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【關(guān)鍵詞】單片機(jī);接口技術(shù);教學(xué)實(shí)驗(yàn)
單片機(jī)實(shí)驗(yàn)在單片機(jī)理論教學(xué)中,具有非常重要的實(shí)踐作用。我們通過(guò)單片機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn),可以很好的提升學(xué)生動(dòng)手能力,讓學(xué)生在動(dòng)手的過(guò)程中認(rèn)識(shí)到其工作的特性和原理,對(duì)理論知識(shí)有一個(gè)非常直觀、系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和了解;除此之外,還可以加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的印象和解讀能力,使得學(xué)生在實(shí)踐的過(guò)程中掌握單片機(jī)的關(guān)鍵理論知識(shí)和相關(guān)技術(shù)。
一、現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的不足
1、內(nèi)容的系統(tǒng)性存在缺陷。實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)時(shí)在課程總學(xué)時(shí)當(dāng)中受到非常明顯的遏制,假如說(shuō)在原有的計(jì)劃上安排了10個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課程,但是這些實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)對(duì)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐需求是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。為了在有限的時(shí)間內(nèi)把單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容最大化講解,實(shí)驗(yàn)課程的環(huán)節(jié)中穿插了非常多的論證性實(shí)驗(yàn),并且教師會(huì)給出一定的程序步驟。在實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,學(xué)生都是被動(dòng)跟著教師進(jìn)行,對(duì)于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的認(rèn)識(shí)依然停留在書(shū)本知識(shí)方面,缺少新器件和電路應(yīng)用方面的實(shí)際操作訓(xùn)練。雖然說(shuō)這么做加快了實(shí)驗(yàn)的周期時(shí)間,但是本著實(shí)驗(yàn)課程鍛煉學(xué)生的實(shí)踐操作能力和思維能力的目標(biāo)依然沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。雖然說(shuō)部分學(xué)生對(duì)于知識(shí)是一知半解,但是完全依照書(shū)本操作步驟進(jìn)行,也可以完成相關(guān)的實(shí)驗(yàn),但是這樣的情況依然無(wú)法滿足學(xué)生訓(xùn)練單片機(jī)內(nèi)容的實(shí)踐操作要求。
2、時(shí)間的靈活性非常古板。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)成績(jī)是課程總成績(jī)的少部分,因此當(dāng)課堂教學(xué)內(nèi)容全部結(jié)束的時(shí)候,所有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程都要結(jié)束,要不然會(huì)影響到學(xué)校安排考試和成績(jī)測(cè)評(píng)的安排,鑒于這樣的原因,實(shí)驗(yàn)周期時(shí)間短和相對(duì)集中就成為了主要問(wèn)題。在這部分時(shí)間內(nèi),實(shí)驗(yàn)室出現(xiàn)高負(fù)荷情況,每個(gè)班級(jí)的實(shí)驗(yàn)時(shí)間都安排的很集中,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)下組學(xué)生等待上組學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)設(shè)備的情況,靈活的時(shí)間因此受到非常大的限制,并且影響到學(xué)生實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)質(zhì)量。
3、綜合性實(shí)驗(yàn)無(wú)法開(kāi)展。因?yàn)閱纹瑱C(jī)的價(jià)格非常低廉,體積還很小,相應(yīng)的功能也在不斷的完善,成為現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)中非常理想的一種微控單元核心構(gòu)件,尤其實(shí)在工業(yè)過(guò)程控制和智能儀器儀表方面應(yīng)用非常廣泛。單片機(jī)實(shí)例應(yīng)用是非常容易就可以被利用在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中的,因?yàn)檫@樣不單單可以讓學(xué)生建立一個(gè)非常系統(tǒng)的單片機(jī)知識(shí)系統(tǒng),還能夠讓學(xué)生體驗(yàn)到單片機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中的價(jià)值。但是因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)教學(xué)情況的限制,如此綜合性的教學(xué)實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有被安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,只是作為小部分的選修內(nèi)容。
二、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效改革
1、專門(mén)開(kāi)設(shè)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程。真正意義上掌握單片機(jī)的理論知識(shí),必要的實(shí)踐操作是不能缺少的?,F(xiàn)在的學(xué)生普遍感覺(jué)到單片機(jī)的理論知識(shí)很難把握,最主要的一個(gè)原因就是實(shí)踐操作程度的不深刻,所以在改革單片機(jī)原理和接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的時(shí)候,必須把理論教育和實(shí)踐操作一分為二。把傳統(tǒng)課本知識(shí)中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容全部分離開(kāi)來(lái),重新進(jìn)行規(guī)劃和分類,并且為此專門(mén)編纂特定的實(shí)驗(yàn)教材,從根本地位方面改變實(shí)驗(yàn)教學(xué)的存在價(jià)值。如此一來(lái),實(shí)驗(yàn)課時(shí)得到了充分的保證,并且在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排方面更加全面和具體,可以讓學(xué)生在程序編寫(xiě)、通訊方式、存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)綜合應(yīng)用方面得到全方位的訓(xùn)練和提升。目的是培養(yǎng)學(xué)生正確地思維方法和健康的學(xué)習(xí)態(tài)度。
2、柔和化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間。單片機(jī)課程被設(shè)置為單獨(dú)的實(shí)驗(yàn)課程之后,就不會(huì)依附于傳統(tǒng)的理論知識(shí)教育,所以說(shuō)在時(shí)間的安排方面非常充裕,基本上實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)時(shí)間的真正開(kāi)放。實(shí)驗(yàn)時(shí)間貫穿于整個(gè)學(xué)期,每個(gè)小組之間可以進(jìn)行不同類別的實(shí)驗(yàn),隨后進(jìn)行對(duì)比和交流。實(shí)驗(yàn)時(shí)間不再依照傳統(tǒng)理論課程時(shí)間的安排,而是全天都在實(shí)驗(yàn),目的是確保不同層次的學(xué)生有充分的消化知識(shí)時(shí)間。實(shí)驗(yàn)課程的時(shí)間占據(jù)總課時(shí)的50%,學(xué)生可以自身學(xué)習(xí)的需要選擇實(shí)驗(yàn)的類型。對(duì)于選修課程,不再要求學(xué)生在一個(gè)單元課時(shí)內(nèi)完成,一個(gè)實(shí)驗(yàn)可以分成若干個(gè)小實(shí)驗(yàn)進(jìn)行,留給學(xué)生充分思考的時(shí)間。
3、層次分明的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容可以大致分為三部分,就是①基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)部分,②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)部分,③系統(tǒng)試驗(yàn)部分?;A(chǔ)實(shí)驗(yàn)就是說(shuō)對(duì)單片機(jī)基本知識(shí)的理解和學(xué)習(xí),讓學(xué)生根據(jù)指導(dǎo)書(shū)中的步驟設(shè)計(jì)進(jìn)行,教師編寫(xiě)非常系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)步驟,使得學(xué)生在完成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)之后,具備一定的總結(jié)和編程能力。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)就是說(shuō)對(duì)某一個(gè)單獨(dú)的方面進(jìn)行深入化的研究分析,只是針對(duì)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行認(rèn)真討論,要求學(xué)生自己動(dòng)手設(shè)計(jì)路線、編寫(xiě)程序、自行調(diào)試、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和修改等。系統(tǒng)試驗(yàn)就是對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容和專業(yè)領(lǐng)域設(shè)計(jì)內(nèi)容,采用應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式。
4、虛擬仿真技術(shù)和實(shí)踐操作技術(shù)的完美結(jié)合。Proteus是現(xiàn)在最好的電路仿真實(shí)驗(yàn)軟件,其中具備非常優(yōu)秀的數(shù)字電路、模擬電路和電路系統(tǒng),支持AVR和51系列等主流單片機(jī)系統(tǒng)和不同樣的調(diào)試環(huán)境。比如說(shuō)Keil C51 uVision2 軟件,就是一款很好的單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)軟件。所以說(shuō)在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課程改革過(guò)程中,我們將Proteus融入到單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中,要求學(xué)生在掌握基礎(chǔ)知識(shí)之上,對(duì)于一些綜合性的實(shí)驗(yàn),學(xué)會(huì)使用Proteus軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)和修正,然后再把自己做實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容移植到實(shí)驗(yàn)室硬件電路當(dāng)中。很好的減小了原材料的損耗,也達(dá)到了訓(xùn)練學(xué)生操作能力的目的。
5、改良實(shí)驗(yàn)課程的測(cè)評(píng)方式。完善測(cè)評(píng)方式不單單是對(duì)學(xué)生所掌握知識(shí)的一個(gè)客觀評(píng)價(jià)、對(duì)學(xué)生實(shí)踐操作能力的肯定,更是成為激勵(lì)學(xué)生努力學(xué)習(xí)的手段。測(cè)評(píng)的方式要具有一定的公平性和公正性。學(xué)生進(jìn)行的每一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)記錄都占據(jù)一定的分值,學(xué)校不再需要進(jìn)行單獨(dú)的實(shí)驗(yàn)測(cè)驗(yàn),而是對(duì)學(xué)生整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),盡可能規(guī)避偶然性和片面性情況的出現(xiàn)。
總結(jié):?jiǎn)纹瑱C(jī)原理和接口技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué),最終目的是鍛煉學(xué)生的動(dòng)手解決問(wèn)題的能力,所以在掌握理論知識(shí)的前提下,學(xué)習(xí)和熟練應(yīng)用實(shí)驗(yàn)方法是非常關(guān)鍵的。因?yàn)閱纹瑱C(jī)實(shí)驗(yàn)教育是一項(xiàng)漫長(zhǎng)久遠(yuǎn)的任務(wù)目標(biāo),所有我們?cè)谥挥袉纹瑱C(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上,融入科學(xué)發(fā)展觀的理念,才可以更好的建立一套實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合體系,順應(yīng)時(shí)展的要求。
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關(guān)鍵詞:翻轉(zhuǎn)課堂;新型教學(xué)模式;實(shí)踐教學(xué);改革策略
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2016)48-0152-02
