單片機(jī)教學(xué)傳統(tǒng)式及模塊式教學(xué)法比較

1、單片機(jī)教學(xué)傳統(tǒng)式及模塊式教學(xué)法比較【摘要】本文分析比較了技工教育中單片機(jī)原理及接口 技術(shù)課程傳統(tǒng)式和模塊式教學(xué)法的利弊，提出在傳統(tǒng)式教 學(xué)法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，即引入keil uvision2軟件進(jìn)行 仿真教學(xué)，以期提高教學(xué)的有效性和應(yīng)用性?！娟P(guān)鍵詞】技工教育；單片機(jī)；傳統(tǒng)教學(xué)法；模塊式教 學(xué)法；keil uvision2 軟件一、引言單片機(jī)技術(shù)在現(xiàn)代電子工程領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，尤其在儀器 儀表、工業(yè)控制、數(shù)據(jù)處理、自動(dòng)檢測(cè)、汽車(chē)、智能家電及 通信等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。為適應(yīng)市場(chǎng)需求和生產(chǎn)實(shí)際的需 要，單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程已成為技工院校中設(shè)立 的機(jī)電一體化、電子裝配等相關(guān)專業(yè)的重要專業(yè)課，在對(duì)學(xué) 生

2、進(jìn)行專業(yè)技能的培養(yǎng)及幫助學(xué)生通過(guò)單片機(jī)這一工具深 入認(rèn)識(shí)所學(xué)專業(yè)等方面發(fā)揮了重要作用。單片機(jī)原理及接口技術(shù)綜合了軟件和硬件設(shè)計(jì)，綜 合性較強(qiáng)，且學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)生普遍感到難學(xué)。近年來(lái)針對(duì)該 課程興起了所謂的“模塊式教學(xué)法”，很多技工院校用此種 方法代替了普遍認(rèn)為枯燥、難學(xué)的傳統(tǒng)式教學(xué)方法。作者在 承擔(dān)該課程教學(xué)任務(wù)時(shí)曾使用兩種不同的教學(xué)方法，作者認(rèn) 為，兩種方法各有利弊，并根據(jù)技工院校學(xué)生的特點(diǎn)，最終 選用傳統(tǒng)方法教授本門(mén)課程。故本文以單片機(jī)課程的傳統(tǒng)教 學(xué)方法為基礎(chǔ)，根據(jù)單片機(jī)教學(xué)的特點(diǎn)和作者的經(jīng)驗(yàn)，以培 養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐動(dòng)手能力和科技創(chuàng)新能力為中 心，針對(duì)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)，對(duì)單片機(jī)

3、課程教學(xué)改革進(jìn) 行了探討。二、傳統(tǒng)教學(xué)方法與模塊式教學(xué)方法比較1、模塊式教學(xué)法的優(yōu)劣分析近幾年新興的模塊式教學(xué)方法注重實(shí)踐，在教學(xué)過(guò)程中 先從構(gòu)建一個(gè)小的單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)始，逐漸過(guò)渡到較大的單片 機(jī)系統(tǒng)，在此過(guò)程中逐漸地、相對(duì)零散地滲透單片機(jī)的結(jié)構(gòu)、 指令系統(tǒng)及各組成部分的知識(shí)。該方法的優(yōu)勢(shì)在于能使學(xué)生 在學(xué)習(xí)這門(mén)相對(duì)枯燥的課程之初，就能體會(huì)到自己搭建簡(jiǎn)單 系統(tǒng)的樂(lè)趣，讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)，并通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐調(diào)動(dòng)其 學(xué)習(xí)積極性。但該方法也有其弊端。比如技工院校中相關(guān)專業(yè)由于受 課時(shí)和其它條件限制，并不開(kāi)設(shè)微機(jī)原理等專業(yè)基礎(chǔ)課, 還有一部分學(xué)生在學(xué)習(xí)電路理論課程時(shí)，往往也是學(xué)完了還 一知半解，而該方法應(yīng)建

4、立在學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)組成、基本工作 原理有一定了解的基礎(chǔ)上，且有較好的模擬電路和數(shù) 字電路的理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，否則，反而會(huì)增加對(duì)學(xué)生知識(shí) 點(diǎn)理解的難度，其優(yōu)勢(shì)也很難體現(xiàn)。2、傳統(tǒng)式教學(xué)法的優(yōu)劣分析及改進(jìn)單片機(jī)原理及接口技術(shù)的傳統(tǒng)式教學(xué)方法的優(yōu)點(diǎn)在 于注重理論知識(shí)體系的完整性，起點(diǎn)低，適合基礎(chǔ)較差的學(xué) 生。但因?yàn)樵撜n程實(shí)踐性強(qiáng)，所以該方法對(duì)理論知識(shí)的強(qiáng)調(diào) 使得教學(xué)中要花費(fèi)大量時(shí)間講授程序設(shè)計(jì)方法和硬件工作 原理，忽視了實(shí)踐，在教學(xué)效果上有很多不理想的方面。其 缺點(diǎn)主要體現(xiàn)在采用該方法時(shí)很多初學(xué)者往往是在學(xué)習(xí)過(guò) 程中由于枯燥、沒(méi)有成就感而放棄。本文提出的keil uvision2軟件應(yīng)用在單片機(jī)原理及

