项目教学法对流水灯系统教学的改革与创新

项目教学法对流水灯系统教学的改革与创新摘 要：笔者以做中学、理实一体化为突破口对单片机进行项目教学改革与探索，解决对中职学生学习单片机效率低下的问题。结合流水灯这一具体教学实例，本文详细论述了教、学、做一体化的实施基础、实施载体、实施途径和实施效果。【关键词】：单片机、项目教学、流水灯、教-学-做一体化； 一、中职学校单片机教学的现状分析单片机的教学一直是中等职业学校的一大教学难点，传统的单片机教学方法，从单片机的指令系统讲起，再过度到单片机硬件知识，最后进行单片机实验把指令与硬件结合在一起。按照这一教学流程，在学习指令系统就已经有一大批学生会枯燥和乏味甚而厌学，当进行到单片机实训教学阶段时能跟得上教学进度的继续保持良好学习兴趣与学习动力的更是屈指可数，这就谈不上对知识的理解和掌握，更不可能实现能力的培养和提高。二、中职学生学习单片机困难原因的分析通过对中职学生学习单片机问题的调查发现以下几点：（1）、计算机基础差，尤其没有计算机语言基础，面对汇编语言系统畏难情绪严重。（2）、学生对单片机课程内容没有兴趣，枯燥乏味、被动学习者居多。（3）、教师传授的知识与应用结合不紧密，知识与应用间隔时间太长，知识遗忘严重，学生不能及时转化知识为技能。（4）、单片机实训教学一般采用现有的实验教学设备，学生对实验装置的电路原理、工作原理及结构不熟悉，学生实训时很难参与到电路设计的细节中，阻碍了学生的动手能力与创新能力的提高。（5）、单片机传统教学中未引入工程项目实例设计，导致学生缺乏全局设计能力，动手能力普遍较差，学生学习缺乏应用性指导。三、针对以上问题进行的改革措施（1）改革教学模式，实现教、学、做一体化，以项目实例为教学载体，以任务为驱动方式开展教学，学生变被动式学习为主动学习，将理论、实训结合起来，变平面学习为立体学习，引导学生边做边学，实现教-学-做一体化的创新模式。（2）实训项目的优化为充分激发学生学习兴趣，让实训项目具有可操作性，学生参与的准入门槛低，笔者以流水灯系统为载体把知识融入到项目教学的各个任务中去，学生自主设计电路并进行装配调试，熟悉系统结构与工作原理。（3）更换编程语言系统摒弃复杂的汇编语言，利用C语言程序结构简洁、紧凑、规整，表达式简练、使用灵活、具有丰富的运算符、丰富的数据类型与丰富的运算符等特点。中职学生学习C语言完成流水灯系统设计比汇编语言所需时间更短，学生实现单片机的入门更快，坚实学生学好单片机的信心。四、流水灯系统教学的改革1、流水灯系统简介单片机流水灯系统利用单片机的I/O口实现LED发光二极管的控制。在上图中，R1-R8为LED1LED8的限流电阻，R11、C3和S2组成单片机复位电路、S1和R10组成独立按键；C1、C2、Y1组成单片机的时钟电路。2、流水灯系统原有教学方式学校添置单片机实验箱之后，流水灯系统的教学从粉笔、黑板时代跃迁到多媒体、电脑仿真、实验箱的现代化职业教育时代，但是实验箱的功能众多，电路结构复杂，工作原理对于中职学生来说较为复杂，对流水灯这部分电路的分析、讲解往往要花上3课时左右而教学效果却不尽人意。3、改革后的教学方式流水灯系统让学生在老师指导下自主设计，并用万用板自己焊接，这样不仅可以提高学生的动手能力，还可以使学生熟悉单片机控制电路原理及结构，即提升了教学效果，又缩短了教学时间还让学生体会到了学习成就感，每位学生拥有一套自己设计的单片机实验板也方便了后阶段的教学活动开展。4、项目实施流程“项目需求分析”“控制系统总体方案设计”“DXP 2004设计电路”“在万用板上插装元器件并焊接”“硬件电路调试”。“任务分析”“设计流程图”“软件编程设计”“软件仿真调试”“系统联调”“形成系统”。五、流水灯系统任务设置任务1、利用DXP 2004完成单片机流水灯系统设计任务。（10分）任务2、教师核查图纸后学生进行流水灯系统的装配与调试任务。（20分）任务3、设计1只LED闪烁程序、并绘制程序流程图。（10分）任务4、设计8只LED闪烁程序、并绘制程序流程图。（15分）任务5、设计8LED逐一点亮程序、并绘制程序流程图。（15分）任务6、设计1只按键控制LED正反滚动显示、并绘制程序流程图。（15分）任务7、设计1只按键控制的花样显示程序、并绘制程序流程图。（15分）流水灯系统非常适合初学者，完成控制任务所需的知识可浅可深、知识面可窄可宽、设计灵活多变，可满足不同层析学生的需求。在对任务单设计时采用了任务驱动的阶梯式学习方案，任务制定的顺序由浅入深，由易到难，把单片机的基础知识完全融合到任务中，把知识和应用、实践结合到一起，学生也由被动式学习变主动式学习。在任务设计时也考虑到分层教学，对于基础薄弱的学生完成任务1-5，而基础较好学习兴趣浓厚的学生可在任务6、7中充分发挥创造力。六、实施目的序号任务考察的知识与培养能力1用DXP 2004设计单片机流水灯系统。Dxp绘制原理图、单片机最小系统设计、电子技术基础知识2对流水灯系统进行装配与调试。单片机硬件知识、装配焊接工艺、元件布局与走线设计、电路调试与检修3设计1只LED闪烁程序。KEIL操作使用、用C51实现位控制、掌握单片机工作原理、了解单片机延时原理，会识读while、for语句编写的延时程序、掌握程序编译、程序仿真调试及程序下载方法4设计8只LED整体闪烁程序。数据类型的处理、用C51语句实现字的控制、掌握单片机延时工作原理、熟练用while、for语句编写几种延时程序5设计8LED逐一点亮程序。对字的移位处理、运算符的使用，循环嵌套使用。6设计由按键控制LED正反滚动显示。按键检测、数组概念、增减量控制、循环体结构、条件判断语句、intrins.h头文件功能7设计按键控制的花样显示程序。按键检测、一键多功能、数组查表、增减量控制、循环体结构、条件判断语句七、实施方法在任务1、2中教师处于主导地位，与学生充分交流和探讨，帮助完成主要设计和确定总体方案；在任务3中指导教师由主导变成帮扶再逐渐演变成协助，从任务3开始越来越多的内容由学生独立完成，教师只需定期检查任务进程，并对难点问题进行及时指导；而在任务7、8中教师更多地是在扮演“咨询师”的角色，学生完全成为项目实施过程的中心，教师的作用主要是引导学生一步步迈向成功，并体验学习的成功感、成就感。八、改革取得教学成果与效果经过一年来的改革研究与实践，我校电子专业单片机课程取得了良好的教学效果，基本实现了预期目标。成效主要体现在：（1）学习主动性明显提高，学习效率提高、对单片机学习兴趣浓厚。（2）学习目的更加明确、学生设计的各种花样流水灯。（3）学生快速掌握KEIL软件操作方法、c语言程序设计思路，学习效果显著。（4）参加单片机设计技能竞赛荣获三等奖。【参考文献】：1、熊春如；彭小娟；刘世安 项目驱动在高职单片机C语言教学中的实践 职教论坛 2