基于5W和PTP的《單片機原理與應用》的 教學改革探索

摘 要：? 采用5W和PTP教學模式對《單片機原理與應用》進行教學改革探索，是以“單片機最小開發系統”為主線，把單片機的知識融入到四個功能模塊中，把抽象的知識變為具體化;通過實踐—理論—再實踐、情景式+興趣式和互聯網+碎片式的教學方法運用，將感性認知、理論知識和實踐完美結合，大大提高了學生學習的自主性和積極性，取得了較好的教學效果。

關鍵詞： ?教學改革;教學創新;單片機

中圖分類號：? G434????????? 文獻標識碼：? A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.12.042

The Research on Teaching Innovation of “Principle and Application of

Single-Chip Microcomputer” Basing on the Mode with 5W and PTP

Ren Fenglan

（Changed vocational technical college， Changde 415006， China）

Abstract：?? The Research on teaching innovation of “principle and application of Single- chip microcomputer” is carried with 5W and PTP ， with the minimum MCU development system as the main line， the knowledge of the Single- chip microcomputer is Integrated into four functional modules， and the abstract knowledge becomes concrete，the teaching methods is carried with practice-theory-re-practice， situation + interest and Internet + fragmentation，it is perfectly combined with students perceptual cognition， theoretical knowledge and practice， the students learning autonomy and initiative is stimulated， the good teaching effect is obtained.

Keywords：?? the teaching reform; teaching innovation， single chip microcomputer

0 引言

《單片機原理與應用》是我院機電一體化技術專業的專業核心課程，它要求把單片機的理論與實踐相結合，并且具有邏輯性強、抽象等難點。如果按傳統的教學模式，從單片機的結構和原理→單片機的指令→單片機編程→系統的擴展和接口技術，雖然在這個教學過程中，也穿插了一些實驗進行輔助，但是卻很難達到預想的教學效果。基于此，我們以湖南常德職業技術學院機電一體化技術專業2015級的兩個班的學生為研究對象，引入5W和PTP教學模式，進行了基于5W和PTP教學模式的課程改革探索，把單片機的知識融入到四個功能模塊中，把理論和實踐等理念到融入到教學過程中，激發學生學習的自主性和積極性，大大提高了學生的學習興趣和教學效果。

1 5W和PTP的教學模式

5W和PTP的教學模式是以一條主線，即單片機最小開發系統主線出發，結合機電一體化技術專業的人才培養方案，做到5要（5 Want）：要準，即課程定位要準確;要實，確定的內容要能結合學生的現狀并且落實下來，讓學生大部分都能進行掌握;要精，所選擇的項目要精準，基本能反映單片機的應用內容;要練，就是所選的項目要能進行實踐練習;要重，對所選的項目要重復練習。再運用焊接實踐（實踐Practice），通過對單片機最小開發系統中硬件結構和軟件編程的理論教學（理論Theory），最后通PROTEUS軟件和KEIL C 軟件的模擬仿真，對整個開發系統的調試和運用（再實踐Practice），把感性認識和理性認識相結合，把枯燥的知識融入到實物之中，極大地提高了學生的學習興趣。

2 教改具體模式

2.1 內容設計

基于5W和PTP模式《單片機原理與應用》課程教學內容設計，是以“單片機最小開發系統”為主線，把單片機準確（要準）定位為單片機的最小開發系統的制作、單片機最小開發的硬件和軟件三個項目。在這三個項目中，從學生的實際出發（要實），精選（要精）了四個功能模塊，如表1所示，同時對這幾個子項目進行反復講解（要重），反復練習（要練），再配以實踐—理論—再實踐的方法，將理論與實踐完美結合，達到知識掌握的目的。

2.2 5W和PTP模式的教學實施

以前的教學，一般是從結構、原理講起，再講其應用的循序漸進式的教學，特別是講結構原理的時候，講得天花亂墜，但是學生聽得并不是那么有趣，他們覺得很枯燥，所以上課的時候昏昏欲睡。比如講解單片機硬件結構中單片機的40個引腳的時候，一般都是通過分類進行記憶，學生當時雖然能背出來，但是不理解。而基于在5W和PTP模式的教學中，采用通過焊接好的單片機最小開發系統實物（要準Practic），先引導學生讓他們知道單片機的作用，然后啟發學生了解單片機與四個功能模塊的接線及其作用，再引出單片機40個引腳各部分的作用（要實Theory），把理論和實物相結合，再讓學生進行40個引腳的記憶，并通過Proteus軟件再把單片機的40個引腳與各個功能模塊進行連線（要精、要練、要重、Practic），達到從感性認知到理性認知的效果。把單片機的理論和實踐進行結合，提升學生學習的興趣，把抽象變為具體。

