案例教學(xué)法在單片機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用

摘要：高職單片機(jī)技術(shù)的教學(xué)若以知識(shí)組成體系為順序，先理論再實(shí)踐，抽象的理論會(huì)使學(xué)生失去興趣，教學(xué)效果很不理想。依據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)和課程的特點(diǎn)，采用案例教學(xué)法將會(huì)取得較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；案例教學(xué)； 教學(xué)策略

中圖分類號(hào)：G424文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2008)23-1096-03

The Apply of Case Teaching in Single-Chip Computer Technology Course

LIU Yan

(The Information Department of NingXia Vocational Technological Institution， Yinchuan 750002， China)

Abstract: If the teaching of Single-Chip computer Technology in Vocational College bases on the order of knowledge for the system， First theory to practice， The abstract theories resulted in students losing interests， Teaching effectiveness is not ideal. Based on the characteristics of Students and the characteristics of course， Case teaching method will be used to better teaching results.

Key words: single-chip computer; case teaching; teaching strategy

1 引言

近年來，隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的發(fā)展，芯片集成密度的提高，由單一芯片，即單片微機(jī)構(gòu)成的控制裝置則更適合于廣泛的控制領(lǐng)域。所以《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》課程是工科類高職院校普遍開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，其培養(yǎng)目的是為了讓學(xué)生掌握一種實(shí)用的專業(yè)技能。單片機(jī)技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，若以知識(shí)組成體系為順序，先理論再實(shí)踐，抽象的理論會(huì)使學(xué)生失去興趣。本課程傳統(tǒng)的講授順序是：介紹單片機(jī)的發(fā)展過程；介紹單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)；介紹單片機(jī)的主要部件，包括并行輸入/輸出系統(tǒng)、中斷系統(tǒng)、計(jì)數(shù)器/定時(shí)器系統(tǒng)、串行系統(tǒng)、其他擴(kuò)展系統(tǒng)、最后介紹單片機(jī)系統(tǒng)在實(shí)際中的應(yīng)用實(shí)例。按照傳統(tǒng)的講授方法，隨著教學(xué)內(nèi)容的深入，在介紹單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)時(shí)，學(xué)生開始感到吃力，因?yàn)楹芏鄬I(yè)術(shù)語令他們無所適從，學(xué)生經(jīng)常會(huì)提出這樣的問題：IO口有什么用？堆棧有什么用？地址線/數(shù)據(jù)線又什么用？接下來的單片機(jī)指令系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器功能、中斷系統(tǒng)、串行系統(tǒng)、擴(kuò)展系統(tǒng)地介紹更使學(xué)生感到困惑。這樣，由于無法接受這么多的抽象理論概念和指令，一些學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)便失去了興趣，產(chǎn)生了厭學(xué)情緒，有的放棄學(xué)習(xí)，一些學(xué)生為了應(yīng)付考試，則對(duì)理論概念和指令死記硬背、而在后面學(xué)習(xí)單片機(jī)的應(yīng)用時(shí)，學(xué)生已將理論概念基本都忘記了，需要花很大的時(shí)間和精力重新講述前面的基礎(chǔ)內(nèi)容。因此，在整個(gè)單片機(jī)課程學(xué)習(xí)過程中，部分學(xué)生由于對(duì)基礎(chǔ)內(nèi)容思路含糊不清，學(xué)習(xí)該門課程時(shí)感到吃力， 逐漸失去了學(xué)習(xí)興趣，中途放棄了學(xué)習(xí)；另一部分學(xué)生學(xué)完了單片機(jī)這門課，只是朦朧的、不系統(tǒng)、不完整的概念，無法達(dá)到對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)深入地了解，學(xué)習(xí)效果也不理想。而高職學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)的內(nèi)容，更多看中的是知識(shí)的實(shí)用性，學(xué)了有什么用，我學(xué)完以后能做什么。在學(xué)習(xí)中普遍存在不重視理論學(xué)習(xí)，對(duì)實(shí)踐操作比較喜歡，對(duì)直接能解決實(shí)際問題的學(xué)習(xí)也比較感興趣的現(xiàn)象。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生總喜歡問老師“我們?yōu)槭裁匆獙W(xué)這些知識(shí)？它有什么用？”這說明：高職學(xué)生有著明顯的“應(yīng)用型”特征。因此，依據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)和課程的特點(diǎn)，采用案例教學(xué)法將會(huì)取得較好的教學(xué)效果。