單片機(jī)原理及接口技術(shù)作為一門(mén)對(duì)實(shí)踐技能和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)要求相當(dāng)高的課程,在教學(xué)的過(guò)程中,教師需要帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行大量的實(shí)踐活動(dòng),這樣才能保障學(xué)生在完成理論知識(shí)的學(xué)習(xí)之后能夠?qū)⑵鋺?yīng)用到實(shí)踐的過(guò)程當(dāng)中,培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。然而,在目前我國(guó)大部分高校和院校當(dāng)中,對(duì)于單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程的教學(xué)依然還停留在大量理論知識(shí)的傳授上,實(shí)踐教學(xué)的課時(shí)和力度都有所不足。這就導(dǎo)致了學(xué)生雖然具備深厚的理論知識(shí),但是卻無(wú)法很好的將其應(yīng)用到實(shí)際的工作當(dāng)中。而在社會(huì)的職場(chǎng)當(dāng)中,企業(yè)尤為看中的就是員工的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐技能,學(xué)生的不足很容易讓他們?cè)诼殘?chǎng)中失去競(jìng)爭(zhēng)力,影響他們未來(lái)的職業(yè)發(fā)展。那么,要如何才能提高學(xué)生的實(shí)踐能力,豐富他們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),使學(xué)生在職場(chǎng)上更具有競(jìng)爭(zhēng)力呢?筆者在本文中將從教學(xué)改革,特別是實(shí)踐教學(xué)改革方面來(lái)闡述自己的觀點(diǎn)。
一、目前單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程教學(xué)所存在的問(wèn)題
要想進(jìn)行教學(xué)改革,首先要了解現(xiàn)在教學(xué)過(guò)程中所存在的問(wèn)題。從筆者的觀察來(lái)看,目前在單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程教學(xué)中主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題。
1.傳統(tǒng)的教學(xué)模式忽略學(xué)生的感受。在現(xiàn)在大多數(shù)的高校和院校之中,所采取的教學(xué)方法還是傳統(tǒng)的以教師為中心、著重理論知識(shí)的傳授方式。在這樣的情況下,學(xué)生很難參與到課程當(dāng)中,學(xué)生缺乏參與感,就更加難以提起學(xué)習(xí)的興趣,也無(wú)法在接下來(lái)的實(shí)踐過(guò)程當(dāng)中很好的完成教師所布置的訓(xùn)練。
2.實(shí)踐內(nèi)容單一。這是目前的單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程實(shí)踐教學(xué)中存在的非常嚴(yán)重的一個(gè)問(wèn)題。大部分的實(shí)踐教學(xué)都是一些常用的實(shí)踐內(nèi)容,比如說(shuō)I/O口、LED等。并且從實(shí)踐的內(nèi)容來(lái)看,大部分的實(shí)踐都是屬于驗(yàn)證型,而對(duì)于綜合型以及設(shè)計(jì)型的實(shí)踐內(nèi)容相對(duì)較少。對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō),驗(yàn)證型的實(shí)踐內(nèi)容雖然能夠鍛煉他們的動(dòng)手能力,但是卻缺乏對(duì)學(xué)生思考問(wèn)題和創(chuàng)造性的能力的鍛煉。
3.實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與理論知識(shí)脫節(jié)。從目前的單片機(jī)原理與接口技術(shù)實(shí)踐教學(xué)來(lái)看,大部分的實(shí)踐內(nèi)容都已經(jīng)與現(xiàn)代的行業(yè)發(fā)展和行業(yè)需求脫節(jié),實(shí)踐內(nèi)容遠(yuǎn)不及行業(yè)當(dāng)下的發(fā)展形勢(shì)和發(fā)展?fàn)顩r。這樣一來(lái),就無(wú)法達(dá)到通過(guò)實(shí)踐教學(xué)讓學(xué)生擁有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),以適應(yīng)在未來(lái)職業(yè)生涯中行業(yè)的發(fā)展,提高學(xué)生在職場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力的目的。
二、翻轉(zhuǎn)課堂的作用
翻轉(zhuǎn)課堂(Flipped Class)也叫做顛倒課堂(Inverted Classroom),是一種顛覆了傳統(tǒng)教學(xué)模式的新型教學(xué)模式。翻轉(zhuǎn)課堂主要是以微課程為主,將課程的內(nèi)容分割、切碎為多個(gè)知識(shí)碎片,在每一個(gè)知識(shí)碎片中又存在著內(nèi)部的聯(lián)系,學(xué)生可以在課堂外的任何地方,利用網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)。這樣的教學(xué)模式更加高效,也能夠培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力以及思考問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的習(xí)慣。而在單片機(jī)原理與接口技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)中,采取翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式主要有以下幾點(diǎn)好處。
1.節(jié)約課時(shí)。采取翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式,最重要的優(yōu)勢(shì)就是可以節(jié)約單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程的課時(shí)。單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程是一門(mén)非常復(fù)雜的學(xué)科,本身就存在著課時(shí)較少的問(wèn)題。而翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式,可以讓學(xué)生在課外就能夠?qū)ο嚓P(guān)的理論知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí),這樣一來(lái)就節(jié)約了在課堂上理論知識(shí)的授課時(shí)間,并且利用多余出來(lái)的課時(shí)進(jìn)行更多的實(shí)踐活動(dòng)。
2.培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。在翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式中,學(xué)生前期的學(xué)習(xí)主要是在課外對(duì)微課程的學(xué)習(xí)。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中要鍛煉自己的自主學(xué)習(xí)以及發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題的能力,這樣才能在課堂內(nèi)跟上教師的教學(xué)節(jié)奏。如此一來(lái),通過(guò)長(zhǎng)期以往的鍛煉,學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力自然而然會(huì)有提高,并且也會(huì)培養(yǎng)出勤思考以及解決問(wèn)題的習(xí)慣。
三、基于翻轉(zhuǎn)課堂的單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程實(shí)踐教學(xué)改革
1.開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),幫助學(xué)生理論知識(shí)學(xué)習(xí)。要想要讓單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程的實(shí)踐教學(xué)能夠有所改進(jìn),首先要注意的就是學(xué)生一定要具有深厚的理論知識(shí),這樣才能在實(shí)踐過(guò)程中運(yùn)用理論知識(shí)來(lái)解決遇到的問(wèn)題。而在翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式當(dāng)中,學(xué)生前期的理論知識(shí)主要是通過(guò)微課程的學(xué)習(xí)來(lái)獲得,因此一定要注意微課程的設(shè)計(jì)和研發(fā)。開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),不僅能夠讓學(xué)生有更方便快捷的渠道進(jìn)行學(xué)習(xí),同時(shí)還能豐富學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu),鞏固他們所學(xué)的理論知識(shí)。
2.進(jìn)行個(gè)性化的微課程設(shè)計(jì)。在翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式當(dāng)中,學(xué)生的自學(xué)都是要通過(guò)微課程來(lái)進(jìn)行,因此,教師一定要注意針對(duì)學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)情況的不同對(duì)微課程進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)。這樣一來(lái),處于不同學(xué)習(xí)進(jìn)度的學(xué)生就能根據(jù)自己的實(shí)際情況來(lái)挑選微課程進(jìn)行學(xué)習(xí),并且對(duì)其知識(shí)的薄弱點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)化,讓他們更好的掌握所學(xué)的知識(shí),真正的做到因材施教。
3.教師可設(shè)計(jì)更多的實(shí)踐內(nèi)容。通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式,可以節(jié)約課時(shí),教師在課堂上可以省去大把的理論知識(shí)講解時(shí)間,并可以將節(jié)約出來(lái)的時(shí)間投入到更多的為學(xué)生解答并且引導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐過(guò)程的工作中去。而有了充裕的課時(shí)之后,教師就可以在原有的實(shí)踐內(nèi)容的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)一些與行業(yè)當(dāng)下發(fā)展形勢(shì)和發(fā)展現(xiàn)狀緊密相連的實(shí)踐內(nèi)容。比如可以設(shè)計(jì)“溫度計(jì)”、“搶答器”等綜合型的實(shí)踐內(nèi)容,讓學(xué)生不僅僅停留在驗(yàn)證型的實(shí)踐內(nèi)容當(dāng)中,提高學(xué)生的創(chuàng)造和思考能力。并且,在課余教師還可以鼓勵(lì)學(xué)生參加一些競(jìng)賽,讓學(xué)生能夠在實(shí)踐過(guò)程中不斷地尋找問(wèn)題并解決問(wèn)題,進(jìn)一步的提高自己的能力,為未來(lái)的職場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)打下良好的基礎(chǔ)。
4.成立相關(guān)科技活動(dòng)小組。通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式,學(xué)生自主學(xué)習(xí)和解決問(wèn)題的能力得到大大的提升。為了保持良好的發(fā)展,教師可以成立與單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程相關(guān)的科技活動(dòng)小組,讓學(xué)生在完成課堂內(nèi)的實(shí)踐活動(dòng)后,在課外還有更多的機(jī)會(huì)接觸到實(shí)踐活動(dòng),并且教師可以針對(duì)學(xué)生的情況對(duì)其進(jìn)行不同程度的指導(dǎo),這樣一來(lái),不僅能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,還能夠通過(guò)針對(duì)性的指導(dǎo)提高學(xué)生的學(xué)習(xí),培養(yǎng)他們的實(shí)踐能力,讓他們對(duì)該門(mén)課程更加熱愛(ài)。
5.改變教師評(píng)價(jià)機(jī)制,激發(fā)教師的熱情。教師需要明白的一件事情就是,翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式不僅是對(duì)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力有著極高的要求,對(duì)教師的要求更高。翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式是以學(xué)生為主,但并不意味著就會(huì)減少教師在教學(xué)活動(dòng)中的參與度。事實(shí)上,教師從講解者演變?yōu)橐龑?dǎo)者,其重要性要遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)教學(xué)模式中教師所起的作用。因此,筆者認(rèn)為,學(xué)校也需要調(diào)整對(duì)教師的評(píng)價(jià)機(jī)制,以此來(lái)督促并激發(fā)教師更好的實(shí)現(xiàn)其教學(xué)目的,并達(dá)到理想的教學(xué)效果。而要如何調(diào)整教師的評(píng)價(jià)機(jī)制呢?筆者認(rèn)為可以從以下幾個(gè)方面入手:(1)課程的設(shè)計(jì);(2)微課程的講解;(3)課外與學(xué)生的溝通;(4)學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力。將這些作為KPI對(duì)教師進(jìn)行考核,而資源較為豐富的院校還可以對(duì)達(dá)到KPI的教師進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì),以此來(lái)激發(fā)教師的教學(xué)熱情。
四、結(jié)語(yǔ)
翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式作為一種創(chuàng)新型的教學(xué)模式,對(duì)教師的教學(xué)有著極大的幫助。在單片機(jī)原理及接口技術(shù)實(shí)踐教學(xué)中,采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式能夠很好的解決該門(mén)課程在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中所存在的問(wèn)題。因此,筆者認(rèn)為,采取翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式才能更加有利于該課程的教學(xué)和發(fā)展,以培養(yǎng)出更加適合行業(yè)發(fā)展的人才。
參考文獻(xiàn):
[1]汪曉晨,王春峰.單片機(jī)原理及接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探討[J].信息與電腦:理論版,2016,(2).