再如在講編程的時候，一般講解都是從單片機的指令入手，先把單片機的指令學會，再過渡到程序。特別是講指令的時候，如尋址方式、數據傳送類等，都是為講指令而講指令，所以學生聽起來覺得很枯燥無味，為了解決這種局面，在采用5W和PTP教學模式中，把指令和程序放在一起。如在循環彩燈功能模塊中，先讓學生通過做好的最小開發系統觀察燈是怎么循環的（要準，Practic），啟發學生軟件是如何實現循環，再推出循環指令和移位指令進行講解（要實、Theory），最后通過KEIL C軟件進行程序的運用（要精、要練、要重、Practic），這樣學生在學習指令和程序的時候，并不是純粹的為學指令而學指令，為學程序而學程序，而是把指令、程序與具體的實物進行相連，增加了具體性，提高了學生的直觀性和興趣性。

2.3 5W和PTP模式下的教學方法

《單片機原理與應用》這門課程的特點是比較抽象，學生又沒有任何編程語言的基礎。

一般傳統的教學方法采用以教師為主的PPT和“黑板式”的“填鴨式”教學方法，這種方法最終導致了教師難教，學生難學的“兩難”現象。針對學生出現的這些情況， 5W和PTP模式采用了以下的教學方法：

2.3.1 PTP的教學方法

PTP采用的是實踐—理論—實踐的教學方法，對高職生來說，他們的基礎本身就比較薄弱，所以先讓他們對“制作”實物，對單片機的硬件建立基本的感性認識，再輔以理論進行講解，最后通過實踐進行鞏固。如在講解單片機的計數器/定時器的時候，先讓學生自己制作最小系統中的電子時鐘硬件電路（Practic），讓學生對計數器/定時器的功能有個感性認知，再推出計數器/定時器的基本知識（Thoery），并讓學生對電子時鐘硬件電路進行功能演示（Practic），把抽象的知識與具體的實物相結合，達到知識掌握得目的。

2.3.2 采用了情景式+興趣式的教學方法

把單片機常用的四個功能模塊引入到教學中，把單片機的基礎知識、軟硬件知識融入其中，把抽象變為具體。同時在教學中，采用了成立“興趣小組”的辦法，把單片機的四個功能模塊進行了延伸，提高學生的學習積極性和主動性。如在教授循環彩燈程序的時候，引導學生對其進行想象，延伸到循環彩燈的形式可以一亮一滅，可以兩盞同時亮、三盞同時亮，并利用課后的時間讓學生做出來，運用實物進行驗證，達到理論和實踐相結合的效果，大大提高了學生的學習興趣，達到了較好的教學效果。

2.3.3 采用了互聯網+碎片式的教學方法

互聯網的興起，讓微信、QQ在教學中運用變成了可能。在教學中，運用互聯網技術，建立微信或QQ群，把教學中的四個功能模塊進行知識分解，把分解的知識點進行鏈接分享到微信或QQ群中，形成碎片式的知識點，讓學生提前預習或現場學習、課后復習，如在循環彩燈程序編制及調試模塊（這里采用P0口控制8個二極管循環發光）中，對其進行了碎片式的分解，如表2所示，并把每一個碎片做出一個小知識點，提供學生學習和查閱，達到預習、現場學習和復習的效果。

3 采用343的考核方法

在單片機的考核中，不再采用一局定勝負的方法，不再把期末的考試成績占較大的比例，而是把平時的過程包括出勤率、互動答題占30%，把學生平時的實踐、創新能力占40%，期末的成績只占30%，提高實踐、創新能力有助于提高學生的動手能力和理論實踐結合的能力，提高學生的學習積極性、主動性，提高學生的學習興趣。

4 結語

在《單片機原理與應用》的教學中，通過機電大專2015級的教學實踐，把5W和PTP的教學模式引入其中，把感性認知與理論進行結合，采用實踐去檢驗理論的教學，取得了較好的教學效果：

（1）5W和PTP的運用，把單片機與人才培養方法進行準確定位，把單片機知識融合到四個功能模塊的學習，并采用PTP的方法對這幾個模塊進行反復練習，把抽象的理論變成了具體，學生的學習興趣明顯提高。

（2）采用了情景式+興趣式+碎片式的教學方法，運用情景式的方法引導學生對知識的運用，采用單片機的興趣小組，采用互聯網+碎片式的知識進行預習、現場、課后灌注，及時讓學生對知識進行學習，學生的學習積極性主動性有了顯著提高。

（3）采用343的考核方法，注重了學生的實踐性和創新性的培養，學生的專業基礎水平和團隊合作意識比以往有了明顯提高。

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