2 案例教學(xué)法簡介

案例教學(xué)法也叫實(shí)例教學(xué)法或個(gè)案教學(xué)法，它是在教師的指導(dǎo)下，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容的需要，采用案例組織學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)、研究、鍛煉能力的方法。它能創(chuàng)設(shè)一個(gè)良好的寬松的教學(xué)實(shí)踐情景，把真實(shí)的典型問題展現(xiàn)在學(xué)生面前，讓他們?cè)O(shè)身處地地去思考、去分析、去討論，對(duì)于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)創(chuàng)造能力及分析、解決問題的能力極有益處。案例教學(xué)法可以通過案例把抽象的原理，概念等具體化，把他們置于一定的實(shí)際情景之中，使學(xué)生可以清楚地認(rèn)識(shí)到這些原理、概念在實(shí)際生活中的用處、表現(xiàn)、增進(jìn)其學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力，同時(shí)也會(huì)恰當(dāng)?shù)卣莆账哂械奶囟êx和意義。

對(duì)于單片機(jī)的教學(xué)，采用案例教學(xué)法，首先在課程內(nèi)容組織上，改變先理論后實(shí)踐的傳統(tǒng)模式，將理論融合在實(shí)際問題和項(xiàng)目中，在解決問題中學(xué)習(xí)理論。將原來的先講授單片機(jī)的各個(gè)抽象理論概念和指令，最后介紹實(shí)際應(yīng)用案例的教學(xué)模式，改變?yōu)橐詥纹瑱C(jī)不同的實(shí)際案例為中心，逐漸展開對(duì)各個(gè)抽象理論概念和指令的講解、練習(xí)。按理教學(xué)法使學(xué)生從學(xué)習(xí)單片機(jī)開始就將單片機(jī)的實(shí)際應(yīng)用案例與所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)、理論概念、指令緊緊地聯(lián)系在一起，使學(xué)生清楚地了解每一個(gè)概念、每一個(gè)指令在實(shí)際應(yīng)用中的作用，使整個(gè)學(xué)習(xí)過程有一個(gè)清晰的思路，使理論概念和公式更加易于理解、接受和記憶。同時(shí)，學(xué)生不但可以較好地理解課程中的主要概念和指令，還可以靈活地將學(xué)到的概念、指令應(yīng)用到實(shí)際中解決問題，使整個(gè)課程的學(xué)習(xí)變得比較輕松。

3 案例教學(xué)法的具體教學(xué)設(shè)計(jì)

下面是案例教學(xué)法在本課程中的一次具體實(shí)施：

在教學(xué)過程中，單片機(jī)系統(tǒng)概述、指令系統(tǒng)和編程，用一次課簡單介紹后，即可以進(jìn)入并行接口，本章內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計(jì)如下：

1）內(nèi)容分析：單片機(jī)內(nèi)外之間的信息交換是通過接口實(shí)現(xiàn)的。并行接口的掌握對(duì)下一步的學(xué)習(xí)至關(guān)重要。這部分內(nèi)容一般是在了解了單片機(jī)的組成和指令系統(tǒng)之后進(jìn)行的，通過接口可以和外部設(shè)備連接起來，對(duì)外設(shè)進(jìn)行控制，這是單片機(jī)最主要的功能。

2）學(xué)生和環(huán)境：通過對(duì)概述部分的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)單片機(jī)有了一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)，通過幻燈片知道了單片機(jī)在實(shí)際生活中的方方面面的應(yīng)用，多少產(chǎn)生了一些興趣，對(duì)單片機(jī)的硬件組成也作了一些了解，但普遍反映太抽象，不好理解， 指令部分只提了一下， 也感覺太枯燥，和實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系不大。

學(xué)院實(shí)驗(yàn)室有DVCC試驗(yàn)系統(tǒng)15套，PC機(jī)15臺(tái) 。作者上課的班級(jí)分別為55人，56人。可分組在實(shí)驗(yàn)室上課。

3）教學(xué)目標(biāo)：依據(jù)布盧姆的教育目標(biāo)分類理論，并行輸入輸出系統(tǒng)這一模塊的教學(xué)目標(biāo)為：認(rèn)知領(lǐng)域：領(lǐng)會(huì)并行接口的功能，概念，知道并行接口的結(jié)構(gòu)；領(lǐng)會(huì)并行接口的工作原理。動(dòng)作技能領(lǐng)域：能夠熟練應(yīng)用并行接口的相關(guān)指令，能夠完成通過并行接口對(duì)外設(shè)進(jìn)行的控制。情感領(lǐng)域：培養(yǎng)認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是和勇于探索的科學(xué)態(tài)度。