5、接口技術(shù)課程傳統(tǒng)教學(xué)模式中的方法，可以發(fā)揮前述兩種方 法優(yōu)點(diǎn)，并在一定程度上避免二者的缺點(diǎn)。針對(duì)技工院校學(xué) 生的種種特點(diǎn)，作者認(rèn)為傳統(tǒng)式教學(xué)方法更適合沒(méi)有學(xué)過(guò)相 關(guān)課程或基礎(chǔ)較差的學(xué)生。該方法可以有效激發(fā)激發(fā)學(xué)生學(xué) 習(xí)本課程的興趣，打消部分電路基礎(chǔ)較差的學(xué)生的顧慮，并 在后續(xù)學(xué)習(xí)中使用該軟件進(jìn)行仿真，也讓學(xué)生體驗(yàn)到動(dòng)手的 樂(lè)趣，能實(shí)時(shí)觀察單片機(jī)內(nèi)部變化。相比之下，該方法更高 效，起點(diǎn)更低，也更節(jié)約教學(xué)成本。三、keil uvision2在傳統(tǒng)模式教學(xué)法中的應(yīng)用1、keil uvision2 軟件簡(jiǎn)介keil uvision2是美國(guó)ke訂 software公司出品的51 系列兼容單片機(jī)c語(yǔ)言軟件

6、開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，使用接近于傳統(tǒng)c語(yǔ) 言的語(yǔ)法來(lái)開(kāi)發(fā)。在該環(huán)境下，我們也可以直接用匯編語(yǔ)言 來(lái)編寫(xiě)程序，并通過(guò)其提供的一系列工具觀察單片機(jī)在執(zhí)行 程序過(guò)程中的變化，使學(xué)生更進(jìn)一步了解單片機(jī)的結(jié)構(gòu)及工 作原理。同時(shí)該軟件支持主流單片機(jī)編程語(yǔ)言一一c語(yǔ)言， 為學(xué)生以后使用單片機(jī)提供了方便。2、keil uvision2在傳統(tǒng)模式教學(xué)法中的應(yīng)用在單片機(jī)的教學(xué)中，所涉及的內(nèi)容包括內(nèi)部結(jié)構(gòu)、指令 系統(tǒng)、基本結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)、系統(tǒng)擴(kuò)展及接口擴(kuò)展等。教學(xué)時(shí) 應(yīng)充分考慮課程特點(diǎn)并根據(jù)課程內(nèi)容合理安排仿真教學(xué)內(nèi) 容。下面以mcs 51系列單片機(jī)為例介紹ke訂 uvision2 軟件在單片機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用。首先針對(duì)51系列單片

7、機(jī)所提供的存儲(chǔ)器（包括rom和 ram）資源，在理論講解其組織形式的基礎(chǔ)上，可以在ke訂 uvision2軟件單步運(yùn)行仿真實(shí)例的情況打開(kāi)相應(yīng)窗口查看 寄存器內(nèi)容。這樣不僅能使學(xué)生對(duì)單片機(jī)內(nèi)部的存儲(chǔ)器有一 個(gè)直觀的了解，更能使學(xué)生掌握其實(shí)際使用和程序調(diào)試方 法。在指令系統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中也可使用此方法，結(jié)合存儲(chǔ)器 知識(shí)和對(duì)每條指令執(zhí)行時(shí)存儲(chǔ)器變化情況的觀察，使學(xué)生能 夠深入了解各條指令本身及指令對(duì)存儲(chǔ)器和特殊寄存器的 影響，為以后的程序設(shè)計(jì)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。例如，在講解帶 進(jìn)位的加法指令addc時(shí)，可以在軟件的寄存器窗口看到這 條指令執(zhí)行后對(duì)cy、ac、ov、p等標(biāo)志位的影響，并根據(jù)具 體的簡(jiǎn)單程序?qū)?/p>