[關(guān)鍵詞]單片機(jī)教學(xué)模式
[中圖分類號(hào)]TN312.8[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1007-9416(2010)03-0114-01
1 單片機(jī)課程的安排
近年來(lái),我院把《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》這門(mén)課作為電氣類專業(yè)的必修課程,以前對(duì)高職學(xué)生在入學(xué)第二學(xué)期開(kāi)設(shè)這門(mén)理論課,第六學(xué)期再開(kāi)始實(shí)踐課程。這樣的課程安排是有原因的,作為理論教學(xué)方面,第一學(xué)期由于開(kāi)設(shè)了《微機(jī)原理》,第二學(xué)期自然就開(kāi)設(shè)《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》,便于課題銜接。但單片機(jī)的實(shí)訓(xùn)課題作為控制單元只能放在相關(guān)專業(yè)課程之后,并且有了一定的技術(shù)基礎(chǔ)才能進(jìn)行實(shí)訓(xùn)。如經(jīng)過(guò)電工的基本技能、模擬電子、數(shù)字電子等相關(guān)專業(yè)課程的訓(xùn)練之后才進(jìn)行。這樣我院就把單片機(jī)的實(shí)訓(xùn)課程安排在第六學(xué)期進(jìn)行實(shí)訓(xùn),理論課程結(jié)束太長(zhǎng)時(shí)間,給實(shí)訓(xùn)教師和學(xué)生都帶來(lái)了很大的壓力和困難,并且學(xué)生普遍感覺(jué)到這么課程難學(xué),部分學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)情緒。對(duì)此近年來(lái)我院對(duì)許多專業(yè)課程進(jìn)行了調(diào)整,采用模塊式教學(xué)。單片機(jī)也采用模塊式教學(xué)。
2 教學(xué)方法
所謂模塊式教學(xué)是把理論課與實(shí)訓(xùn)課放在一起進(jìn)行,邊理論邊實(shí)訓(xùn)。
2.1 課程結(jié)構(gòu)安排
單片機(jī)的概述;MCS-51單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu);單片機(jī)的最小系統(tǒng)擴(kuò)展;MCS-51單片機(jī)的指令系統(tǒng);匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì);中斷系統(tǒng);MCS-51定時(shí)器/計(jì)數(shù)器;串行接口;MCS-51單片機(jī)的I/O口擴(kuò)展;接口技術(shù)。
2.2 教學(xué)課程結(jié)構(gòu)分析
在講第一章單片機(jī)的概述的同時(shí),就把單片機(jī)發(fā)給學(xué)生,我院采用的是啟東計(jì)算機(jī)廠生產(chǎn)的DVCC-52JH++單片機(jī)箱。這樣就比理論課單純的一支粉筆一塊黑板憑學(xué)生想象的教學(xué)容易多了,使教學(xué)直觀化。
在講第二章MCS-51單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)的時(shí)候。有些內(nèi)容如P1、P3口便對(duì)于學(xué)生進(jìn)行實(shí)際演示,(1)、P3.3口做輸入口,外接一脈沖,每輸入一個(gè)脈沖,P1口按十六進(jìn)制加一。(2)、P1口做輸出口,編寫(xiě)程序,使P1口接的8個(gè)發(fā)光二極管L1―L8按16進(jìn)制加一方式點(diǎn)亮發(fā)光二極管。實(shí)訓(xùn)說(shuō)明由于P1口是準(zhǔn)雙向口,它作為輸出口時(shí)與一般的雙向口使用方法相同,由準(zhǔn)雙向口結(jié)構(gòu)可知:當(dāng)P1口作為輸入口時(shí),必須先對(duì)它置高電平,使內(nèi)部MOS管截止,因內(nèi)部上拉電阻是20KΩ―40KΩ,故不會(huì)對(duì)外部輸入產(chǎn)生影響。若不先對(duì)它置高,且原來(lái)是低電平,則MOS管導(dǎo)通,讀入的數(shù)據(jù)是不正確的。這樣由原來(lái)的理論教學(xué)抽象的概念變得直觀化。
在講第三章單片機(jī)的最小系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí),對(duì)全書(shū)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)整,現(xiàn)在單片機(jī)原來(lái)與應(yīng)用的教材琳瑯滿目,種類繁多。但課程結(jié)構(gòu)大同小異,在講完上述第一、二章后,第三章便是指令系統(tǒng)。但我感覺(jué)這時(shí)候講指令系統(tǒng)會(huì)增加學(xué)生學(xué)習(xí)的難度。如果這時(shí)候講單片機(jī)的最小系統(tǒng)擴(kuò)展讓學(xué)生先學(xué)習(xí)硬件系統(tǒng),由于硬件系統(tǒng)直觀、簡(jiǎn)單、易學(xué),對(duì)單片機(jī)硬件工作原理和結(jié)構(gòu)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)和理解后,有了一定的硬件基礎(chǔ),更容易讓學(xué)生上手。為后續(xù)的課程實(shí)行一體化教學(xué)打下良好的基礎(chǔ),如在后面講指令的時(shí)候,就可以做到邊講邊練。課題就這樣一環(huán)套一環(huán)的進(jìn)行下去,把看不見(jiàn)的軟件程序通過(guò)硬件顯示出來(lái)。
后續(xù)的課題安排和其它書(shū)籍安排的一樣,并且根據(jù)職業(yè)技術(shù)教育的特點(diǎn)和要求,在教材的使用上應(yīng)適當(dāng)降低教材的理論深度和難度,精選內(nèi)容,突出重點(diǎn),多舉實(shí)例,多做實(shí)際訓(xùn)練,對(duì)于學(xué)生不易理解和容易混淆的概念,力求做到通俗易懂,邊講邊練,理論與實(shí)際緊密的聯(lián)系在一起。
2.3 采用多媒體和黑板結(jié)合授課
有些內(nèi)容用黑板講解效果好,有些采用多媒體講解好,利用自己制作適用于課堂教學(xué)的多媒體課件。例如,在講解堆棧等內(nèi)容的時(shí)候,通過(guò)多媒體演示入棧操作和出棧操作的過(guò)程,可以取得良好的教學(xué)效果。其他知識(shí)點(diǎn)的講解同樣可以仿效。集動(dòng)畫(huà)、聲音、圖片、文本于一體的多媒體課件不僅能夠使抽象的理論知識(shí)變得直觀易懂識(shí),而且能夠活躍課堂氣氛,從而激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
2.4 活躍課堂氛圍,調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性
在單片機(jī)教學(xué)過(guò)程中,課題本身難度大,課堂氣氛容易沉悶。因此應(yīng)注意調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性與主動(dòng)性。教學(xué)的主體是學(xué)生,老師講的再好,學(xué)生不認(rèn)真聽(tīng),不認(rèn)真訓(xùn)練效果同樣不好。只有學(xué)生對(duì)此課程產(chǎn)生興趣,這門(mén)課程才有可能學(xué)好。因此在教學(xué)過(guò)程中要注意以下幾點(diǎn):(1)語(yǔ)言要生動(dòng),風(fēng)趣。盡量聯(lián)系實(shí)際,多舉實(shí)際例子,多讓學(xué)生的動(dòng)手。對(duì)于難理解的內(nèi)容,教師盡量用自己理解后的語(yǔ)言告訴學(xué)生。(2)樹(shù)立榜樣,建立激勵(lì)機(jī)制,鼓勵(lì)、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和熱情。(3)課題開(kāi)始的時(shí)候,課題內(nèi)容由淺入深,待學(xué)生掌握以后可逐步加大難度。
2.5 教學(xué)媒體
一體化教學(xué)的教學(xué)媒體相對(duì)于理論教學(xué)有天然的優(yōu)勢(shì),我們有大量的儀器、設(shè)備、元器件可以使用。本課程主要用到的教學(xué)媒體有計(jì)算機(jī)機(jī)、軟件系統(tǒng)、單片機(jī)仿真系統(tǒng)。目前市場(chǎng)上單片機(jī)實(shí)訓(xùn)設(shè)備種類繁多,但總的來(lái)說(shuō),都能夠完成相關(guān)的軟件實(shí)訓(xùn)和硬件實(shí)訓(xùn)。我院采用DVCC-52JH++型單片機(jī)實(shí)訓(xùn)設(shè)備,我們從中精選了幾個(gè)軟件實(shí)訓(xùn)和硬件實(shí)訓(xùn)。軟件實(shí)訓(xùn)可以提高學(xué)生編程水平,培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力;硬件實(shí)訓(xùn)可以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力,兩者相得益彰。
事實(shí)證明,通過(guò)以上教學(xué)方法的改進(jìn),我所教授的單片機(jī)課程,在教學(xué)質(zhì)量方面有了顯著地提高,教學(xué)效果收效明顯,學(xué)生普遍反映良好。以上是我在教學(xué)過(guò)程中積累的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn),希望各位專家及同行予以批評(píng)指正!
