浅议产品教学法在高职高专单片机教学中的应用

2022-09-16

1 高职高专单片机教学中遇到的困境及解决思路

1.1 高职高专教育教学中遇到的困难

高职高专教育的特点来看, 主要要培养学生的实践能力, 而实践能力的培养单靠课堂理论加课外实验、实训是远远不够的, 原因有三。第一, 从高职高专学制上来看, 一般学制为三年, 其中要有一年以上作为实习时间, 所以在校时间非常有限, 而要在有限的时间之内完成特定专业课程的学习是很困难的, 这样会造成理论不透, 技术不精的局面。第二, 从高职高专学生的知识基础来看, 高职高专的学生有自己的特点, 一般情况下知识积累、逻辑思维能力不及普通本科学员, 但是动手能力、形象思维高于本科学员, 所以单纯的套用一般技术类本科学校的教育教学模式是行不通的。第三, 从高职高专学生的学习兴趣来看, 高职高专学生不喜欢枯燥的理论知识, 然而对于实践方面的学习具有浓厚的兴趣。

如何解决这些问题将是摆在每一位从事高职高专教学和关心高职高专教育前途及发展人员面前的一道难题。

1.2 高职高专单片机教学中所遇到的困难

每个专业及每门课程有各自的特点, 有适合各自的教育教学方法, 就目前单片机这门课程的教育教学而言, 有如下特点:第一, 从教材上看, 内容上大多采用章节形式。第二, 从教学内容看, 以理论为主;以80c51单片机为例, 主要讲授80c51的结构和工作原理, 还有一些接口技术也是理论层面的。第三, 实践教学很难开展, 一学期的时间主要用在理论教学上, 留给实践的实践很少;第四, 从教学效果看, 学生学完单片机之后, 只掌握了什么是单片机和单片机是怎么工作的, 但是在实际应用能力很弱, 甚至最简单的应用都很难实现。

1.3 什么是案例教学法

案例教学法, 从广义上讲, 案例教学是通过对一个具体情景的描述, 引导学生对这些特殊情景进行讨论的一种教学方法。因此, 案例教学是一种教与学两方直接参与, 共同对案例或疑难问题进行讨论的、合作式的教学方法。

“案例教学法”有如下优点:第一, 案例教学注重学生的创造能力和实际解决问题能力的发展, 而不仅仅是获得固定的原理、规则。它所解决的是如何用更有效的方式 (不只是传授、讲座) 获得这些知识。第二, 学生通过案例教学得到的知识是内化了的知识, 虽然他不一定能把所学到的知识一一罗列出来, 但他逐渐学会了如何处理众多的疑难问题。第三, 通过案例教学, 学生不仅可以从中获得认知的知识, 而且有助于提高其表达、讨论技能, 增强其面对困难的自信心。第四, 案例教学大大缩短了教学情景与实际生活情境的差距。第五, 案例可以把抽象的原理、概念等具体化, 把他们置于一定的实际情景之中, 学习者可以清楚地认识到这些原理、概念在实际生活中的用处、表现, 增进其学习兴趣和动力, 同时也会恰当地掌握它所具有的特定含义和意义。

1.4 产品教学法

从“案例教学法”的优点来看, 正好可以解决单片机教学中所面临的难题。如果把“案例教学法”文科性质的教学领域迁移到工科性质的单片机教学中的话, 会很好的解决目前所面临的困境。在工科教学中可以叫做“产品教学法”。

2 产品教学法在单片机教学中的应用

2.1 整体思路

把整个教学过程与实践过程完全结合, 采用演绎法。先以产品制作为教学的主线, 在制作中遇到的问题, 学生可以查相关资料进行解决, 若学生无法自我解决, 可以求助于专业教师经行解决, 通过对产品的制作, 掌握与产品相关的知识, 最后再经行总结和分析, 形成系统化的理论和技能。

2.2“产品教学法”实例 (利用ATMAGE16L制作电子钟)

2.2.1 备课

学生:前期课程有模拟电子技术、数字电子技术、c语言基础。掌握单片机的结构和原理、单片机的指令系统、单片机开发流程及相关应用软件的使用 (c语言编辑、下载调试软件) 。

教材:《单片机原理及应用技术》第二版李全利主编, 共有九章。内容涉及单片机的结构和原理、单片机的指令系统、单片机程序设计、单片机的中断及定时系统、单片机接口技术等。

2.2.2 教学过程

产品:液晶显示的电子钟。

(1) 基础知识讲解: (1) c语言编辑器的使用。Code Vision AVR C Compiler的使用简介:软件的安装、窗口功能的介绍、熔丝位的设定、c语言编程思想 (有c语言基础的学生) 、程序调试、编程实例演示等。 (2) 下载器的使用。AVR STUDIO4仿真调试软件简介:编译器将源代码编译成目标代码 (Object code) 。生成的这种目标代码可以应用到仿真器中, 例如ATMELAVR Simulator, 或者如ATMEL AVR In-Circuit Emulator的仿真器。汇编器同时也生成了PROMable代码 (PROMable code) , 可以直接下载到AVR单片机的程序存储器中运行。以及下载调试方法简介。 (3) 开发板的使用简介。 (4) C语言基本函数介绍:比如, 此教学中会涉及到Code Vision AVR C Compiler中的延时函数delay_ms () 、delay_us () , 液晶显示函数lcd_char () , 循环语句等。

(2) 涉及知识:在教学中将涉及到单片机原理和应用及相关知识有:单片机时钟的产生、单片机并行口的功能、单片机的引脚及封装形式、单片机的测控接口 (D/A转换器与单片机接口、A/D转换器与单片机接口) 和LCD液晶显示屏的原理和接口技术等。

(3) 教学步骤:整个教学过程分为以下几步完成进行:制作之前, 复习和预习产品涉及的相关知识;设计制作电路原理图;作出设计流程图, 编出程序;在开发机上经编程、调试;调试无误之后, 将程序烧制到mega16单片机上;最后焊接电路, 完成产品;进行课后总结, 让学生写出制作报告, 提出在制作中遇到的问题, 专业教师针对性进行讲解。