单片机三段递进式教学模式实践和探索

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1、单片机三段递进式教学模式实践和探索　　摘要：针对单片机课程特点，设计了三段递进式教学模式，将教学分为模块化教学、工程综合实训及电子创新设计三个阶段，通过任务驱动，从知识传承、掌握基本技能，到综合训练及创新研究，学习效果明显提高，学生的实践应用能力显著增强。关键词：单片机；三段递进式；任务驱动作者简介：方向红（1969-），女，浙江松阳人，淮南联合大学机电系，高级讲师。（安徽淮南232038）基金项目：本文系2011年淮南联合大学教研项目（项目编号：JYB1104）的研究成果。中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1007-0079（2014）02-0091-026

2、单片机作为计算机发展的一个重要分支领域，广泛应用于工业控制系统中，单片机课程作为工业电气自动化、应用电子、机电一体化、电子信息及计算机应用等专业的主干课程，在人才培养课程体系中起着重要的地位。[1]单片机课程具有软硬件结合紧密、内部微观结构抽象、实践性强等特点。[2]过去，采用的是理论讲授和实验验证相隔离的传统教学形式，学生感觉理解困难，尤其是单片机的实践应用方面较为薄弱。[3]为改变这一现状，从2010年起，笔者在电类专业中推行三段递进式教学模式改革，即将单片机教学分为模块化教学、工程综合实训及电子创新设计三个阶段，通过确立各阶段教学的具体内容，制订课程教学标准，改革教学

3、方法和考核手段，取得了较好的效果。一、三段递进式教学模式单片机课程是在学习了C语言程序设计、电工、电子技术、传感器及检测技术的基础上，使学生掌握单片机应用系统的硬件电路设计与制作技术，能够进行单片机应用系统的程序设计与调试，培养学生的动手能力、工程素质和创新能力。基于这个目的，笔者设计了三段递进式教学模式，用两学期的时间完成，其具体含义如下：1.第一阶段：模块化教学，围绕基础知识及常见应用开展教学，符合学生的认知规律6笔者通过企业调研、分析单片机应用产品开发的典型工作过程，参考职业技能考核对单片机专项能力的要求，打破原有的教材体系，重新序化了教学内容，将单片机应用系统划分为

4、一个个基础应用模块。例如将并行口的应用划分为发光二极管控制、数码管控制、按键扫描及液晶芯片使用等几个模块。[4]每一模块本着“知识够用、简单实用、有利于提高”原则，分别设计了几个不同的任务，其内容的难易程度和对学生的能力要求呈逐步提高的趋势。每个模块最后都设有“发挥部分”单元，让学生能动脑思考，即学即用，在前面内容的基础上综合提高。例如：第一个应用模块——发光二极管控制，笔者分别设计了几个任务：点亮一个发光二极管→发光二极管闪烁10次→跑马灯→流水灯，发挥部分要求在跑马灯基础上做一改进，即每个发光二极管点亮过程中要闪烁6次。这是发光二极管闪烁10次和跑马灯的综合应用，让学生

5、动手尝试编制其单片机学习的第一个自主程序，难度不大，容易实现，从而体验成就感，激发学习兴趣。各模块之间、电路与电路之间、程序与程序之间，都保持着关联性，使学生在前一个电路或模块基础上，仅做少许改动，就可以开发出另一个电路或程序。这一阶段借助Proteus仿真软件和实验箱，主要在教室和实验室穿插进行。首先，理论知识传授和简单入门程序讲解在教室借助多媒体完成；然后，学生在实验室用ProteusIsis软件仿真电路、keilC51软件调试程序；调试成功后，再根据实验箱的原理图，进行接线、修改程序，完成硬件实现。“发挥部分”由学生在课余时间研究、思考，再到实验室验证其正确性。每个模

6、块学习结束，要求学生提交报告，对所做工作做一总结。这一阶段以解决任务为主线，将基础应用分解成一个个案例元，使学生加深单片机基础知识的理解，掌握其硬件连接及编程方法。6第一阶段的考核采用百分制，即平时考勤（20%）、过程化考核（50%）与期末考核（30%）相结合。过程化考核办法如下：学生每学完一个模块，完成各实训项目后，根据表1评定阶段成绩。学生在每个阶段都有自己的成绩，根据每个模块的难易程度，取加权平均值，为过程化考核成绩。期末考核采用机试方式，学生可以查阅相关资料，考查学生根据题目要求绘制仿真电路图、程序的编制及调试能力。机试题目由多题组成，各题根据难度不同，取不同分值。

7、学生可以根据自己的程度，选择其中几道排列组合，根据完成情况现场打分，体现出分层次考核的改革思路。2.第二阶段：工程综合实训，以典型应用产品作为载体，体验实际产品的制作过程6在学完第一阶段所有内容后，由教师按照兼顾实用性、可操作性、可扩展性的原则，选取几种单片机典型应用产品作为实训题目，如摇摇棒、简易密码锁、数字时钟和电子琴等，这些题目在书本及网络上很容易查到相关资料。它们既是第一阶段各模块内容的综合应用，又加入了新的芯片原理及应用，因而是第一阶段教学内容的补充、综合和深化。如数字时钟电路中既包含了基础应用部分的单片