[參考文獻(xiàn)]
[1] 李明,畢萬(wàn)新.《單片微型計(jì)算機(jī)及接口技術(shù)》.大連理工大學(xué)出版社.
[2] 張振榮,平.《單片機(jī)原理及實(shí)用技術(shù)》.人民郵電出版社.
曲曰陽(yáng),商 行,王九龍
(綏化學(xué)院 電氣工程學(xué)院,黑龍江 綏化 152061)
摘 要:本項(xiàng)目分析了單片機(jī)接口技術(shù)課程的理論和實(shí)訓(xùn)相結(jié)合出現(xiàn)不足的問(wèn)題,基于本校當(dāng)前提出的建設(shè)應(yīng)用型大學(xué)和培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)。從單片機(jī)接口技術(shù)的實(shí)訓(xùn)課程入手,通過(guò)對(duì)其內(nèi)容的調(diào)整,整合和修正,并于實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合,提出了本實(shí)踐教學(xué)改革的研究。
關(guān)鍵詞:?jiǎn)纹瑱C(jī);應(yīng)用型人才;生產(chǎn)實(shí)踐;教學(xué)改革
如何改革目前的課程的教學(xué)方法是我國(guó)高等院?,F(xiàn)在面臨的主要問(wèn)題之一,為了使實(shí)訓(xùn)教學(xué)的體系適應(yīng)我國(guó)當(dāng)前科技和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展形勢(shì)。最近幾年我校重點(diǎn)提出了以“培養(yǎng)應(yīng)用型人才,建設(shè)應(yīng)用型大學(xué)”為目標(biāo)的教學(xué)模式。目前擺在我校教師面前的一道難題是如何提高學(xué)生的專業(yè)課程的實(shí)際應(yīng)用能力[1]。
單片機(jī)課程具有極強(qiáng)的實(shí)踐和綜合性的特點(diǎn),本門(mén)課程知識(shí)點(diǎn)繁雜,概念抽象且不易懂,學(xué)生對(duì)課程全面掌握有較大的難度。以前的教學(xué)體系依靠教師為主體的填鴨式理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué),實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容只用普中單片機(jī)開(kāi)發(fā)板來(lái)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,內(nèi)容缺乏實(shí)用性,沒(méi)有引起學(xué)生的興趣,導(dǎo)致極少有學(xué)生能獨(dú)立自主地用理論知識(shí)來(lái)解決實(shí)際生產(chǎn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)問(wèn)題,這種教學(xué)方式不利于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題的能力。如何改變這種教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生的應(yīng)用興趣,真正理解并掌握單片機(jī)接口技術(shù),是單片機(jī)教學(xué)中急需解決的問(wèn)題。
本人是一位從事單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)工作的青年教師,在這里結(jié)合我校實(shí)際的情況,談一下自己對(duì)單片機(jī)接口課程實(shí)踐教學(xué)改革的方法幾點(diǎn)想法。
一 單片機(jī)原理及接口技術(shù)實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀
1.1 我校單片機(jī)課程實(shí)驗(yàn)設(shè)備現(xiàn)狀
單片機(jī)實(shí)訓(xùn)的應(yīng)用材料缺失,仿真開(kāi)發(fā)設(shè)備落后,尤其是仿真程序的下載接口端損壞不能下載編譯的程序,因此實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容不廣泛,前沿信息量少,實(shí)際應(yīng)用實(shí)訓(xùn)量少,而且主要以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)來(lái)教學(xué)[2]。
1.2 傳統(tǒng)的單片機(jī)課程的實(shí)訓(xùn)教學(xué)缺點(diǎn)
主要采用“普中開(kāi)發(fā)板”來(lái)完成單片機(jī)實(shí)訓(xùn)的教學(xué)。在實(shí)訓(xùn)中很容易發(fā)現(xiàn),學(xué)生做實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目時(shí)都用學(xué)校提供的教材中現(xiàn)成的仿真資料,編譯出仿真的程序,沒(méi)有學(xué)生能夠獨(dú)立認(rèn)真地去分析程序編譯的流程,更說(shuō)不上程序的完善和修正了。學(xué)生對(duì)于單片機(jī)仿真電路也僅僅依據(jù)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)的要求在普中開(kāi)發(fā)板上做簡(jiǎn)單的布線,學(xué)生沒(méi)有一個(gè)電氣原理圖的整體概念,導(dǎo)致最后還是不會(huì)獨(dú)立設(shè)計(jì)仿真電路,甚至都讀不懂最基本的電氣原理圖。
1.3 理論教學(xué)與實(shí)訓(xùn)教學(xué)脫節(jié)
實(shí)訓(xùn)教學(xué)的內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié),由于單片機(jī)教師一般理論知識(shí)較強(qiáng),但是實(shí)際應(yīng)用的實(shí)訓(xùn)教學(xué)能力較弱,容易產(chǎn)生理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié),而本門(mén)課程又讓學(xué)生在極短的一個(gè)學(xué)期能夠理解且獨(dú)立編程到最后調(diào)試運(yùn)行,難度系數(shù)較大。所以學(xué)生在本課程中實(shí)際應(yīng)用的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力近乎得不到應(yīng)有的鍛煉,而實(shí)際的實(shí)訓(xùn)應(yīng)用中又都是軟、硬件的總體系統(tǒng)設(shè)計(jì),因此極大地制約了提高學(xué)生課程創(chuàng)新和實(shí)際應(yīng)用的能力。
1.4 驗(yàn)證實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目過(guò)多,且設(shè)計(jì)和綜合性的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目少
在當(dāng)前實(shí)訓(xùn)的設(shè)備和方式相對(duì)落后,教學(xué)質(zhì)量較低,應(yīng)用效果不是很好;沒(méi)有培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。實(shí)訓(xùn)設(shè)備的落后導(dǎo)致學(xué)生實(shí)訓(xùn)時(shí)僅能輸入簡(jiǎn)單的程序來(lái)編譯,查看其運(yùn)行結(jié)果就結(jié)束了。因此學(xué)生不能深刻地認(rèn)識(shí)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)實(shí)際項(xiàng)目的硬件要求。既不知道應(yīng)該怎么去選擇相應(yīng)的芯片,也不知道怎么去設(shè)計(jì)總體的系統(tǒng),甚至有的學(xué)生在學(xué)習(xí)完本門(mén)課程之后都找不到芯片的引腳和正負(fù)極[3]。
二 單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)改革方案
分析以上的教學(xué)不足的問(wèn)題,傳統(tǒng)的教學(xué)方式已經(jīng)不能滿足當(dāng)下社會(huì)發(fā)展的形勢(shì)對(duì)高校的教學(xué)要求了。本方案擬提出對(duì)單片機(jī)接口實(shí)訓(xùn)課程加以拓展,不能局限于課程的基本理論的學(xué)習(xí),還要把企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)案例引入到單片機(jī)的教學(xué)當(dāng)中來(lái),用實(shí)際的生產(chǎn)項(xiàng)目來(lái)促使學(xué)生更好更直觀的應(yīng)用單片機(jī)課程所學(xué)的知識(shí)?;诒痉桨傅膶?shí)施過(guò)程,引用幾個(gè)實(shí)際生產(chǎn)項(xiàng)目來(lái)完成單片機(jī)的教學(xué)內(nèi)容,現(xiàn)舉一個(gè)案例來(lái)論述本教學(xué)改革方法。項(xiàng)目名稱《基于單片機(jī)的車門(mén)控制系統(tǒng)》,其包含單片機(jī)中控模塊、繼電控制模塊和無(wú)線傳輸模塊。從教學(xué)內(nèi)容可知該項(xiàng)目包含單片機(jī)中的按鍵處理、數(shù)碼顯示、定時(shí)器、中斷、模數(shù)轉(zhuǎn)換、串行通信和I/O口操作等基礎(chǔ)知識(shí),還包含電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法、 電路調(diào)試和電子產(chǎn)品的軟硬件綜合調(diào)試等電子產(chǎn)品的研發(fā)內(nèi)容?;静糠譃閱纹瑱C(jī)的基礎(chǔ)知識(shí),是教學(xué)大綱規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容,也是每一個(gè)同學(xué)必須完成的任務(wù)[4]。
三 學(xué)生獨(dú)立開(kāi)放式完成項(xiàng)目
3.1 實(shí)際項(xiàng)目的實(shí)施
我們學(xué)校對(duì)于單片機(jī)的教學(xué)有兩種途徑,一個(gè)是學(xué)校設(shè)立了獨(dú)立的實(shí)訓(xùn)課程,另一個(gè)是開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目,我院還有汽車服務(wù)工程專業(yè),結(jié)合我們學(xué)校的教學(xué)和專業(yè)情況,我把基于單片機(jī)的車門(mén)控制系統(tǒng)的產(chǎn)品在實(shí)訓(xùn)課和開(kāi)放實(shí)驗(yàn)課上展示給學(xué)生,并把各個(gè)模塊做簡(jiǎn)要的闡述,并把項(xiàng)目的設(shè)計(jì)任務(wù)布置下去,作為教師,把項(xiàng)目徹底放給學(xué)生獨(dú)立自主得去做,同時(shí)在課上或者課下隨時(shí)給學(xué)生做輔導(dǎo)答疑,使學(xué)生的思路一直朝著項(xiàng)目完成的方向發(fā)展,即以“項(xiàng)目引入項(xiàng)目分析功能分解知識(shí)點(diǎn)串講實(shí)踐應(yīng)用平臺(tái)構(gòu)建項(xiàng)目開(kāi)展項(xiàng)目完成”的一系列教學(xué)活動(dòng)。這種教師引導(dǎo)使學(xué)生以一位電子研發(fā)工程師的角度來(lái)解決問(wèn)題。 讓學(xué)生做和學(xué)相結(jié)合,體現(xiàn)項(xiàng)目的實(shí)踐性[5]。
3.2 項(xiàng)目的考核標(biāo)準(zhǔn)
