“啟發式問題教學法”在我院單片機實驗教學改革中的應用

李任青沈文娟

1.引言

在高等教育領域，對于電子信息、機電、自動化等專業，單片機技術在整個課程體系中處于承上啟下的核心地位，是學生必須掌握的一門專業技術，也是現代工科學生就業的一個基本條件。

那么，如何才能學好單片機技術這門實踐性很強的課程呢？我們根據“問題式教學法”的改革理念，開展了單片機實驗教學改革研究工作，并在實際教學中實施了一系列的教學改革措施，取得了一定的成效。

2.問題式教學法的特點與應用

“問題式教學法”的改革理念就是實現“授人以魚”向“授之以漁”的轉變［１］。

一般來說，教師首先演示一個實驗現象，或展示一個實物作品功能，進而提出問題，激發學生的求知欲和探索欲，整個教學圍繞這個問題展開。在課堂上，教師不再糾纏于繁瑣的單片機基本概念、單片機內部硬件之類的東西，而是只講應用層面上的重點、難點，并給學生指明自行鉆研的道路，整個教學過程就是老師陪學生一起“探索、求證、顛覆、創新”的過程。

我們在實際教學中對問題教學法的實施有兩個應用層面。

一是以問題為主線，引導學生思考，分析問題、解決問題，并加以拓展。教學中以提出問題—分析問題—解決問題為線索，并把這一線索貫穿于整個教學過程。例如，對于某一課某一技術知識點，可以是老師設計一個核心問題，整堂實驗課圍繞這個核心問題進行實驗研究、探索。當然老師可以先演示一下基礎性引導實驗內容或現象，提供基本思路，讓學生去分析、探索、拓展，在過程中讓學生去“疑”去“問”。

二是在實驗過程中加入較多的“問題”因素，在實驗過程中啟發學生尋找解決方法，從而訓練學生遇到問題（提出問題）—尋找方法（分析問題）—解決問題的方法和技巧，培養獨立實驗能力，使實驗教學更具有實踐性和實用性。

例如，采用一些模塊化的實驗設備，實驗箱有部分模塊有些小問題，連接的手插導線有虛斷的，仿真器有個別的是壞的，電腦串口有生銹虛接的情況，這樣的模塊、導線與仿真器等設備好的與壞的混雜在一起，構成了較多的問題因素。這些因素產生的實驗現象肯定跟正確的不一樣，這就需要學生仔細分析這些問題，一個個地解決問題和完成實驗。

3.具體應用與改革措施

在教學實踐中我們該怎樣結合教研理論來開展實驗教學呢？經過近五年的教學實踐摸索、驗證，我逐步形成了問題教學法實踐教學的一套基本體系。

該體系主要由以下幾部分實踐環節的具體措施構成。

（1）在課堂教學中以“啟發式的問題”教學法為核心，引入“問題”因素綜合教學。

實驗課開始時先由老師先提出一個核心問題，之后10分鐘讓學生帶著問題去認真預習實驗內容與相關的理論知識（實驗講義的課題編排要具有模塊化特色，并附有最具相關性、簡練性的原理講述，或采用實驗參考書），要求學生最大限度地讀懂實驗原理與實驗程序，不懂的地方要做重點標出。老師講課的時候點學生進行討論提問，學生認真聽老師總結分析并做好筆記。

上課時，老師先操作演示一遍實驗現象，然后根據問題補充講解相關的基礎理論知識，引導學生思考質疑，進而提出新的實驗任務與要求，引入拓展性問題。學生先仿做老師演示的實驗，后根據新的問題進行拓展、創新。

以定時器實驗教學為例，我們主要圍繞“如何實現1S的定時”開展教學活動。在學生預習以后教師先操作演示一下指導書上的實驗現象，然后讓學生來討論“定時器的基本原理、工作設置、程序分析如何實現1S定時”等問題，之后老師以“水龍頭滴水模型”講述總結定時的基本原理，簡述相關寄存器的設置，分析實驗書上T0工作在模式2情況下示例源程序，進而提出改進程序的書寫方法與基本思路：如何利用T1工作在模式1實現1S的定時，程序怎么改？怎么編寫？學生自己摸索寫完以后，很多人會忘記中斷重裝初值的問題，教師點評的時候可以加以總結、強調，最后提出：“如何實現1分鐘、一小時、一天的定時設計？”作為課后思考討論的實驗內容。

這里特別強調的是實驗過程要引入“問題”因素綜合教學，讓這些問題加深學生的理解。“直接很快得到的東西總是得不到人的珍惜、回味，只有讓他通過分析思考、查錯、排錯的艱苦探索過程，才讓人刻骨銘心，有了一層新的感悟”。

（2）課后開放實驗室，鼓勵學生利用課外時間進行課外實驗。

以全國大學生電子設計競賽、江西省大學生電子科技活動競賽為契機，充分調動學生學習的積極性。

一般在課堂上，教師在總結時要結合課堂上的內容提出一些設計性題目，或學生自行設計實驗題目與方案，由學生獨立操作調試，最后寫出實驗報告。基礎好的同學得到了施展才能的機會，可以設計出頗有特色的實驗方案，寫出很好的實驗報告，一般同學也會感到有一定的壓力，增強實驗的自覺性。課后可以開設開放性實驗室，鼓勵學生利用課外時間進行課外實驗。這樣做，也可以為參加省級國家級電子設計大賽培養人才、選拔人才。

（3）以Proteus虛擬仿真軟件為平臺，開展課后綜合設計性項目教學創新活動。

Proteus虛擬仿真軟件不僅能仿真單片機CPU的工作情況，也能仿真單片機外圍電路或沒有單片機參與的其他電路的工作情況。因此在仿真和程序調試時，可從工程的角度直接看到程序運行和電路工作的過程和結果。所以，我們一般采用這個平臺結合實驗箱在N501單片機實驗室為學生提供良好的項目開發平臺，課后義務指導學生完成個人立項，從而極大地調動了學生學習單片機的積極性。同時可以采用項目開發團隊的形式完成一些綜合性的課題，甚至是幫助老師完成一些科研小課題，讓學生體會項目開發流程，培養學生基本的工程意識、工程素質和團隊協作精神。

這是實施“啟發式問題教學法”深入化的結果，也只有在學生具有絕對化開放性平臺的條件下，開展課外創新活動，才可能讓學生真正做到自主學習，學生的主動思維能力、動手能力、工程素質才能得到切合實際的培養。

4.結語

近年來，我院學生多次在省大學生課外科技創新活動、單片機技術仿真開發等競賽活動中獲一等獎的佳績表明，啟發式問題教學法在我院單片機技術教學改革中的實施卓有成效。

參考文獻：

［1］黃秀娟.中學語文教學中的“教學做合一”［J］.新華教育導刊，2010，（10）：55-56.