“啟發式問題教學法”在單片機實驗教學中的應用

沈文娟陳躍輝

摘要： 本文論述了“單片機原理及應用”課程實驗教學改革的重要性，根據“啟發式問題教學法”教學改革理念，提出了一套新的實驗教學改革方案，并對方案的實施進行了分析與探討。

關鍵詞： 單片機原理及應用“啟發式問題教學法”實驗教學改革

1.引言

步入21世紀初幾十年來，數字化智能控制技術浪潮正在迅速席卷全球，以單片機作為典型代表的嵌入式系統迅速發展成為現代電子系統中重要的智能化控制工具。無論是在尖端科技，如軍事、通信、能源、機器人、交通、IT，還是在現代工業、農業、儀器儀表、汽車電子系統、家用電器、玩具及個人信息終端等諸多領域，單片機技術的應用越來越具有廣度化、深入化特點，單片機技術也一直是很熱門的職業技能。［１］

2.單片機實驗教學改革的重要性與方向

“單片機原理及應用”是一門理論性和實踐性都很強的課程，在重視理論教學的同時，必須重視實驗教學。

現在很多高校采用的是各大教儀公司生產的實驗設備，很多學生實驗處于實驗驗證階段，學生實驗的過程就是復制程序代碼在實驗設備上驗證一遍，出來現象就算完成了。這樣的實驗其實根本沒有效果，如果讓一個中學生按實驗指導書上的步驟一步步操作也能完成。但是他們往往不懂為什么，更不懂如何去靈活應用。這種實驗教學方法不利于培養學生的動手能力、創新能力和綜合運用知識的能力，也不能進一步激發學生的學習興趣和主觀能動性。為了適應當今社會對單片機行業人才的需求，必須對單片機實驗教學進行改革。

教師應遵循面向信息時代發展要求、面向社會市場需要、面向學生能力培養的原則，改變傳統教學理念，樹立以學生為主體的單片機實驗教學創新引導方向，探索新的教學方法，以“啟發式問題教學法”引導學生從單片機技術的理論學習走向實際應用，提高學生的動手能力，培養學生的工程意識和實踐能力，達到加強素質教育、培養創新能力的課程建設目標。［2］

3.啟發式“問題教學法”的改革理念

“問題教學法”的改革理念就是實現從授人以魚向授人以漁的轉變。

啟發式問題教學就是激勵學生去“疑”去“問”，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。這樣，整個教學過程就成為一個以問題為核心的循環過程。

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，整個課程圍繞這個問題而展開。然后，在老師的基礎性引導下，學生帶著問題自學實驗教材和理論參考書，發現、理解、討論問題。教師根據大家對問題的討論情況，有針對性地講解，正確地引導學生解決問題。在課堂上，教師不再去糾纏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。每次課列出問題、明確重點、誘導提問、分析辯論，那么整個教學過程就是老師陪學生一起“探索、求證、顛覆、創新”的學習過程。

4.啟發式“問題教學法”在單片機實驗教學中應用的關鍵

（1）實驗課題的選取和問題的設計要具有內在啟發性。

如何尊重學生的主體地位，激發學生的學習潛能？通過現象激發學生的學習興趣，然后用疑問開啟學生思維的心扉，鼓勵學生大膽質疑，并在老師的正確引導下順利開展自主學習，從而加強對學生主動思維能力的培養。

實驗課題的選取要遵循“由簡單到難，由技術單一到綜合設計，從基礎到能力”的基本原則，每個實驗課題的教學重難點設計要分明。問題式教學中問題的設計一要指向明確；二要難度適宜；三要反映先進的教學理念；四要開發智力、培養能力，有內在的啟發性。

例如，第一個實驗可以選取“如何通過KEIL聯機在串行靜態顯示模塊上顯示12345或HELLO或89S51等內容”，這個實驗的教學目的在于讓學生掌握KEIL軟件的基本編程使用過程與聯機在線調試過程。顯然，沒有必要對串行靜態顯示的源程序代碼進行過多的分析講解，學生作為初學者也聽不懂，只需要先演示一下數碼管顯示“89C51”的實驗效果，重點在于借助這個實驗現象強烈的感染效果與震撼力演示一遍KEIL軟件的基本操作過程、調試過程，同時激發學生的學習興趣，后面學生會自己去仿做，老師進而提出新的問題：“如何讓它顯示12345或HELLO？”讓學生自己做一些思考和分析，老師給予一些引導性的幫助，例如分析“數碼管顯示1的8位譯碼數據來歷”，這樣學生就會自己順著思路分析程序，在老師的提示下，做些修改，最終會做出自己預期的效果。這個過程對于學生來說既感艱辛，又特別興奮且充滿成就感，之后，學生愿意學也主動去學。老師所要做的就是給出新的實驗課題與啟發性問題，讓學生不斷地保持這份探索的興奮感與成就感。

（2）教師要善于總結、啟發，要讓學生系統地掌握知識。

學習貴在創新，知識貴在探索。問題式教學，鼓勵學生盡可能找到更多的方法，注重知識的探索過程。讓學生在探索中學習，在嘗試中成功。經過引導和討論探究之后，學生基本上能夠把握基礎知識和基本原理，但是他們對知識的掌握往往是零散的、不系統的，因此，教師要善于組織學生總結重點內容，對學生理解難度較大的地方、教材的關鍵點，再進行重點講解，把知識按內在聯系進行系統整合，考慮到知識體系的有序性與完整性、知識結構的優化性與前瞻性，以確保學生比較系統地掌握知識。

（3）問題式教學的基礎是教師自身的學術研究。

科研成果轉化為教學內容是成功上課的學術基礎。教師要及時地掌握學科的發展動態，及時借鑒吸納學術界的最新研究成果，結合學院的實際教學境況，積極開展教學改革研究工作，這樣才能在教學中及時發現問題，正確地設計問題，準確地解釋問題。大學的教學，有其學術性和嚴謹性，無論何時，最終能給學生以啟迪、教益。教師加強學習，提高自身的綜合素質，這在問題式教學中的重要性是不言而喻的。

5.結語

單片機技術啟發式問題教學法的實施，要以學生“能夠”和“需要”為前提，正確處理廣度與深度的關系。問題的研究、設計，力爭合理、可行，這樣既可以培養學生發現問題、分析問題、解決問題的實驗能力，又可以培養學生基本的工程素質與創新精神。

參考文獻：

［1］李朝青.單片機原理及接口技術［M］.北京：北京航空航天大學出版社，2007.2.

［2］張鑫，張巖等.單片機實驗教學改革與探索［J］.計算機教育，2007，（8）：30-32.