單片機教學方法的探索與實踐

摘 要 單片機是電子類專業的一門重要課程，在實際工程中有著廣泛的應用。傳統單片機教學中存在諸多問題，如教學內容枯燥、實驗設備費用高、實驗缺乏靈活性等。本文結合實例，介紹了PROTEUS軟件和學習情境的教學方法在單片機教學中的應用。通過新的教學方法，培養學生信息交流及合作、學習及工作能力、激發學生的學習興趣，培養學生的實驗能力及系統開發能力。

關鍵詞 學習情境教學方法 PROTEUS 單片機

中圖分類號:G424文獻標識碼:A

單片機具有體積小、功能多、抗干擾能力強等優點，在家用電器、實時工控、智能儀器儀表等方面有著廣泛的應用，是電類專業工作人員必須要掌握的一門課程。在單片機的傳統教學中，都是按照書本上的章節順序講解，先講單片機概論、硬件，再講指令、語句、流程圖，最后在試驗箱上完成設備固有的幾個項目。這樣就導致課程的內容比較枯燥、抽象，很少有學生能夠堅持學下去。另外，實驗箱實驗具有一定的局限性，學生做完實驗后，對整個實驗電路沒有具體的了解，只能做一些驗證性的實驗，不利于學生創新思維的開發。為了增強本門課程的趣味性，鍛煉學生的創新能力，筆者打破了傳統的教學方式，在單片機教學中采用學習情境的教學方法，同時引入了最新的嵌入式科研仿真與開發平臺Proteus，將單片機的課程劃分為幾個教學情境，每個教學情境均由若干個具體的典型工作任務組成，學生可以根據設計的工作任務進行單片機單元電路的硬件、軟件設計、程序調試、仿真運行，學生設計、仿真成功后，再有針對性地進行實際實驗，進一步理解、鞏固、擴展所學知識。

在此就一個典型的任務來介紹一下仿真技術和情境教學在單片機課程中的實施。

1 明確任務

師:城市的夜晚酷似一個夢幻世界，色彩斑斕，各種各樣的霓虹燈，似天上彩虹、像人間銀河。究竟是什么“魔力”使彩燈變換出多樣的顯示效果? (學生討論)

師:霓虹燈可以變換出不同的文字和圖案是因為它的內部有一個電腦芯片進行控制，霓虹燈管按編好的程序亮或滅，組成一副副流動的畫面。這節課我們就要學習霓虹燈最為簡單的一種控制方法——“流水燈”。

2 任務分析

師:流水燈顧名思義，就是實現一個亮點流動的實驗。如何來實現亮點的流動呢?(小組討論，引導學生總結出利用P2口輸出實現8只LED彩燈控制。)

3 方案制定

(1)先以小組討論的方式制定實施的方案，包括系統的軟件設計和硬件設計。在方案討論制定過程中，引導學生通過輔助資料了解構成單片機最小的硬件電路，包括電源、復位電路、振蕩電路等，復習Proteus的使用方法，結合多媒體幻燈片引導學生學習數據傳送指令、循環指令、邏輯運算指令等相關理論知識。

(2)與學生探討小組方案的優缺點，共同確定流水燈的硬件電路參考圖。

(3)師生共同探討流水燈實驗軟件設計流程。

4 項目實施

學生按項目解決方案及實施計劃，以小組分工的形式完成單向流水燈的軟件設計，并在Proteus中實現軟、硬件協同仿真。在學生實際操作過程中，教師對程序編譯出錯、硬件電路方面的錯誤及時進行指導，并重點強調使用延時程序的必要性及延時時間的控制。

5 項目拓展

本實驗實現的是從上至下的流水燈的效果，引導學生探討更好的解決方案和更多的彩燈控制變換方式。比如以不同的方式顯示流水燈的效果，實現用按鍵來控制流水燈等。

6 展示評價

在教學評價中，采用教師評價、學生自我評價、社會評價相結合的評價方法。評價重點為學生動手能力和實踐中分析問題、解決問題能力(及創新能力)，對在學習和應用上有創新的學生應予特別鼓勵，讓學生充分認識經過努力獲得成功的快感，同時也可以讓學生及時發現自己的(下轉第21頁)(上接第18頁)不足，為下一階段的調整和完善奠定基礎。

7 教學反思

本次課程教學采用了先進的教育理念和教學方法，在教學情境設計中力求實現知識和實踐的有機結合，體現了“做中學”、“學中做”的教學理念。課堂氣氛活躍，學生參與程度高，達到了預期的教學效果。

在本次課程實施過程中，教師的角色不再是一個表演者，而是幫助和指導學生自主學習的組織者。學生在教師的引導下由不知到知，由不會到會，既重視學生學習的結果，又重視學生的學習過程，允許學生在學習過程中犯錯誤，使學生在錯誤中不斷改進和提高，不斷完善自己，培養學生分析問題、解決問題的能力，讓學生在學習的過程中能夠主動、快樂學習。

參考文獻

[1] 吳言.項目教學法.職業技術教育，2003(7).

[2] 劉雪雪.談用Proteus改善現有單片機實驗室[J].中國科學教育，2005(16).

[3] 王陸.教學系統設計與開發方法.首都師范大學，2000.7.