8、例觀察到程序執(zhí)行后對(duì)內(nèi)部ram區(qū)內(nèi)容的改 變，從而在學(xué)習(xí)新指令的同時(shí)，更進(jìn)一步熟悉了內(nèi)部ram區(qū) 的結(jié)構(gòu)。對(duì)于基本結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)的教學(xué)，利用仿真軟件演示具體 語(yǔ)句的執(zhí)行效果、算法的具體實(shí)現(xiàn)、程序中語(yǔ)法錯(cuò)誤的檢查 和邏輯錯(cuò)誤的驗(yàn)證等內(nèi)容。例如，在執(zhí)行簡(jiǎn)單的循環(huán)結(jié)構(gòu)的 程序時(shí)，可以在學(xué)生通過(guò)單步執(zhí)行每條指令熟悉程序結(jié)構(gòu)和 指令的同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生觀察pc指針的值的變化，以使學(xué)生 更易理解相對(duì)抽象的pc指針的概念。根據(jù)實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)， 這一方法對(duì)于解決pc指針抽象、難學(xué)的問(wèn)題效果明顯。有了上述這些實(shí)踐過(guò)程，系統(tǒng)擴(kuò)展及接口擴(kuò)展教學(xué)時(shí)， 學(xué)生已基本能夠自己調(diào)試一些小的程序，在這個(gè)階段應(yīng)注重 引導(dǎo)學(xué)生觀察端口的變

9、化，結(jié)合對(duì)理論教學(xué)實(shí)例的分析，對(duì) 比調(diào)試的結(jié)果，無(wú)需在實(shí)驗(yàn)箱或?qū)嶒?yàn)板上外接擴(kuò)展電路就可 達(dá)到使學(xué)生學(xué)會(huì)用單片機(jī)控制簡(jiǎn)單外圍設(shè)備的教學(xué)目標(biāo)。當(dāng) 然有條件的話這時(shí)就可以適當(dāng)加入實(shí)際的電路搭接的教學(xué) 內(nèi)容。此時(shí)學(xué)生搭接電路時(shí)已對(duì)單片機(jī)有個(gè)系統(tǒng)、完整的了 解，再進(jìn)入實(shí)踐環(huán)節(jié)會(huì)更加輕松。避免了模塊式教學(xué)法中學(xué) 生開(kāi)始就用單片機(jī)構(gòu)建系統(tǒng)導(dǎo)致很多學(xué)生構(gòu)建了幾個(gè)系統(tǒng) 以后還一頭霧水，不知道單片機(jī)究竟是怎樣工作的；也避免 了在學(xué)習(xí)的過(guò)程中做純粹的理論灌輸，使學(xué)生失去繼續(xù)學(xué)習(xí) 的興趣。3、利用keil uvision2軟件在傳統(tǒng)教學(xué)模式中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)利用該仿真軟件教學(xué)具有許多優(yōu)勢(shì)：第一、效率高。程 序修改、編譯后馬

10、上就可以看到效果，提高課堂教學(xué)效率； 第二、課堂教學(xué)效果好。教師可以用多媒體技術(shù)將仿真結(jié)果 投影在大屏幕上，統(tǒng)一分性、主動(dòng)性被充分調(diào)動(dòng)起來(lái)了，學(xué)習(xí)效率大大提高。(3)評(píng)價(jià)。及時(shí)表?yè)P(yáng)做得好的小組與個(gè)人，形成組間 交流，組內(nèi)小結(jié)，及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和方法的學(xué)習(xí)習(xí)慣。教師對(duì) 各小組的作品和協(xié)作情況加以評(píng)定，給出分?jǐn)?shù)。每次實(shí)踐課 都可展示優(yōu)秀的作品，激發(fā)學(xué)生追求完美的品質(zhì)，同時(shí)優(yōu)秀 的小組和個(gè)人要給予加分。還可以根據(jù)具體情況組織學(xué)習(xí)進(jìn) 行組間評(píng)比吸取他人的長(zhǎng)處為自己所用。四、結(jié)語(yǔ)以上是計(jì)算機(jī)教學(xué)的幾種方法，當(dāng)然還有其他方法有待 我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中不斷摸索、創(chuàng)新。不同的知識(shí)模塊適合不 同的教學(xué)方法，任何一種教學(xué)方法都不能涵蓋所有教學(xué)內(nèi) 容，每種教學(xué)方法都有局限性。因此，教師要善于綜合運(yùn)用 各種教學(xué)法，使之融會(huì)貫通，從而有效地提高學(xué)生綜合運(yùn)用 計(jì)算機(jī)的能力?！咀⑨尅? 田海梅，張燕.基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)的計(jì)算機(jī)專業(yè)課教學(xué)模 式j(luò) 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，20