按需授課和以練代學在單片機教學中的應用

萬斌

摘 要 單片機是機械專業一門專業課程，它具有實踐性和應用性很強但學生又感覺比較難學的特點。本文首先分析了傳統教學方法的弊端，提出了按需授課和以練代學的授課方法，大大提高了學生的學習興趣和學習效率。

關鍵詞 按需授課 以練代學 單片機

中圖分類號：G420 文獻標識碼：A

Application of Teaching for Requirements and Experiment

Replacing Learning Method in Education of SCM

WAN Bin

(College of Mechanical and Electrical Engineering,

Central South University of Forestry and Technology, Changsha, Hu'nan 410013)

Abstract SCM, which is very practical but difficult for students., is a base course for students of mechanical college. The author analysed the traditional teaching methods and found some imperfections of them, and then present a new method the essence of which is teaching what the students need and performing experiments instead of learning knowledge. The new method is proved to be effective.

Key words teaching for requirements; experiment replacing learning; SCM

0 引言

對于單片機教學方法的研究和探索，一直是教研教改的重點，也提出了許多切實可行的教學方法，比如啟發式教學、任務驅動法等。但是這些教學方法還是傳統教學方法的改進，效果有限。筆者經過實踐，提出了一種完全不同的教學方法：按需授課和以練代學。此方法使得課堂授課知識在講授前學生就有學習的期望，在講授以后馬上得到應用，改變了傳統的被動接受式學習方式，大大提高了學生的學習興趣和學習效率。

1 傳統教學方式的問題

單片機是一門典型的實踐性課程，以應用為主，然而在筆者從事單片機教學的最初兩年里，學生都反應單片機這門課程抽象，不好學，這讓筆者非常困惑。經過一段時間的研究發現，無論是理論教學還是實踐教學，傳統的單片機教學方式存在如下一些問題。

（1）教學順序不合理，理論和實踐脫節。傳統的教學模式是“按序授課”，也就是按照教材的順序授課，學生也習慣于按照教材的順序學習。單片機教材的一般順序是，首先講解單片機的內部結構、引腳功能、工作方式等硬件結構，然后是講解所有的指令，再然后是匯編程序的設計，再然后是中斷和定時器，最后是顯示設備鍵盤以及各種外設的接口。筆者認為“按序授課”對單片機教學是不適合的，大約前14個學時內，學生根本沒見過單片機，也不會用單片機，講授的理論學生根本用不上，結果就是學生對一個自己沒有任何概念的東西被動地接受知識，像聽天書也就不可避免了。

（2）理論講授過多，實踐機會不足。單片機的內容非常多，也許是為了應付考試，有些老師面面俱到，所有的知識點講解得很全面。根據筆者本人的學習體會，學的知識如果不能在一段時間內應用，那么這個知識就是理論知識了，這也是學生體會不到單片機是一門實踐性很強的課程的原因。而且，學生學了知識，由于無法實踐，所以也無法很好地理會。另外由于理論授課過多，造成實踐的機會太少，學生即使學懂了知識點，由于無法實踐，也很容易遺忘。最大的問題的是，喪失了對這門課的學習興趣，因為理論課程遠遠不如實踐課程吸引人。

2 按需授課和以練代學簡介

針對以上問題，筆者經過研究，嘗試采用按需授課和以練代學的教學方法。按需授課就是不按照教材的順序授課，而按照需求授課。有需求就講，沒有需求的就不講。馬上有需求的馬上講，暫時沒有需求的暫時不講。所謂以練代學，就是設計一系列實踐例題讓學生練習。在練習例題的過程中學習知識點，當所有的例題都完成以后，課程就學完了。

3 按需授課和以練代學的應用

筆者的單片機授課順序是這樣的：開始只講解最基本的單片機硬件結構，如存儲器結構和引腳、I/O端口等，其它的不講；然后是最基本的幾條數據轉移指令，其它指令不講；再然后是匯編程序的知識。這樣大約四個學時以后，學生就可以獨立編寫完整的程序。此時講解Proteus的應用，學生把編寫好的程序在Proteus里編譯并且在單片機上仿真運行。只有四個學時的知識對于學生來說比較抽象，后面的知識都可以編程實踐。當學生對單片機有了直觀的了解和編程使用經驗以后，再返回前面去學習硬件結構和其它指令就容易多了。為了避免上成理論課，授課的內容要適量，不能過多，所以需要精心選擇。基本的、常用的重點講解；用的很少的，課堂上簡單講解甚至不講解。比如對于外設的擴展，只講解使用和接口的方法，其詳細的硬件構造課堂簡單帶過或者不講解。沒有在課堂講授的內容，讓同學們在以后的實踐碰到時再去學習。同學們逐步接受了這樣的觀點：教材是參考書，并不是所有的東西都要學。

通常的單片機教學是以講授內容為目的，教材有什么，教師就教什么。而筆者則嘗試，學生想要什么知識，才講什么知識。如何讓學生“想要”知識？那就是設計一系列有有關聯的練習任務，首先讓學生嘗試解決，學生在研究后發現，某方面的知識還沒學，于是提出需求，老師講授。然后學生再做此練習，直到能夠完成。然后教師布置下一個設計，學生重復這樣的過程，一直循環下去，最終把這一系列的任務都做完了，課程就講完了。筆者設計的任務如下：任務（1）：完成單片機8個引腳靜態控制LED燈的實驗，只有點亮或者熄滅兩種狀態。此實例會讓學生掌握引腳知識和單片機如何做輸出。任務（2）：單片機控制LED燈，使其一閃一滅。此實例需要調用延時子程序，完成此練習后學生學到了子程序的調用。任務（3）：單片機控制8個LED燈做一個跑馬燈的程序，此練習需要條件轉移指令和循環指令。任務（4）：將LED燈改為7段數碼管，顯示數字。這個實驗需要查表指令。任務（5）：用鍵盤作輸入，控制LED燈的亮和滅，此練習需要單片機的輸入知識。任務（6）：用鍵盤作輸入，7段數碼管作輸出，顯示鍵盤的鍵碼，此練習需要綜合的編程能力。任務（7）：任務同6，但不用查詢，此時講解中斷的概念。一個練習一個練習做下去，一直到授課完畢。這樣任務做完了，知識點也就學完了。當然，由于時間的關系，這些任務都是用proteus仿真完成。

4 小結

按需授課和以練代學的教學方法，改變了傳統教學過程中老師教學生學的現象，課堂教學效果很好。幾堂課以后，學生就可以編寫簡單的程序和搭建基本的輸入輸出系統，興趣大增，對單片機也不再感到抽象。由于學生一直是帶著問題學習，且學到了知識馬上就能應用，學習動力和成就感大大增強，學習效率也隨之提高。按需授課的關鍵是，選擇好合適的順序，筆者認為先簡單后復雜，先具體后抽象，先整體后局部。而以練代學的關鍵，是選擇好合適的任務讓同學們去練習，這些題目最好相互之間有關聯，后一個例子只是在前一個例子上部分增加或者部分改動，這樣效果會比較好。

參考文獻

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