在學(xué)生的實(shí)際項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中,通過(guò)什么途徑可以確保學(xué)生對(duì)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的學(xué)習(xí)具有時(shí)效性,我參照了我校和別的院校的單片機(jī)實(shí)訓(xùn)的考核辦法,制定了一個(gè)考核方案,方案如表1所示。
表1 考核方案表
評(píng)價(jià)項(xiàng)目
分值
具 體 要 求
評(píng)分參考
得
分
A
B
C
D
E
軟件應(yīng)用與編程
50
熟悉電路各單元基本工作原理;各單元間連線規(guī)范,準(zhǔn)確無(wú)誤;電路的調(diào)試、檢測(cè)、故障分析準(zhǔn)確;程序結(jié)構(gòu)合理,層次分明,符合規(guī)范。
50
45
40
35
≤30
設(shè)計(jì)報(bào)告
20
語(yǔ)句通順,無(wú)錯(cuò)別字;數(shù)據(jù)、圖表規(guī)范,技術(shù)或?qū)I(yè)用語(yǔ)準(zhǔn)確;設(shè)計(jì)格式符合撰寫(xiě)規(guī)范。
20
18
16
14
≤12
工藝及運(yùn)行結(jié)果
10
整體布局、布線合理、工藝規(guī)范;
電路及程序運(yùn)行結(jié)果正確,達(dá)到預(yù)期效果。
10
9
8
7
≤6
答 辯
20
有理論根據(jù),基本概念清楚;對(duì)設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)把握準(zhǔn)確;掌握了專業(yè)基礎(chǔ)理論和基本知識(shí);程序理解準(zhǔn)確;有較強(qiáng)的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
20
18
16
14
≤12
3.3 項(xiàng)目的效果
從考核成績(jī)看,學(xué)生可以獨(dú)立完成項(xiàng)目,70到90分居多。平時(shí)上課認(rèn)真程度較好,但是對(duì)知識(shí)的應(yīng)用細(xì)節(jié)有待提高,特別是程序缺少“;和{}”的學(xué)生較為常見(jiàn)。因此在教學(xué)中強(qiáng)調(diào)細(xì)節(jié)的把控,在實(shí)訓(xùn)中嚴(yán)格要求,注意培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
四 結(jié) 語(yǔ)
通過(guò)此次的教學(xué)改革,學(xué)生對(duì)單片機(jī)學(xué)習(xí)更加有興趣,可以對(duì)實(shí)際的項(xiàng)目做一個(gè)整體的設(shè)計(jì),并且學(xué)以致用,在藍(lán)橋杯單片機(jī)設(shè)計(jì)大賽上多次獲得省和國(guó)家獎(jiǎng)勵(lì),并且在單片機(jī)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域就業(yè)情況良好。
參考文獻(xiàn):
[1]陳爽,應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2012(09):1~3
[2]郭繼寧,曹麗.高職單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程改革探討[J].科技信息,2012 (9) :206-206
[3]蘇寶林,李懷亮.單片機(jī)原理及接口技術(shù)實(shí)踐教學(xué)改革研究[J].綏化學(xué)院學(xué)報(bào),2010(1):191~192
【關(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、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)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)Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開(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——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一51系列單片機(jī)為例介紹Keil uVision2軟件在單片機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用。
首先針對(duì)5l系列單片機(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Keil 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A(yù)DDC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)嵗^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。
【注釋】
[1]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] .實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2011(05).
[2]吳魁.案例教學(xué)法在中職計(jì)算機(jī)教學(xué)中的思考[J] .學(xué)理論,2010(04).
[3]何克抗.建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境下的教學(xué)設(shè)計(jì)[M].北京:北京師范大學(xué)出版社,2000.
Liu Xijuan
(Baocheng Engineering Institute of Xi'an Aviation Employee's University,Baoji 721006,China)
摘要: 《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》課程具有綜合性強(qiáng)、實(shí)用性強(qiáng)、工程性強(qiáng)的特點(diǎn),傳統(tǒng)的教學(xué)模式不能適應(yīng)高職教育的培養(yǎng)目標(biāo)。針對(duì)目前高職院校單片機(jī)教學(xué)中遇到的困難,文章對(duì)教學(xué)中存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析,并就培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、改善教學(xué)方法、改變考核方式三方面進(jìn)行了探索。
Abstract: The Application Technology of Single Chip is a synthetic and practical course. Traditional teaching for single chip course can not adapt to cultivation objects for higher vocational education in new position. According to the difficulties of single chip teaching in higher vocational college, this paper discussed the problems, and made exploration from developing student’s interests, improving teaching method, and transforming testing forms.
關(guān)鍵詞: 單片機(jī) 教學(xué)方法 考核模式
Key words: single chip; teaching method; testing forms
中圖分類號(hào):G420 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2011)21-0181-02
0引言
《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》課程是高職高專院校機(jī)電類和電氣類專業(yè)一門(mén)重要的專業(yè)課程,其教學(xué)目的是培養(yǎng)具有單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、分析、調(diào)試和制作能力的實(shí)踐型人才,該課程對(duì)學(xué)生職業(yè)崗位能力培養(yǎng)和職業(yè)素質(zhì)養(yǎng)成起著主要支撐作用。
傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)大多以學(xué)科體系為出發(fā)點(diǎn),注重課程本身的體系結(jié)構(gòu)和前后的邏輯聯(lián)系,側(cè)重于原理式的敘述,很少有結(jié)合工程實(shí)踐的內(nèi)容,忽略了該課程的應(yīng)用目的,以至于未達(dá)到理想的教學(xué)效果。為了適應(yīng)新形勢(shì)下職業(yè)教育的培養(yǎng)目標(biāo),按照高職教育“必須、夠用”為度的原則,筆者從實(shí)用的角度出發(fā),近年來(lái)一直致力探索適應(yīng)高職特點(diǎn)的單片機(jī)課程的教學(xué)模式[1]。
1單片機(jī)教學(xué)現(xiàn)狀分析
1.1 單片機(jī)課程的特點(diǎn)《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》介紹了單片機(jī)的基本知識(shí)和單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用,其內(nèi)容與工程實(shí)際緊密聯(lián)系,實(shí)用性很強(qiáng),是一門(mén)在理論指導(dǎo)下,偏重于實(shí)際應(yīng)用的課程。要求學(xué)生在首先學(xué)好單片機(jī)原理的基礎(chǔ)上,重視實(shí)踐環(huán)節(jié),具有一定的實(shí)際動(dòng)手操作能力。
本課程中既有硬件的原理和組成,又有針對(duì)硬件的軟件編程, 軟件與硬件必須同時(shí)兼顧。因此本課程具有實(shí)用性強(qiáng)、理論和實(shí)踐結(jié)合、軟硬件結(jié)合等特點(diǎn)[2]。
1.2 目前教學(xué)中存在的主要問(wèn)題
1.2.1 知識(shí)點(diǎn)多,內(nèi)容抽象單片機(jī)課程的理論教學(xué)內(nèi)容主要包括單片機(jī)的硬件構(gòu)成、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)和接口技術(shù)等方面的內(nèi)容,特別是涉及較多的單片機(jī)的內(nèi)部原理和結(jié)構(gòu),電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜,匯編語(yǔ)言與機(jī)器硬件結(jié)合緊密,這些內(nèi)容對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō),感覺(jué)比較抽象。因此,在初學(xué)這門(mén)課程的時(shí)候,很難激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,甚至?xí)幸恍W(xué)生產(chǎn)生抵觸情緒。
1.2.2 涉及到應(yīng)用方面的實(shí)踐較少該課程內(nèi)容主要偏重于單片機(jī)本身的原理部分,實(shí)際應(yīng)用的內(nèi)容較少。且理論教學(xué)的時(shí)間大部分都放在匯編語(yǔ)言上,削弱了其應(yīng)用。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,由于大多數(shù)學(xué)校采用的都是固定的實(shí)驗(yàn)箱,學(xué)生事先編好程序,在教師指導(dǎo)下搭接好電路,來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證。很多學(xué)生即使做完了實(shí)驗(yàn),也不太明白為什么要這樣做,更無(wú)從去談具體的應(yīng)用問(wèn)題了。而且因?yàn)檎n時(shí)的關(guān)系,為保證學(xué)生能完成要求的內(nèi)容,一般會(huì)事先把程序設(shè)計(jì)的基本思路、流程圖甚至流程圖給學(xué)生做參考,這樣就形成了學(xué)生的依賴心理,學(xué)生在該門(mén)課程的學(xué)習(xí)上就成為了一種應(yīng)付的情況,自己沒(méi)有主動(dòng)性和創(chuàng)新性。
