项目驱动教学模式应用到高职单片机C 语言教学中的探索与实践

1、项目驱动教学模式应用到高职单片机C语言教学中的探索与实践(张春龙,黑龙江生态工程职业学院,150025摘要:针对高等职业院校单片机C 语言课程教与学的特点,改变了传统的教学模式,以一个实际项目为主线,将单片机C 语言课程的知识点穿插其中,实现单片机教学做一体,引导学生边做边学,在动手中学会单片机课程。关键词:高职;项目驱动;单片机C 语言单片机课程是一门应用性较强、学习难度很大的课程,学生需要经过一番动手操作、苦心钻研以后,才能基本弄清其原理。使大部分学生对这门课程学习起来总感觉到枯燥无味,有些学生甚至学习后不知单片机为何物。作为高等职业院校专业教师,有必要对当前的单片机教学模式进行改革,而改

2、革的重点应紧扣高职高专培养人才的目标,把培养学生的实践能力作为课程改革的方向,其中,将项目驱动引入到高职单片机教学当中,不失为一种好的教学方法。当前单片机课程教学的发展趋势大多以C 语言为主,汇编语言为辅。C 语言用于开发单片机有很多优势,无论是嵌入式系统研发还是高等职业电子设计竞赛、毕业设计等,一般都是以C 语言为主要开发工具。目前,很多高等职业院校都紧跟产业的发展趋势,已经将“单片机C 语言程序设计“列为电子类专业的一门重要的实践课程。一、高职单片机C 语言课程沿用传统教学模式的弊端传统模式基本上沿用单片机汇编语言的教学模式,先讲微机原理、单片机的内核结构,再讲C51 的数据运算、控制语句

3、、数据类型、函数、模块化程序设计,最后再讲接口的C51语言编程和单片机的内部资源,并配以一些简单的验证性实验。这种模式虽然思路清晰,结构严谨,但在高职教学中存在着很多弊端:1、学生的学习兴趣不浓。将C51 的基础知识放在一起讲,众多复杂的运算符、数据类型、控制语句、函数等知识很容易使学生枯燥,而且不知道用在什么地方。在实训箱上做的都是一些验证性实验,激发不了学生的学习兴趣。50%的学生学到C51编程的基础知识时就产生了厌烦情绪,80%多的学生学到接口的C51 语言编程和单片机的内部资源就对这门课程失去了信心。学生学习没有兴趣,严重影响教学质量。2、学生的实际动手能力差。传统模式注重理论教学,强

4、调课程的学科性、系统性、完整性,很容易造成学生的动手能力不强的问题。但高职电子类专业培养的是高端技能型人才,其教学内容的选择应侧重能力的培养和技能的训练,理论教学以够用为度,不必面面俱到。3、学生对单片机硬件掌握差。单片机的应用系统包含两方面的设计即硬件设计和软件设计,硬件设计是基础,软件设计是使硬件发挥作用的动力。传统模式只注重C51软件编程方面的教学,在现成的实训箱上做一些验证性的实验,实验电路事先已经全部搭好,学生对每次实验的硬件电路很难深入,甚至有些连核心的集成块都没见过,因此,学生很难将所学的软件知识和硬件知识联系起来。可见,传统模式已不能很好地适应高职培养人才的要求,高职院校教师应

5、从这门课实践性很强的特点出发进行教学模式创新,激发学生的主体意识,以培养学生的动手能力为目标,实现单片机教学做一体的教学模式,引导学生边做边学,激发学生的学习热情,让学生自己想学,在动手中学会这门课程。二、如何把项目驱动教学运用到单片机C 语言课程所谓项目驱动是指在教学过程中以项目为主线来展开,把相关的知识融入到项目的环节中去,层层推进。通过对问题的深入或功能扩充,来拓宽知识的深度和广度,直至得到完整的项目解决方案,从而同时达到学习知识、培养能力的目的。单片机C 语言技术具有很强的实践性的特点,要使学生较好的掌握这门技术,除了传授给学生基本的知识外,树立学生系统的、完整的项目概念也尤为重要。基

