[单片机应用技术课教学创新实践] 创新实践课

  摘 要:《单片机应用技术》课程理论性和实践都强,在教学中,培养和提高学生的基本技能与综合应用能力是课程的教学目标,教学创新是课程建设的需要,也是高职教育改革的要求。   关键词:教学方法 创新 探讨
  
  《单片机应用技术》是高职机电类专业的一门重要技术课。高职教育以培养面向生产、建设、服务和管理第一线需要的高技能人才为目标,《单片机应用技术》课程的教学创新成为课程建设的重要研究课题。为此,笔者结合多年的单片机课程教学实践和经验,谈谈对单片机课程教学的创新。
  
  一、深刻理解单片机硬件结构特性及其指令系统尤其重要
  
  从应用的角度来讲,只有弄清单片机的硬件结构特性,才能抓住单片机的供应状态,即提供给用户可用资源有哪些,如何才能合理地使用这些资源等等。
  不管是哪一类型的单片机,要能实现对外部设备的控制作用,都必须具有运算、存储、控制、输入输出、通信、定时/计数、中断处理、时钟等基本功能。从总体上看,不同类型的单片机在内部结构和外部接口功能上是相似的,但机型不同的单片机在结构特性和外部接口上又是有区别的。
  因此,要正确应用单片机实现对外部设备的控制,首先要深入理解和掌握单片机的硬件结构特性及指令系统。
  
  二、理论知识以“够用”为度,强化综合应用能力
  
  采用以工作过程行为导向的教学模式,理论知识的讲解贯穿于应用操作过程中,以应用所需的基本内容为重点,培养学生学习知识的方法和能力,通过应用操作过程培养学生综合应用能力。采取从感性认识入手,以核心实例“教学做”相结合的方式进行教学;在课程目标上要纠正只重知识和理论的倾向,使理论与实践并重、知识和技能并重;在考核与习题的安排上要纠正只重考核知识和理论的倾向,大大增加操作考核与项目制作考核的分量;在教材选材上,要有利于提高职业岗位(专业领域)的技术综合能力和学生未来的发展后劲。学生的能力是靠以教师为主导、学生为主体的教学过程“训练”出来的,而不是仅由教师“讲”出来的。课程内容选材要面向产业、面向市场、面向社会。专业内容的选材要注意理论上的先进性和面向实际、面向今后的发展。教学中还要注意学生整体素质的诸要素,如表达能力、协作能力、实践能力、创新能力等的培养和考核。
  (1) 压缩与通用微机原理的重叠部分。从MCS-51系列单片机与通用微机的结构、原理异同点的角度来介绍单片机的硬件结构。这样使学生以通用微机的原理知识作基础,学习起来感到轻松和容易理解。
  (2) 始终贯穿应用观点。在讲解单片机的硬件结构时,重点明确指出要抓住MCS-51单片机的供应状态,即如何正确合理地使用单片机提供给用户的软、硬件资源,以避免使学生陷入枯燥的理论之中。
  (3)采用“以点代面”的讲解方法,着力使学生达到“以点知面”、“触类旁通”的效果。例如,以MCS-51单片机为讲解对象,使学生获得学习方法和能力,从而也可以易于学习其它类型的单片机;以8155接口芯片为讲解对象,总结出可编程接口芯片的一般接口方法和应用编程方法的规律,从而使学生能更容易地理解和掌握其它接口芯片。在讲授中注重找规律、找共性、找个性,借助规律、共性和个性易化新内容,产生新思维。
  (4)着力使学生掌握优化的学习方法。掌握一门学科知识的学习方法,其实质是找出并抓住学科知识的内在联系,并形成一个完整的体系。例如,在讲指令系统时,不去按功能类逐条指令罗列讲解,致使学生深感繁多的指令像一盘散沙难以理解。指令系统中有一些操作具有多条指令的子集合,子集合中的指令只是针对不同的操作对象,即由不同的寻址方式组合而成的;有一些操作不同,操作数的组合规律却相同或相似,如加、减、逻辑操作指令。所以,笔者在讲述中用归纳、类推、类比方法进行纵向归类、横向类推、比较,使学生在学习繁杂的指令系统时感觉到有规可循、轻松易学。同时,对每类指令着重揭示其内部执行原理,有效地与单片机内部硬件结构相联系。这样,为提高学生的综合应用能力和创新思维打下理论基础。
  (5)单片机C语言程序设计是单片机应用系统开发设计的新方法,在讲授中应根据学生的基础情况进行,为学生走向社会、适应现代技术需要更好地奠定基础。
  
  三、重视实践教学环节的创新
  
  (1)优化实践教学内容,提高实践教学的比例。在实验内容方面,减少演示型、验证型实验,增加技能型、设计型和综合应用型实验,放手让学生做探索性实验、设计和开发,培养学生的操作技能和综合应用能力。
  (2)强化基本操作,循序渐进地提高基本技能与创新思维能力。先完成基本操作,逐步过渡到综合应用性实验,对部分综合性应用实验完全由学生独立设计,在教师的指导下完成。
  (3)创新教学方法,激发学生学习兴趣。对于综合性较强的实践项目,教师先针对性地提问,然后学生讨论、思考,在操作调试中去探索、解决问题。例如,用8155扩展键盘输入,先让学生弄清8155的引脚功能,该芯片怎样初始化编程?8155芯片如何与单片机连接?……学生通过基本操作解决了上述问题以后,再设计键盘输入程序,完成调试。在完成了8155接口扩展键盘的应用后,引发学生思考:8155用于LED显示扩展怎样实现呢?学生带着好奇心,主动讨论、思考,提出自己的设计思想,利用课余时间完成此应用。这样,通过举一反三、不断探索的方法,促进学生对芯片的接口方法和应用编程的掌握。通过小组讨论、共同探讨,在培养学生创造能力和团结协作能力的同时,也培养了其严谨的科学态度。
  (4)开放实验室,创造条件,为学生提供更多的探索机会。综合性应用实验需要足够的时间才能完成,在规定的时间里往往不能完成。实验室开放以后,学生就可以随时利用自己的课余时间进入实验室,从事自己的实验。这样,既调动了学生的积极性,又培养了学生的自学能力和钻研精神。
  (5)培养优秀学生当助手,促进教学。培养品学兼优的学生当教师的助手,在教学中,让助手参与实验指导、教学探讨、课题研究。让他们有更多的实践机会探索新知识、新技术,解决新问题,提高他们的能力,增长他们的智慧,让他们带动和影响更多的学生。同时,助手还可以及时反馈学生对教学的意见或建议,促进师生互动,提高教学的实效性。
  
  参考文献:
  [1]李忠国,陈刚.单片机应用技能实训.人民邮电出版社,2006.
  [2]唐德礼等.单片机原理及应用.武汉:华中科技大学出版社,2005.
  [3]DVCC系列单片微型计算机仿真实验指导.启东计算机厂有限公司,2000.

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