的目的是讓學生認識部分單片機的管腳，初步了解單片機的控制功能，對單片機的學習產生興趣。教師展示學生的成果。根據接線的正確與否，給學生評分。

3.2任務二、制作ISP下載線，實現電腦和單片機的握手

電腦與單片機的握手要通過下載線。學生在教師示范指導下，制作ISP下載線。在制作的過程中，教師向學生介紹USB轉UART模塊、芯片座、杜邦接頭、排線等知識；學生用自己做的下載線連接電腦和單片機，在電腦中安裝驅動程序，設置下載編程燒錄軟件，實現電腦與單片機的握手。

3.3任務三、利用面包板制作8只Led燈的電路

要讓8只Led燈輪流點亮，面包板上的電路該如何搭接呢？教師先演示，然后學生完成。這個過程可以讓學生了解面包板的電路結構，進一步單片掌握單片機的管腳功能和單片機的最小系統：單片機、晶振電路、復位電路。

邊做邊學，做中學，學生有很高的興趣。評價采用小組互評分和教師評分結合的方式。

3.4任務四、8只Led燈快樂閃爍

從網上下載程序存放在電腦中，學生通過燒錄軟件，把程序下載到單片機中，調試運行、觀察現象。現象不正確的小組，檢查電路和燒錄軟件設置，排除故障。

此任務的目的是讓學生掌握怎樣下載程序到單片機中，從而實現控制功能。

教學中，教師讓學生從網上下載現成的程序是為了降低難度，由易到難，讓學生保持學習的興趣。

3.5任務五、畫出流程圖，分析、改寫程序

以8只Led閃爍燈為案例，畫出流程圖，復習相關的指令；對照流程圖，對現成的程序進行分析。提出要求：把8只Led燈輪流點亮改成4燈交替亮滅，該如何改寫程序？

教師引導學生畫出流程圖，編寫程序，上機編譯、調試程序。評價采用小測試的方式，改變Led燈花樣，讓學生畫出流程圖、編程，教師打分。

3.6任務六、制作閃閃發光的愛心

任務六：在電路板上焊接30個Led燈和相關元件、導線，led燈分布成心形，用單片機程序控制Led燈的閃爍。學生分析任務，進行硬件設計和軟件設計，在洞洞板上按自己設計的電路圖焊接元件、導線；在實訓室編程、編譯、調試、運行程序，這個任務可以讓學生初步體驗單片機開發的過程。教師展示學生作品，評價采用互評和教師評分結合的方式。

4　教學效果

《Led燈》項目被分成了6個任務，每個任務都是理論與實踐的結合。（1）通過“理實一體”的教學模式，師生雙方邊教、邊學、邊做，學生加深了理解，提高了動手能力。（2）教學內容由易到難，循序漸進；教學過程增強了學生學習的自主性，利于學生發現和解決問題，學習的興趣和熱情得到提高。（3）評價采用學生自評、小組互評及教師評價相結合的方式，產生較好的激勵功能，激發了學生的學習積極性。

要讓學生在一學期的學習中精通單片機，是十分困難的，做為一名職業學校的老師，我們應該盡最大的努力使學生在學習單片機中找到樂趣，最大程度的使學生們感覺到單片機這門課，“好學”、“易學”、“想學”。 單片機教學需要教師付出更多的努力、更多的學習、更多的探索和更多的創新！

參考文獻：

[1]鄧澤民,陳慶合.職業教育課程設計[M].中國鐵道出版社,2006.

[2]姜大源.職業教育學研究新論[M].教育科學出版社,2007.

作者簡介：黃青穎（1975-），女，碩士，講師。

DOI :10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.230