任務驅動型教學法在單片機課程中的實踐

任濤 呂永潔

摘要：單片機相比其他學科，更加抽象，需要較強的邏輯思維能力。如果按照以往傳統的教學方法，學生普遍難以接受空洞抽象的理論知識。為了改變這種現狀，提高教學效果，激起學生的學習興趣，可以改變以往的授課方式，以產品為主題，以任務為驅動，通過實際的應用，建立任務，而教師和學生圍繞著這個任務，展開互動。當學生完成完整的任務時，就完成了一個具體的單片機開發工作，從而提高了學生的積極性，增強了學生的學習興趣。

關鍵詞：單片機；任務；程序

隨著計算機技術的不斷發展，計算機形成了通用計算機系統和嵌入式計算機系統兩大分支，而單片機的出現無疑是這兩大分支形成的標志。近幾年，單片機得到了飛速發展，單片機最明顯的優勢就是可以嵌入到各種儀器、設備中。目前，大量的嵌入式系統均采用單片機。而作為一門新興的學科，在實際的教學中，卻遇到了或多或少的問題。

目前的單片機教材基本上都是以單片機的硬件結構，匯編語言的指令系統，程序設計為主線，盡量從各個方面把所有基本概念羅列清楚，著重于對知識點的介紹，對理論的掌握。這樣的結果是知識體系全面而嚴謹，但是抽象而空洞。在中職學校，學生大多基礎差，底子薄，邏輯思維還沒有系統建立。而單片機相比其他學科，更加抽象，需要較強的邏輯思維能力。如果按照以往傳統的教學方法，學生普遍難以接受空洞抽象的理論知識。對于中職教學而言，是老師難教，學生難學，更別提激發學生的學習積極性了。

面對空洞抽象的單片機教學內容，如何配合教材，讓學生簡單易學地掌握單片機開發的工作呢？經過多年的教學實踐，我采用的任務驅動型教學方法取得一定的成果。

任務驅動型教學法是在老師的指導下，將一個相對獨立的任務交由學生自己處理，信息的收集、方案的設計、任務實施及最終評價，都由學生自己負責，學生通過該任務的進行，了解并把握整個過程及每一個環節中的基本要求。任務驅動型教學改變了以往“教師講，學生聽”的被動教學模式，創造了學生主動參與、自主協作、探索創新的新型教學模式，不再是簡單地讓學生按照教師的安排和講授去得到一個結果，而是在教師的指導下，學生去尋找，摸索，討論，協同完成整個任務，學習的重點不在結果而在整個完成任務的過程之中。而學生在這個過程當中，不僅僅是學習到了單片機開發的相關知識，更是提高了面對實際工作的處理能力，提出問題——發現問題——解決問題，并增強了溝通交流和協同工作的能力，加強了團隊意識。

下面，以一次教學實踐為例來說明。

（1）主題產品。帶領學生參觀城市夜市下的霓虹燈，啟發學生探究其制作原理，激發學生自己制作的欲望，以參觀霓虹燈標志牌部分效果為例，建立課題。

（2）確定任務。用8個發光二極管代替霓虹燈模擬實驗，通過控制8個發光二極管的有序亮滅，呈現流水燈的霓虹效果。

（3）前期準備。參考教材，收集資料：了解霓虹燈的工作原理、電路結構、單片機程序設計的步驟、仿真器的使用和程序調試；通過單片機經典程序范例，培養學生的開發思維和邏輯能力。

（4）電路圖的選擇與分析。實現8位花樣流水燈的電路方式很多，用模擬電路、數字電路中振蕩電路均可實現，但從產品成本、維護和升級方面來考慮，最靈活、最合適的方案莫過于用單片機來實現。利用各引腳輸出電位的變化，控制發光二極管的亮滅。各引腳的電位變化可通過指令來控制，當某個引腳得到低電平的時候，對應連接的發光二極管就會亮，反之則滅。

（5）任務實施。

第一步：控制一個發光二極管的亮滅。①指導學生學習軟件編程格式和指令“MOV、SETB、CLR、ACALL、AJMP、DJNZ、ORG、RET、END”應用方法，并詳細講解延時程序的算法，指導學生完成源程序的編寫。②指導學生在實訓臺上連接好電路。③教師演示Keil軟件應用方法，巡回指導學生運用Keil軟件完成程序仿真調試。實際電路中運行程序看效果。

第二步：控制8個發光二極管實現花樣流水燈效果。①講解“MOV P1，#11111110B”的具體含義，指導學生完成源程序的編寫。②指導學生在實訓臺上連接好電路。③巡回指導學生運用Keil軟件完成程序仿真調試。④實際電路中運行程序看效果。⑤總結評價任務二的完成情況，引導學生觀察“0”的位置變化，讓其發現規律，指導學生去指令表中查找是否有讓“0”左循環、右循環的指令，并自學完成它的正確用法，讓學生在摸索、探究中完成左循環指令“RL”簡化程序。在此過程中，老師應給予指導，并講解數據計數指針R2的用法，幫助學生打開思路完成源程序編寫。源程序見參考程序清單3。⑥巡回指導學生運用Keil軟件完成程序仿真調試。⑦實際電路中運行程序看效果。⑧評價考核學生的作品。

第三步：任務評估。①硬件電路。評價內容：電子電路基礎知識，分值20。評價標準：掌握單片機芯片對應引腳的名稱、序號、功能，5分；掌握單片機最小系統原理分析，10分；認識電路中各元器件功能及型號，5分。②電路連接布線工藝。評價內容及標準：電路安裝——按照原理圖在實訓臺正確安裝，分值5；布線——符合電路布線工藝標準，分值5。③程序編制、調試、運行。評價內容及標準：指令學習——正確理解程序中所用指令的意義，10分；程序分析、設計——能正確分析程序的功能，10分，能根據要求設計功能相似的程序，10分；程序調試與運行——程序輸入正確5分，程序編譯仿真正確5分，能修改程序并分析10分。④安全文明生產。評價內容及標準：使用設備和工具——正確使用設備和工具，10分。⑤團結協作。評價內容及標準：集體意識——各成員分工協作，積極參與，10分。

總之，單片機相比其他學科，更加抽象，需要較強的邏輯思維能力。我們可以改變以往的授課式方式，以產品為主題，以任務為驅動，通過實際的應用，建立任務，而教師和學生圍繞著這個任務，展開互動。當學生完成完整的任務時，就完成了一個具體的單片機開發工作，從而提高了學生的積極性，增強了學生的學習興趣。

參考文獻：

[1]王東峰.單片機技術及應用[M].北京:電子工業出版社,2005.

[2]李建忠.單片機原理與應用[M].北京:電子工業出版社,2008.

（湖北十堰職業技術集團學校）