6、于项目驱动教学,我们尝试的方法就是整门课程围绕一个实际的单片机开发项目展开,以项目的开发步骤为顺序,将单片机C 语言的各个知识点拆分,插入到项目开发的过程中。引导学生边做边学,在动手中学习这门课程,要求学生每个人都要做出这个项目的实物作品。一方面,学生在项目的实际开发过程来学习课程的知识点,这样学的知识更牢固,能学以致用,有看得见摸得着的实际作品,学生的学习积极性和兴趣将大大提高;另外方面,在项目驱动情景的作用下,学生头脑中始终有一个完整项目的概念,可以达到单片机技术在工程项目使用的目的。三、项目驱动教学法设计1、项目的选择。考虑到高职学生的实际接受水平,课程设计中实际的单片机开发项目不能选的

7、太难,即要让学生喜闻乐见,容易接受,培养学生的积极性和自信心,又要将大部分的单片机和C51 的知识点贯穿进去。我们选择的是比较经典的基于单片机的数字钟设计这个项目,单片机选用AT89C51,其内核和指令系统与标准的80C51 完全一样,而且内部有4KB 的FlashMemory,可通过下载线随时改写程序,很适合初学者编程练习。整个项目系统包括:共阴极8 位数码管,驱动数码管的芯片采用74LS245缓冲器;键盘扫描电路;串口通信接口电路;蜂鸣器路;DS1302时钟模块;DS18B20 数字温度模块;ISP下载接口电路等。对于单片机学习者而言这个项目基本上是一道槛,掌握了基于单片机数字钟设计的硬件

8、和软件程序,就可大大激发学生的学习兴趣,基本上树立完整项目的概念,帮助学生完成项目驱动中的“思路建构“,为以后的进一步学习和工作夯实基础。2、硬件与软件设施的准备。该课程一定要在教学做的一体化教室进行,我们要求学生有一块面包板,最终目的是实际做出基于单片机的电子时钟作品实物来。课上之初要求学生务必对各个零件的工作原理和特性非常熟悉。叫学生准备好电子制作所必需的工具,如万用表、电烙铁等。老师给学生准备好keilunision软件,Proteus仿真软件。以后要经历仿真、布线、焊接、编程、调试、修改、再调试、再修改的整个项目开发过程,使学生真正理解单片机项目开发是怎样进行的。3、项目驱动教学在课堂

9、教学过程中的实施。在讲课之前,先交代这节课的学习目标,现场演示本节课要实现的现象,让学生先见到现象,培养出兴趣;再深入学习,掌握知识点;从现象到理论,再从理论到现象。这样使学生学习是主动的、探索性的。然后依据单片机技术的开发过程,有目的性的将单片机C 语言整门课程的知识点贯穿具体的开发过程中。当讲单片机的内部结构和引脚时,教师可以在现场给学生利用Proteus仿真软件画出一个AT89SC51 的单片机最小系统,在P1.0上接一个发光二极管,通过编写几条简单的C51程序就可以让二极管发光,学生会感觉程序指令很神奇。这时就可以讲授C51赋值指令,接下来要求学生编写程序来控制二极管闪烁,这时就要讲到

10、延时程序的编写,然后再将相关涉及到的C语句进行拆分讲解。当学生自己编程、仿真使单片机驱动的发光二极管闪烁了,他的成就感马上就有了,学习兴趣也就激发了。当上述效果达到后,就让学生在实际的开发板上动手焊接,重现Proteus的仿真功能,从而完全达到学以致用。整个过程要让学生真正的根据实际项目需求搭接电路。例如在讲到单片机驱动多位LED 数码管显示的项目时,先给学生现场看到数字钟多位数码管显示的实际效果,让学生认真思考单片机是如何来驱动数码管的。然后从难度稍低的单片机如何驱动LED 数码管静态显示过渡到单片机如何驱动LED 数码管动态显示。整个过程也是由教师先画好Proteus仿真图,现场利用C51编程程序,将涉及到的C51 知识再拆分讲解,程序编完后,然后再Proteus 仿真,最后学生在硬件上焊接、编程、调试实现项目要求。这门课程整个授课过程都是依照这样的思路,讲到部分,就设计哪部分的电路,教师现场编程,并详细讲解与其有关的C51 知识,程序编完后用Proteus仿真,仿真成功后,要求学生把这部分电路焊到面包板上,在电脑上编程、调试等,最终达到设计要求。这样当项目在教师的指导下全部完成时,这门课的主要知识点也讲授完了,这样学生是主动的学完本门课程,不但培养了学生的兴趣,也加深了知识的掌握。四、结束语高等职业院校单片机课程教学的改革创新势在