4）教學(xué)策略：以學(xué)生的認(rèn)知過程為順序，密切與實(shí)際應(yīng)用相聯(lián)系，在教學(xué)目標(biāo)的指導(dǎo)下，將該單元中的知識(shí)點(diǎn)融合在實(shí)際案例中，形成有的放矢的教學(xué)材料，然后圍繞教學(xué)材料逐漸引導(dǎo)學(xué)生將各個(gè)知識(shí)點(diǎn)與實(shí)際案例緊密結(jié)合起來，形成完整的因果關(guān)系。單片機(jī)技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，若以知識(shí)組成體系為順序，先理論再實(shí)踐，抽象的理論會(huì)使學(xué)生失去興趣，所以密切與實(shí)際應(yīng)用相聯(lián)系，從應(yīng)用實(shí)例入手講解理論，縮短理論與實(shí)踐的距離，使學(xué)生知學(xué)之所用， 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

該單元選定的案例是：報(bào)警器

教學(xué)過程如表1所示。

在完成任務(wù)的過程中，下面的實(shí)踐記錄表(表2)及可作為學(xué)生學(xué)習(xí)過程的紀(jì)錄，也可以當(dāng)作學(xué)習(xí)支架，同時(shí)也是過程考核，以督促學(xué)生認(rèn)真完成任務(wù)。

4 結(jié)束語

在單片機(jī)教學(xué)中，實(shí)施案例教學(xué)需要注意的幾點(diǎn)：

1）設(shè)計(jì)教學(xué)案例：設(shè)計(jì)教學(xué)案例是實(shí)施“案例”教學(xué)法的前提和基礎(chǔ)。教師要根據(jù)教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)要求設(shè)計(jì)案例，并充分備課，講授并解析與案例相關(guān)的理論和技能。設(shè)計(jì)案例時(shí)要注意以下四個(gè)方面：① 案例必須典型。教學(xué)案例要能涵蓋課程的絕大部分知識(shí)點(diǎn)；② 案例要具有實(shí)踐性。要求設(shè)計(jì)的教學(xué)案例要和現(xiàn)實(shí)相吻合，能夠被學(xué)生理解；③ 案例必須具有針對(duì)性。教師應(yīng)該針對(duì)學(xué)生的接受能力來選擇或設(shè)計(jì)教學(xué)案例；④ 案例必須具有系統(tǒng)性，在整個(gè)課程教學(xué)過程中用到的大部分案例之間應(yīng)該相互聯(lián)系，前后連貫，并要由易到難地編排。

2）組織案例分析討論：案例教學(xué)法普遍被應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、法學(xué)、管理學(xué)等學(xué)科，目的是在學(xué)生掌握了基本理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，通過獨(dú)立思考和集體合作，進(jìn)一步提高學(xué)生分析、解決實(shí)際問題的能力。在教學(xué)任務(wù)上，要求學(xué)生通過對(duì)案例的分析研究積累經(jīng)驗(yàn)，以發(fā)展自己的創(chuàng)造才能。在教學(xué)活動(dòng)中，在教師引導(dǎo)下分析和解決問題，學(xué)生活動(dòng)在教學(xué)中處于主要地位，教師則起引導(dǎo)作用。但在單片機(jī)教學(xué)中，案例教學(xué)的目的是通過具體事例，讓學(xué)生掌握基本的理論知識(shí)，抽象的概念和指令，所以應(yīng)采用以教師為主的案例講解法，將本次課要求掌握的知識(shí)點(diǎn)通過案例展現(xiàn)出來，進(jìn)行歸納和總結(jié)。然后布置學(xué)生實(shí)踐的內(nèi)容，學(xué)生將應(yīng)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)和分析方法來實(shí)現(xiàn)實(shí)踐的內(nèi)容，在這個(gè)過程中，以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，學(xué)生真正被放到“學(xué)習(xí)主體”的位置，不會(huì)要求他們強(qiáng)記內(nèi)容，但必須積極思考，如此反復(fù)訓(xùn)練，學(xué)生分析問題、解決問題的能力必然會(huì)有所提高，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)手能力強(qiáng)的人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

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