案例教學法在單片機教學中的應用

中原工學院機電學院 徐 航 鄧大立 靳繼勇

案例教學法在單片機教學中的應用

中原工學院機電學院 徐 航 鄧大立 靳繼勇

單片機是機電專業的一門重要專業課,傳統的教學方法已不能滿足機電專業人才培養要求.本文分析了單片機教學中存在的問題,探討了案例教學法在單片機教學中的應用,詳細介紹了案例準備、案例實施、討論與評價等方面的內容.實踐表明,該方法在單片機教學中可行的.

單片機;案例教學;教學改革

引言

目前,單片機在智能儀器儀表、工業控制、家用電器等領域內廣泛應用,因此各類院校的機電類專業都開設了單片機課程.單片機課程的最大特點強調是理論知識與實踐能力的緊密結合,這一特殊性決定了教師在教學中既要注重對學生基礎知識的培養,又要重視強化學生的實踐技能.但在教學實踐中,通常學生感到難學,教師感到難教.如何讓學生在學好基礎知識的同時.又能迅速地掌握設計應用技術,這是單片機課程教學的難點所在.

1.目前教學中存在的問題

目前大部分高校多采用傳統的教學模式,即以"教師 + 黑板+ 實驗"為主體的教學模式,在教學內容和方法上存在諸多問題,嚴重影響了機電類專業人才的培養質量[1].筆者通過教學實踐及調研,單片機教學主要存在以下問題:

(1)以教師為中心,以傳授理論知識為主,使得理論教學與實踐脫離,學生缺乏主動性.這樣的教學模式可以使學生在短時間內掌握單片機的基礎理論知識,但缺點也很明顯.通常學生在學完這門課后動手能力差,在面臨實際電路系統設計或新問題時,對單片機應用系統的開發過程還是一知半解,主動性和創新性明顯不夠.

(2)實踐環節手段單一,且未得到足夠重視[2].目前單片機實驗教學普遍采用實驗箱作為平臺,學生只參與連線、編程,而缺乏硬件電路的設計過程,這樣整個實踐環節是不完整的,使得學生系統設計、硬件調試能力并未得到培養.同時實踐環節多為理論課的補充,實驗設計多為驗證性實驗,缺乏綜合設計性實驗.實驗內容由老師一手包辦,學生只是被動的走操作流程,使得學生缺乏學習興趣.

(3)教學評價方式單一.單片機教學的評價方式較為單一,通常采用傳統的實驗報告結合期末考試成績的方式.這種評價方式更多注重的是紙質材料的呈現,而忽略了學生實踐能力的考評,學生平時也只注重理論知識的學習,而忽略了實踐能力的培養,嚴重影響了學生的學習態度和課堂積極性.

因此,優化單片機教學模式,探索符合機電專業培養目標的單片機教學方法具有十分重要的意義.

2.單片機案例教學法實踐

2.1 案例教學法

案例教學法于20世紀初由哈佛大學提出,是一種注重師生互動的開放式、研究型的教學方法,通過模擬情景教學,調動學生的學習興趣和學習積極性,加強學生的參與和競爭意識,從而提高學生綜合運用知識、 解決實際問題[3].目前,案例教學法已廣泛應用于工商管理、公共管理、國際商務等實踐性、應用性強的專業領域,被證明是一種有效的教學方法.單片機教學內容具有較強的實踐性和應用性,因此將案例教學法應用在單片機教學中具有較高的可操作性.

2.2 案例教學法實踐

(1)案例準備:將案例教學法應用到單片機教學過程中,首先要求老師根據專業特點和培養目標精選案例[4].在教學中根據教學進度安排及機電專業學生的特點,將案例教學內容分為基礎項目、提高項目和綜合項目,每個項目下又包含相關子模塊,并以專題的形式呈現.各項目集的側重點有所不同,基礎項目和提高項目偏重于基礎知識的培養,多為單個知識點的實踐,而綜合項目是在學生掌握了單片機的基礎知識后,注重綜合知識的運用能力.案例矩陣層次分明,逐步深入,有驗證性實驗也有設計性實驗,有助于激發學生的學習積極性.同時,除了理論教學的PPT外,教師還要精心準備相關案例的PPT,以便課堂分析、討論.

(2)案例實施:單片機的整個教學過程采用理論教學與案例教學相結合的方式.老師首先在課前將案例發給學生,并要求學生仔細閱讀和分析,提前準備好相關材料,如實驗開發板、Proteus仿真軟件、Keil編程軟件等.案例的課堂講授是案例教學法實施的關鍵,教師首先講解案例的相關基礎知識,精心設計一些問題,引導學生分組討論(以2-3人為宜),給出解決方案或編出程序,最后對各組的方案進行講評,做出最終的決策和選擇.然后要求各小組基于Proteus仿真軟件設計硬件電路,編寫軟件程序,并進行仿真驗證.在硬件電路、軟件調試無誤后引導學生在開發板上進行實驗[5].

(3)討論與評價:各組在完成項目的仿真、開發實驗后,在后續堂上安排案例討論時間,每組演示制作效果,詳細講解其開發流程、遇到的問題及解決辦法.最后提交實踐報告,要求體現實踐步驟、仿真原理圖及源程序.教師根據各組完成情況,評定成績.最后,教師將參考程序提供給大家,作為對比分析,完善實驗.

3.結論

單片機是中原工學院機電專業學生的一門專業必修課,學生相關基礎較為薄弱,傳統的教學模式忽視了學生實踐能力的培養,無法滿足機電專業人才培養目標的要求.將案例教學法應用于單片機教學是一種有效的嘗試,不僅是教學手段的改變,更是一種教學理念的轉變,在教學過程中強調以學生為中心,側重于學生理論與實踐相結合能力的培養.在機電專業的單片教學實踐中證明,學生的積極性得到啟發,實踐能力得到增強,單片機相關畢業設計的質量也明顯提高.因此案例教學法具有極強的可操作性,可以優化單片機教學模式,最終達到提高教學質量的目的.

[1]胡玲艷.單片機"案例教學"模式改革與探索[J].電子測試,2016,(14):142-143.

[2]黃大勇,崔世林.單片機課程教學改革的研究與探索[J].南陽理工學院學報,2009,1(3):126-128.

[3]渠麗巖.讓學生在快樂中學習--談案例教學法在"單片機原理與應用"教學中的應用[J].計算機教育,2009,(18):93-95.

[4]彭建英,郭杰榮,劉長青等.單片機課程仿真案例教學的研究與探討[J].高教學刊,2016,(4):118-119.

[5]王正初,范劍,李軍等.機械專業單片機課程案例教學研究[J].中國教育技術裝備,2015,(2):81-83.

Application of case teaching method in MCU teaching

Xu Hang, Deng Dali, Jin Jiyong
(School of Mechatronics Engineering,Zhongyuan University of Technology,Zhengzhou 450007)

s:MCU is an important professional course of mechatronics, traditional teaching method can not meet the requirements of mechanical and electrical professional training. This paper analyzed the existing problems in the teaching of MCU, discussed the application of case teaching method in MCU teaching, and introduced the case preparation, case implementation, discussion and evaluation in detail. The practice shows that this method is feasible in the teaching of MCU.

MCU;Case teaching;Education reform