1.2.3 教學(xué)模式單一 現(xiàn)在各學(xué)校都采用了多媒體教學(xué),比起以前的傳統(tǒng)板書(shū),效率上有了很大的提高,但從教學(xué)效果上來(lái)說(shuō),基本上都是用簡(jiǎn)單的PPT來(lái)照本宣科,學(xué)生來(lái)不及做筆記而且沒(méi)有時(shí)間消化理解。
1.2.4 先修課開(kāi)設(shè)時(shí)間不合理單片機(jī)課程所涉及到的先修課較多,有數(shù)字電路、模擬電路、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、微機(jī)組成原理、接口技術(shù)、匯編語(yǔ)言等課程,一般來(lái)說(shuō),作為計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)的學(xué)生,在學(xué)單片機(jī)課程時(shí),以上課程基本上都開(kāi)設(shè)過(guò)了,而對(duì)于非計(jì)算機(jī)專業(yè)來(lái)說(shuō),大多數(shù)學(xué)校只開(kāi)設(shè)了數(shù)字電路、模擬電路等過(guò)程,這樣就造成了在學(xué)習(xí)單片機(jī)課程時(shí),綜合性強(qiáng),涉及內(nèi)容多,學(xué)生感覺(jué)難度很大。
2教學(xué)方法探索
高職學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)和自學(xué)能力,與本科院校相比仍有差距. 但我們培養(yǎng)的是具有與本專業(yè)方向相適應(yīng)的文化水平與素質(zhì)、良好的職業(yè)道德和創(chuàng)新精神,掌握本專業(yè)方向的技術(shù)知識(shí),具備相應(yīng)實(shí)踐技能以及較強(qiáng)的實(shí)際工作能力的生產(chǎn)第一線技術(shù)應(yīng)用性專門(mén)人才。學(xué)生具有一定的基礎(chǔ)知識(shí)都能達(dá)到我們的培養(yǎng)目標(biāo),因此,本著高職培養(yǎng)“必須、夠用”為度的原則,從實(shí)用的角度出發(fā),在教學(xué)中充分突出單片機(jī)應(yīng)用方面的知識(shí)[3]。
2.1 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣針對(duì)高職學(xué)生的特點(diǎn),從應(yīng)用角度出發(fā),根據(jù)“從感性到理性”的認(rèn)識(shí)規(guī)律,調(diào)整了傳統(tǒng)的教學(xué)順序、進(jìn)度和教學(xué)內(nèi)容。對(duì)理論與實(shí)踐課程進(jìn)行改革,重點(diǎn)放在原理與應(yīng)用的結(jié)合上,注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力培養(yǎng)。
對(duì)部分學(xué)生在學(xué)習(xí)單片機(jī)中的畏難情緒,只有解決單片機(jī)學(xué)習(xí)入門(mén)難,編程難的問(wèn)題,才能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使他們有一種強(qiáng)烈的求知欲望和熱情,引導(dǎo)他們自覺(jué)投入到學(xué)習(xí)中去。比如教師在講授該課程之前,應(yīng)系統(tǒng)地闡述單片機(jī)技術(shù)在實(shí)踐中的具體應(yīng)用,如單片機(jī)在智能儀表、實(shí)時(shí)工業(yè)控制、智能家居等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,讓學(xué)生明白學(xué)習(xí)該課程的具體實(shí)踐意義,這樣有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的積極性。此外,教師在講授新課之前,向?qū)W生展示一個(gè)完整的單片機(jī)系統(tǒng),如多功能電子鐘、數(shù)字頻率計(jì)等實(shí)用性較強(qiáng)的系統(tǒng)。學(xué)生通過(guò)直觀認(rèn)識(shí)單片機(jī),了解單片機(jī)的具體功能,在一開(kāi)始就激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)的積極性。
2.2 改善傳統(tǒng)教學(xué)方法在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中,都是按照單片機(jī)的結(jié)構(gòu)體系來(lái)授課的,存在很多問(wèn)題。如單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)抽象,指令功能多,程序編寫(xiě)困難等,使學(xué)生入門(mén)學(xué)習(xí)望而生畏。為了解決這些問(wèn)題,我們?cè)诮虒W(xué)方法上進(jìn)行了改革,打破傳統(tǒng)的單一教學(xué)模式,采用先進(jìn)的教學(xué)手段,運(yùn)用項(xiàng)目教學(xué)法、實(shí)物演示法等教學(xué)方法,引入了嵌入式科研仿真與開(kāi)發(fā)平臺(tái)Proteus進(jìn)行單片機(jī)教學(xué),在課堂上進(jìn)行單片機(jī)單元電路的硬件、軟件設(shè)計(jì)、程序調(diào)試、仿真運(yùn)行,使教學(xué)取得了極佳的效果,激發(fā)學(xué)生的興趣,理論教學(xué)收到良好效果。具體實(shí)施中,可以考慮將以下教學(xué)方法相結(jié)合:
2.2.1 實(shí)例教學(xué)法以一個(gè)典型項(xiàng)目作為實(shí)例,將該實(shí)例進(jìn)行分解得到相應(yīng)的知識(shí)模塊,將分解出來(lái)的知識(shí)模塊按照將來(lái)從事職業(yè)崗位工程需要的流程,分別放在后續(xù)章節(jié)中進(jìn)行詳細(xì)剖析,最后將前述內(nèi)容進(jìn)行綜合,并在綜合中進(jìn)行提高。對(duì)于典型項(xiàng)目中的核心技能選擇具有實(shí)用性、趣味性、直觀性、挑戰(zhàn)性的教學(xué)案例進(jìn)行導(dǎo)入。為防止教學(xué)內(nèi)容因項(xiàng)目集中而過(guò)于片面,在各章節(jié)中注意了知識(shí)和技能的積累,這種用一個(gè)典型的例證貫穿于整個(gè)教材,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中得到反復(fù)性的思維訓(xùn)練,加深了對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解和運(yùn)用,同時(shí),項(xiàng)目實(shí)例本身是動(dòng)態(tài)更新的,是隨著技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用的不斷深入來(lái)及時(shí)調(diào)整該實(shí)例中的單元電路。這樣便于學(xué)生學(xué)、記、用。
2.2.2 任務(wù)驅(qū)動(dòng)式項(xiàng)目教學(xué)法單片機(jī)課程的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生單片機(jī)控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用能力,在教學(xué)中應(yīng)特別注重實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué),同時(shí)要緊跟智能化電子應(yīng)用產(chǎn)品的發(fā)展現(xiàn)狀。因此可以在實(shí)例教學(xué)法的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí),激發(fā)他們的創(chuàng)造性。
在設(shè)計(jì)授課內(nèi)容時(shí),把真實(shí)的項(xiàng)目作為工作任務(wù)引入課堂,將單片機(jī)內(nèi)部資源的應(yīng)用劃分為一個(gè)個(gè)任務(wù),每個(gè)任務(wù)都是設(shè)計(jì)一個(gè)完整的單片機(jī)控制系統(tǒng)。教師按照單片機(jī)產(chǎn)品真實(shí)的設(shè)計(jì)過(guò)程,詳細(xì)講解每一個(gè)任務(wù)的任務(wù)分析、元器件選擇、硬件電路設(shè)計(jì)、程序編制、程序調(diào)試到程序燒錄的全過(guò)程。學(xué)生在學(xué)習(xí)一個(gè)任務(wù)之后,可以動(dòng)手制做這個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng),以加深學(xué)生對(duì)單片機(jī)控制系統(tǒng)的理解,提高學(xué)習(xí)興趣,達(dá)到很好的學(xué)習(xí)效果。達(dá)到工學(xué)結(jié)合的目的,培養(yǎng)學(xué)生的思考與動(dòng)手能力,并以完成仿真項(xiàng)目或綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的形式來(lái)考驗(yàn)學(xué)生的實(shí)踐能力。
2.2.3 直觀教學(xué)法單片機(jī)具有抽象、不易理解的特點(diǎn),歷來(lái)被一部分同學(xué)看成是課程學(xué)習(xí)中的一塊“硬骨頭”,盡管花費(fèi)相當(dāng)多的時(shí)間,但對(duì)單片機(jī)CPU執(zhí)行指令的過(guò)程、中斷及處理、接口電路設(shè)計(jì)的時(shí)序配合等問(wèn)題,仍似懂非懂。為此,在《單片機(jī)》教學(xué)過(guò)程中,我們通過(guò)自制的課件,以動(dòng)畫(huà)、圖片、錄像、現(xiàn)場(chǎng)操作、軟件仿真等教育技術(shù)開(kāi)展理論教學(xué),將復(fù)雜的原理以簡(jiǎn)單、感性的方法展現(xiàn)出來(lái),充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與主動(dòng)性。如講述MCS-51的指令系統(tǒng)時(shí),要求學(xué)生掌握指令的運(yùn)行結(jié)果,讀懂各種各樣的程序,為后面的匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。但對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō),真正掌握上述內(nèi)容需要很長(zhǎng)時(shí)間,為了使教學(xué)順利進(jìn)行,可以借助仿真軟件在多媒體教室輔助教學(xué),使學(xué)生對(duì)ROM區(qū)、內(nèi)RAM區(qū)、位尋址區(qū)、寄存器區(qū)和匯編語(yǔ)言源程序區(qū),指令與程序的運(yùn)行結(jié)果有個(gè)直觀的認(rèn)識(shí),幫助他們更快更好地掌握MCS-51的指令系統(tǒng)。此外,在實(shí)訓(xùn)教室借助于單片機(jī)自身軟、硬件環(huán)境來(lái)仿真其工程過(guò)程,教學(xué)形式獨(dú)特,帖近技術(shù)應(yīng)用實(shí)際,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,讓學(xué)生真正感覺(jué)到在“學(xué)中做、做中學(xué)、邊學(xué)邊做、邊做邊學(xué)”。
