智慧校園環境下“微機原理與應用”課程教學研究

李永梅，錢 茹，張衛芬

（東南大學成賢學院，江蘇 南京 210088）

0 引言

微機原理與應用課程是我院機械設計制造及其自動化專業的一門主干課程，要講授微處理器結構、指令系統、單片機存儲器原理與結構、定時器與中斷系統、輸入/輸出接口技術、常用的接口芯片[1]。這門課程共3個學分，其中實驗課8學時，理論課40課時。在理論方面，要求學生掌握微型計算機的基本組成、單片機的工作原理及接口技術，初步掌握基于c語言單片機應用程序設計的基本方法；在實驗方面，要求學生熟悉c語言的開發調試工具和軟件開發調試過程，掌握單片機的基本應用，從而加深對知識點的理解及軟硬件開發的實際技能。針對課時少內容多的特點，結合智慧校園環境進行課程課程網站的建立、教學內容的設計、教學模式的改革，從而使學生掌握更好[2]。

1 傳統教學中的困難

在傳統的教學過程中，教師主要是以講授課程的方式為主，現有的教學方法難以使教學達到很好的效果。傳統的教學模式下存在知識點較多而課時少，學生普遍帶手機上課，上課注意力不集中、易開小差，課堂聽課效率較低，同時學生與老師互動較少，學生學習的積極性不夠等問題。因此，面臨困難與挑戰，在“互聯網+”教育背景下，基于智慧校園環境，將微信平臺“課堂派”、課程網站線上教學等智慧教學方法引入到微機原理與應用課程教學中，改變傳統課程教學模式，以此來提升學生學習的積極性，促進對微機原理課程的興趣與應用。

2 課程網站的建設

利用智慧校園網絡平臺，建立課程網上資源。將課程介紹、課程特色、大綱日歷、典型應用題、電子課件、教學錄像、課堂測試、模擬試卷、軟件下載、實驗指導書、文獻資料等資源上傳到課程網站。同學們可以在網上提前看課件及視頻資料，進行預習，將下次課將要學習的內容提前熟悉，使同學們在課堂上能夠和老師進行深入探討，提高課堂學習的效率。對于課堂學習的內容的檢驗，可以到課程網站下載相關習題，同時對于關鍵問題可以查詢答案[3]。課程網站界面如圖1所示。

圖1 課程網站界面

3 教學內容的設計

課程內容設計上，由淺入深，通過具體示例講應用。比如“數碼管動態顯示”這個示例，涉及單片機的定時器、中斷、數碼管、人的視覺殘留、單片機的輸入輸出、鎖存器的使用等相關內容。學生不能一下子接受，因此在這個重點難點問題是通過由淺入深、層層遞進進行教學設計。共陽極數碼管公共端接+5V，8個控制端a～dp給“0”就亮，給“1”就熄滅。51型單片機只有4個8位的并行I/O口，如果想在六個數碼管上顯示，就需要48個I/O口，顯然51單片機在硬件上不能提供48個I/O口，解決“端口不夠”的問題可以結合定時器中斷編程在軟件上想辦法。為了講清楚這個關鍵問題，在教學內容設計上可以分4步。

第一步：單個數碼管顯示控制。用P1口去控制一個共陽極數碼管，往P1口送數，在軟件上只要這樣一條語句“P1=0xc0；”，即可在數碼管上顯示“0”這個數字。可以把在數碼管上顯示“0～9”的數字對應的二進制碼編寫成一個常數表格“unsigned char code CharTab[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0 xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8, 0x80,0x98}；”，通過查表指令“P1=CharTab[0]；” 即可顯示“0”的字形。

第二步：單個數碼管輪流顯示0～9變化的字形。在掌握如何顯示字形的基礎上，只需要定時器定時1秒，定時時間到，往P1口送的字形依次是0～9的字形碼即可。可以設置一個指針變量，每隔1秒遞增1，大小在0～9變化。

第三步：8個數碼管輪流顯示固定不變的字形。8個數碼管共用I/O線，用P1口控制，同時用P2口控制8個數碼管的公共端，每次只給一只管送電，利用人的視覺殘留，某個數碼管熄滅到再次通電時間間隔大約20 ms，看到的現象就是它一直亮。

第四步：8個數碼管輪流顯示變化的字形。需要設置一個數據緩沖區，裝入8個要顯示的數字，在主程序里可以根據條件更改數字，再通過數據緩沖區去查字形表，同時控制數碼管輪流通電，設立指針變量統一管理，就可實現每次的事件處理類似而又不同。

4 線上線下混合教學模式

課堂派是一款高效在線課堂管理平臺，可以通過手機公眾號建立班級，同學們加入班級，實現課前預習打卡、課后下發作業、批改作業、課堂測試、表現打分、資料共享、考勤等功能。同時在考核方式上改變過去的以期末考試成績為主的考核方式，構建“四位一體”的考核評價體系、合理確定考核內容和評分標準，總成績分成平時成績、實驗成績、階段性測試成績、期末考試成績四部分，具體計算公式為：總成績=平時成績10%（課前預習5%+課后作業5%）+實驗成績10%（實驗預習5%+報告5%）+階段性測試成績30%（每次10%）+期末測試成績50%。通過加大學習過程考核，以學生主體進行教學活動，把課程知識點進行分解，提高階段性測試評價成績占比，大大提高了學生的參與度，激發學生學習的積極性。

5 結語

教學研究的目的是培養學生工程應用計能力。通過對教學內容、教學方法、教學手段等方面的研究，利用網上資源，盡可能激發學生的學習興趣和學習積極性，培養學生的實踐動手能力和創新能力，并取得較好的實際效果。