“單片機”課程說課

彭 勇 向云南 李書舟

摘要:本文介紹了單片機課程的說課過程,從應用電子技術專業需要的角度出發,量身打造適合專業發展的授課模式,制定新的教學大綱,改變傳統的考核方式。以多樓層防盜報警系統作為項目教學,激發學生學習興趣,提高學生的學習主動性。

關鍵字:說課;“聽、看、練”結合;“教、學、做”合一

說課是授課教師在充分備課的基礎上,向專家和同行陳述其教學設計過程及進行教學設計的理論依據,專家和同行教師進行評說和共同討論,確定改進意見,再由授課教師依據其指導性意見對教學設計和過程進行修改和完善的教學研究活動形式,其主旨在于提高課堂教學效率和教師教學業務素質與教學科研水平。本文結合湖南電氣職業技術學院應用電子技術專業的培養方案,以單片機課程進行說課活動。

一、應用電子技術專業培養目標

學生應具有對電子電路進行分析和初步設計、制作和調試的能力,具備從事電子產品和設備的“智能化”改造和開發能力。

二、課程性質和教學目標

單片機原理及應用課程是應用電子技術專業的一門核心課程,可以培養學生應用單片機進行電子電路設計的能力。本課程的最終目的是:培養具備單片機應用能力的高素質、高技能應用型人才。

三、教材選用

目前湖南電氣職業技術學院單片機課程選用的教材為電子信息通信類21世紀高職高專規劃教材《單片機應用技術》,由倪志蓮主編。課程組正在進行校本教材的編寫工作。

四、課程教學設計

1.指導思想

本課程的教學重點在于培養學生的實踐技能和創新意識,以培養應用型人才為目的,以提高學生的實踐技能為目標,突出能力培養,體現實用性原則。

2.項目化教學設計

3.貫穿于整個教學的項目圖

4.項目分解基本知識模塊

5.基本知識模塊再分解

模塊一單片機內部資源與指令系統:①樓層報警系統的演示(項目);②基本結構(存儲器、SFR、部分引腳、復位電路、晶振電路、I/O口線);③仿真、實驗裝置的介紹、使用;④實驗部分(程序下載、調試、程序改錯);⑤實訓部分(應用延時實現流水燈設計)。

模塊二匯編語言程序設計:①順序程序設計;②分支程序設計;③循環程序設計;④實驗部分(方波信號發生器;忙音發生器);⑤實訓部分(簡易交通燈設計)。

模塊三外部接口實現:①按鍵輸入應用;②按鍵去抖應用;③LED數碼顯示原理及應用;④LED動態掃描原理及應用;⑤實驗部分(P1口輸入實驗;LED動態掃描顯示);⑥實訓部分(按鍵序號顯示)。

模塊四中斷系統、定時器/計數器的應用:①TCON介紹;②IE介紹;③TMOD介紹;④定時計數初值計算;⑤實驗部分(電子琴);⑥實訓部分(應用定時/計數器設計流水燈)。

模塊五外部存儲器應用:①外部存儲器擴展原理;②SRAM 6264芯片;③計數器設計原理;④實驗部分(外部數據存儲器實驗);⑤實訓部分(兩位計數器設計)。

模塊六并行口擴展:①74LS373應用;②實驗部分(74LS373應用);③實訓部分(應用74LS373進行流水燈設計)。

模塊七模/數、數/模轉換:①模/數轉換芯片介紹;②數/模轉換芯片介紹;③PWM波形設計;④實驗部分(ADC0809實驗);⑤實訓部分(直流電機調速程序設計)。

模塊八LED點陣顯示:①LED點陣顯示原理;②LED點陣編程;③實驗部分(LED點陣顯示實驗);④實訓部分(一位計數器設計并利用LED點陣顯示)。

模塊九綜合訓練:將模塊一中的項目利用模塊二到模塊八里面的內容實現。

6.課程的重點、難點及解決辦法

(1)重點:硬件結構、指令系統、軟件編程、內部資源的應用、各種接口設計及接口驅動軟件設計、最終根據需求設計一個應用系統。

(2)難點及解決辦法:①片內的存儲器結構:要把存儲器的類型介紹清楚,畫出各種存儲器的結構圖;②4個并行口應用:結合并行口的硬件結構圖和端口的用途來介紹;③擴展I/O:講清楚74LS373芯片,應用74LS373芯片編程;④鍵盤/顯示器接口應用:要把軟硬件結合起來講,尤其是軟件中的每一條指令對應的硬件動作一定要結合起來,講課時邊講邊演示。

7.教學設施及教學環境

采用一體化教學,所有教學均在單片機實驗室進行,單片機實驗室配有單片機實驗箱22套,并配備計算機、示波器、編程器、仿真器、焊接工具及各類電子芯片原件等,學生可以自行設計單片機硬件電路,設計單片機控制程序,自行安裝電路板,對整個系統進行調試。

五、課程教學方法

①項目驅動法:該方法是本課程教學的總體方法,通過對項目分解獲得相關知識和技能模塊;②模塊教學法:根據項目分解得到知識模塊,以此模塊作為教學內容的基本單元,教學目標明確;③聽看練結合法:將“聽、看、練”融為一體,這種教學方法特別適合于在實驗室開展教學;④問題探究法:教師提出典型的問題,然后加以分析,并提出解決辦法,使學生從中領會思路,學會解決問題的辦法;⑤現場演示法;⑥開放式教學:實驗/實訓室在空余時間對學生開放,學生自己預約時間,自行設計實驗方案和步驟,完成實驗項目或開展創新的實驗項目,這種模式能充分提高學生獨立思考問題和解決問題的能力,貫徹了因材施教的指導思想。

六、考核方法

為了培養學生的實踐動手能力,本課程以實踐考查為主。具體為:考查每個模塊學習任務的完成情況,按完成的多少分別記A、B、C、D四等,最后結合理論知識考試給出期評成績。期評成績=平時成績(20%)+實踐成績(40%)+期考成績(40%)。

現在,湖南電氣職業技術學院單片機課程已經成為師資隊伍優秀、教學體系合理、教學內容先進、教學方法手段多樣化、課程定位準確、有特色有影響的院級精品課程。我們將不斷探索、不斷研究、繼續改革教學體系和教學內容,使單片機這門課程更好地發揮在技能人才培養中的作用。

(作者單位:彭 勇李書舟湖南電氣職業技術學院;向云南湖南理工職業技術學院)