2.2.4 啟發(fā)式教學(xué)法在學(xué)生掌握案例的制作方法后,對(duì)案例涉及的知識(shí)技能進(jìn)行拓展提問(wèn),啟發(fā)學(xué)生去思考,使學(xué)生能夠舉一反三,拓寬設(shè)計(jì)思路。讓學(xué)生不僅知道怎么做,而且明白為什么這么做,如何做的更好,更好地鍛煉了學(xué)生的思維能力、分析能力和舉一反三的能力。
2.2.5 揉和“傳統(tǒng)”和“先進(jìn)”知識(shí)本課程的特色在于應(yīng)用,由于以89C51為核心的接口芯片發(fā)展迅猛,各種接口器件層出不窮,在教學(xué)內(nèi)容設(shè)置上,我們遵循“以傳統(tǒng)知識(shí)為基礎(chǔ)、以新器件為背景“的原則,保留MCS-51傳統(tǒng)內(nèi)心的基礎(chǔ)上,精選教學(xué)內(nèi)容,重點(diǎn)介紹一些新的接口器件的應(yīng)用技術(shù),便于學(xué)生能盡快適應(yīng)就業(yè)崗位。
2.3 改變考核模式將單片機(jī)課程的考核模式由階段集中考試評(píng)價(jià)變?yōu)榉植际竭^(guò)程評(píng)價(jià),打破傳統(tǒng)的期末單獨(dú)筆試的考試方法,制定合理的考核方案,采用出勤、作業(yè)、討論、提問(wèn)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程考核,平時(shí)測(cè)試、課程結(jié)束考試相結(jié)合的辦法,并調(diào)整總評(píng)成績(jī)中理論與實(shí)際動(dòng)手的比重,從只考理論知識(shí),到注重過(guò)程考核和綜合能力測(cè)試,促進(jìn)學(xué)生知識(shí)的積累,避免學(xué)生考前突擊和死記硬背現(xiàn)象,使學(xué)生真正學(xué)到知識(shí)。
3結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)幾年來(lái)的教學(xué)改革實(shí)踐,極大地鍛煉提高了教師的教學(xué)水平,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,取得了良好的教學(xué)效果。教師們深刻體會(huì)到,單片機(jī)課程的教學(xué)是靈活多樣的,只要不斷改進(jìn)教學(xué)方法、豐富教學(xué)手段,加強(qiáng)實(shí)踐能力的培養(yǎng),注重理論聯(lián)系實(shí)際,就能有效提高單片機(jī)教學(xué)的質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
[1]董少明,付維亞,夏東盛.單片機(jī)原理與應(yīng)用[M].中國(guó)鐵道出版社,2007.
關(guān)鍵詞:?jiǎn)纹瑱C(jī);Proteus;軟硬結(jié)合
中圖分類號(hào):G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2016)11-0260-02
人才培養(yǎng)是學(xué)校的根本任務(wù),質(zhì)量是學(xué)校的生命線,教學(xué)是學(xué)校的中心工作,而實(shí)踐是教學(xué)的重要環(huán)節(jié),要提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力,需要推進(jìn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)?zāi)J降母母锖蛣?chuàng)新?!皢纹瑱C(jī)與接口技術(shù)”課程除了理論基礎(chǔ)外,還具有很強(qiáng)的工程實(shí)踐性。因此,需要對(duì)該課程提出更具針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,以便使學(xué)生能夠在掌握理論基礎(chǔ)的同時(shí),工程實(shí)踐能力也得到培養(yǎng)與提升。本文即是在此背景下,主要對(duì)“單片機(jī)與接口技術(shù)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了分析研究,結(jié)合本課程的實(shí)際情況提出了改革措施。
一、課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀
“單片機(jī)與接口技術(shù)”課程目前仍沿襲以前純理論課程的教學(xué)模式,雖然設(shè)置了實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué),但實(shí)驗(yàn)僅作為理論教學(xué)的次要輔助,未對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)加以足夠的重視。
(一)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置不合理
目前,對(duì)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不夠重視,內(nèi)容安排上主要以理論課內(nèi)容為主線,多是作為理論教學(xué)的驗(yàn)證,所以對(duì)于學(xué)生而言,各個(gè)實(shí)驗(yàn)是相互獨(dú)立的,沒(méi)有相互聯(lián)系起來(lái)形成一個(gè)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。加之實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)內(nèi)容編寫(xiě)的面面俱到,學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)僅僅是參照設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,簡(jiǎn)單地將程序輸入到計(jì)算機(jī)上,如此重復(fù)地完成規(guī)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,課程實(shí)驗(yàn)實(shí)際上演變成了程序功能的驗(yàn)證,并沒(méi)有到達(dá)對(duì)單片機(jī)程序設(shè)計(jì)、編寫(xiě)、調(diào)試等過(guò)程訓(xùn)練的目的。由于過(guò)于實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的作用,學(xué)生不愿獨(dú)立分析思考,解決實(shí)驗(yàn)大綱中提出的問(wèn)題,甚至不對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)習(xí),急于得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果,照抄實(shí)驗(yàn)報(bào)告,忽視了實(shí)驗(yàn)過(guò)程的重要性。這難以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣性和積極性,也不利于在解決單片機(jī)實(shí)際工程應(yīng)用問(wèn)題時(shí),對(duì)學(xué)生動(dòng)手與創(chuàng)新能力的培養(yǎng),進(jìn)而失去了實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)有的作用。
(二)過(guò)度依賴功能集成的實(shí)驗(yàn)箱
隨著單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課程的發(fā)展,許多高校對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行了更新,配備了將實(shí)驗(yàn)所需功能集成于一體的綜合實(shí)驗(yàn)箱,這在一定程度上方便了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展,但單一依賴于實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有局限性,并且從學(xué)生反饋的來(lái)看并沒(méi)有達(dá)到應(yīng)有的實(shí)驗(yàn)效果。這種綜合實(shí)驗(yàn)箱將全部實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都集中在一起,學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)只需按照實(shí)驗(yàn)接線圖完成所需實(shí)驗(yàn)內(nèi)容必要的線路連接,將實(shí)驗(yàn)參考程序直接燒錄到實(shí)驗(yàn)箱,再查看實(shí)驗(yàn)結(jié)果。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程得到了簡(jiǎn)化,減少了硬件連接上的錯(cuò)誤,加快了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的進(jìn)度。然而,由于其集成度過(guò)高,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都已經(jīng)固定,不易改變和擴(kuò)展,降低了實(shí)驗(yàn)的靈活性,限制了學(xué)生的創(chuàng)新思維;不用從原理圖開(kāi)始對(duì)硬件進(jìn)行設(shè)計(jì),簡(jiǎn)化了硬件的連接,弱化了對(duì)學(xué)生電路設(shè)計(jì)能力的需求;實(shí)驗(yàn)程序也隨著硬件連接的固定而固化,學(xué)生對(duì)單片機(jī)程序的編寫(xiě)與調(diào)試能力沒(méi)有得到鍛煉。
二、課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
為改善上述課程教學(xué)的不足,本文將EDA仿真軟件Proteus引入到單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中來(lái),同時(shí)提出了Proteus與實(shí)驗(yàn)箱軟硬結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法,使得虛擬仿真與真實(shí)硬件互補(bǔ)互足。
(一)基于Proteus單片機(jī)仿真的特點(diǎn)
Proteus是一款由英國(guó)Labcenter Electronic公司開(kāi)發(fā)的EDA軟件,它支持對(duì)微控制器和元器件組成的嵌入式系統(tǒng)仿真,并且能夠與Keil等軟件實(shí)現(xiàn)聯(lián)合仿真調(diào)試,這樣不僅可以查看程序執(zhí)行時(shí)微控制器內(nèi)部寄存器、存儲(chǔ)器內(nèi)容的變化,而且可以觀察元器件的工作情況。利用Proteus可以快速靈活地完成嵌入式系統(tǒng)原理圖的繪制,便于在課堂上進(jìn)行講解。
例如,我們利用Proteu進(jìn)行定時(shí)器控制LED燈亮滅的實(shí)驗(yàn)。學(xué)生按照硬件原理圖(如圖1所示)用Proteus軟件繪制實(shí)驗(yàn)仿真電路圖(如圖2所示),使得在P1.0腳輸出周期為1s的方波,即實(shí)現(xiàn)LED燈循環(huán)亮0.5s,滅0.5s,同時(shí),在P1.0引腳用虛擬示波器觀察輸出信號(hào),最終實(shí)現(xiàn)LED燈控制器的仿真(如圖3所示)。通過(guò)本Proteus實(shí)驗(yàn),學(xué)生學(xué)會(huì)硬件原理圖的繪制、掌握定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的原理及編程方法,學(xué)會(huì)使用虛擬示波器觀察波形變化,為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)。
當(dāng)然,軟件虛擬仿真無(wú)法達(dá)到與硬件完全一致,有時(shí)仿真結(jié)果存在一定差異。因此,Proteus仿真只能作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的其中一環(huán)。
(二)軟硬結(jié)合的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)
通過(guò)Proteus對(duì)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行仿真,可以讓學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí),不僅軟件編程能力得到了提升,并且也對(duì)單片機(jī)硬件設(shè)計(jì)有所了解。由此對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)有了全面的認(rèn)識(shí),而不是在實(shí)驗(yàn)箱上按部就班地參照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。
在實(shí)驗(yàn)課前,學(xué)生不再是通過(guò)閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)進(jìn)行枯燥預(yù)習(xí),而可以根據(jù)教師布置實(shí)驗(yàn)任務(wù),利用Proteus提前設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)硬件電路、編寫(xiě)程序、仿真調(diào)試。在課堂上,教師可以根據(jù)學(xué)生課前仿真的完成情況,有針對(duì)性地講解實(shí)驗(yàn)。然后學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)箱上認(rèn)識(shí)真實(shí)的元器件,連接線路完成實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)課上,結(jié)合Proteus與實(shí)驗(yàn)箱完成基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn),鞏固理論課上學(xué)習(xí)的知識(shí)。實(shí)驗(yàn)課后,教師可以再布置一些擴(kuò)展性實(shí)驗(yàn),以便有興趣、有能力的學(xué)生進(jìn)一步利用Proteus及單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行仿真和實(shí)物驗(yàn)證,以更加深入地學(xué)習(xí)、掌握單片機(jī)及接口技術(shù)。
例如我們布置一個(gè)擴(kuò)展性大作業(yè):通過(guò)PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速,運(yùn)用AD轉(zhuǎn)換模塊,將電位計(jì)輸入的電壓轉(zhuǎn)換成AD值,該AD值通過(guò)換算得到占空比,即只需要調(diào)節(jié)電位計(jì)就可以改變直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。AD值換算成占空比后可通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示出來(lái)。另外,增加一個(gè)獨(dú)立鍵盤(pán)按鈕,來(lái)作為控制直流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的總開(kāi)關(guān)。知識(shí)點(diǎn)的考核含有定時(shí)計(jì)數(shù)器、中斷、動(dòng)態(tài)數(shù)碼顯示、AD轉(zhuǎn)換、獨(dú)立鍵盤(pán)的使用等內(nèi)容??傊瓿稍摯笞鳂I(yè)需要學(xué)生對(duì)51單片機(jī)的上述每個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的了解與掌握,并對(duì)獨(dú)立的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整合,通過(guò)合理的邏輯梳理,完成整個(gè)程序的編寫(xiě)。學(xué)生可以對(duì)51單片機(jī)有更加深刻的了解,加強(qiáng)了對(duì)邏輯思維能力的培養(yǎng),為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)打下深厚的基礎(chǔ)。
這樣的教學(xué)方法,打破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在課堂時(shí)間上和空間上的限制,使學(xué)生愿意主動(dòng)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并能帶著問(wèn)題進(jìn)入課堂,有針對(duì)性的教學(xué)也提升了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)習(xí)效率。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置上也更加靈活多變,易于擴(kuò)展。這種軟硬結(jié)合的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法不僅可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的興趣,而且還可以提升學(xué)生的單片機(jī)系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)能力,將所學(xué)理論應(yīng)用到實(shí)際工程中。
三、結(jié)束語(yǔ)
本文從實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)設(shè)備兩個(gè)方面分析了當(dāng)前單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀,分析了其中存在的問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上,將虛擬仿真引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中來(lái),并且結(jié)合Proteus軟件的特點(diǎn),提出了Proteus與實(shí)驗(yàn)箱軟硬結(jié)合的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法,以此提升單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量,激發(fā)學(xué)生對(duì)單片機(jī)的學(xué)習(xí)興趣,提升學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的應(yīng)用能力。希望此文的教學(xué)探討,能對(duì)同行起到拋磚引玉的作用。
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【關(guān)鍵詞】電阻式觸摸屏 坐標(biāo)定位 C8051F
電阻式觸摸屏具有分辨率高,靈敏度好,價(jià)格便宜,受環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn),是工業(yè)控制系統(tǒng)中使用最多一種的觸摸屏。將觸摸屏與單片機(jī)接口,可以使系統(tǒng)的人機(jī)界面更加友好,操作更加快捷、方便。應(yīng)用電阻式觸摸屏,最先遇到的一個(gè)重要問(wèn)題是如何準(zhǔn)確、快速的定位觸摸坐標(biāo),因此設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單、實(shí)用的觸摸屏坐標(biāo)定位系統(tǒng)成為應(yīng)用中需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。
1 觸摸屏坐標(biāo)定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)以AMT9532四線電阻式觸摸屏與單片機(jī)接口。CPU選用高速SOC 單片機(jī)C8051F121??紤]到C8051F121芯片內(nèi)集成了A/D轉(zhuǎn)換器、電壓比較器等功能部件,本系統(tǒng)采用觸摸屏直接與單片機(jī)接口的方式,通過(guò)單片機(jī)內(nèi)置的A/D轉(zhuǎn)換器讀取X方向和Y方向的電壓值并通過(guò)I/O口的輸出控制觸摸屏電極電壓的切換,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
要實(shí)現(xiàn)C8051F121單片機(jī)對(duì)坐標(biāo)定位系統(tǒng)的控制,需要解決以下兩大問(wèn)題。第一,如何做到微功耗。第二,按壓觸摸屏?xí)r,如何產(chǎn)生中斷。下面將逐一進(jìn)行分析。
1.1 低功耗設(shè)計(jì)
在某點(diǎn)按壓觸摸屏?xí)r,上、下電阻層接通。如圖2所示,V1端為直流電壓3.3V輸入,電流流過(guò)電阻R、二極管D、X方向電阻段R1和Y方向電阻段R4,最后通過(guò)電極Y-接地。
按壓位置不同,接入回路的觸摸屏電阻也隨之改變,考慮到AMT9532觸摸屏在X方向和Y方向的電阻值之和小于1K歐姆,在電路中接入阻值為100K歐姆的電阻,使得線路總阻值大約在100K~101K歐姆之間,此時(shí)不同的按壓位置對(duì)線路總阻值的影響并不大,可以使回路電流I保持在33μA左右。
1.2 中斷請(qǐng)求電路設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)采用中斷的方式處理按壓位置的坐標(biāo)計(jì)算,中斷請(qǐng)求電路的設(shè)計(jì)如圖2所示。V1端為直流電壓3.3V輸入,二極管D選用導(dǎo)通壓降較小的鍺管(導(dǎo)通壓降約為0.2V),中斷請(qǐng)求信號(hào)Vint從電阻R和二級(jí)管D之間引出,接入C8051F121單片機(jī)的片內(nèi)比較器CP的輸入端。
未按壓觸摸屏?xí)r,由于X方向上的電極X-處于懸空狀態(tài),X方向上的電阻層沒(méi)有電流,因此,Vint處的電壓約為V1的輸入電壓3.3V;有按壓時(shí),由于回路電流I約為33μA,觸摸屏電阻上的壓降小于33mV,此時(shí),從Vint處讀出的電壓基本上等于二極管的導(dǎo)通壓降0.2V。對(duì)比以上兩種情況可見(jiàn),觸摸信號(hào)會(huì)使Vint處的電壓產(chǎn)生一個(gè)下降沿,在本電路中正是通過(guò)這個(gè)下降沿觸發(fā)中斷。
為了使電路的性能更加可靠并充分利用C8051F121單片機(jī)的內(nèi)部資源,在本系統(tǒng)中,由單片機(jī)內(nèi)部的D/A轉(zhuǎn)換器輸出一個(gè)基準(zhǔn)電壓,把D/A轉(zhuǎn)換器的輸出與中斷信號(hào)Vint接入單片機(jī)內(nèi)部比較器的兩個(gè)輸入端,當(dāng)Vint的值小于基準(zhǔn)電壓時(shí),使比較器的輸出觸發(fā)中斷。CPU響應(yīng)后,先使V1端的輸入電壓清零,然后通過(guò)切換各電極電壓來(lái)判定按壓位置。
2 硬件實(shí)現(xiàn)
來(lái)自C8051F121CPU輸出引腳的控制信號(hào)加到兩片模擬多路開(kāi)關(guān)的地址代碼輸入端,控制不同狀態(tài)下加在各電極上的電壓。由于多路模擬開(kāi)關(guān)74VHC4052的驅(qū)動(dòng)能力不夠大,不足以提供觸摸屏的工作電流,因此在觸摸屏四個(gè)電極的電壓輸入端需接三極管以提高驅(qū)動(dòng)能力。由于C8051F121單片機(jī)內(nèi)部有兩個(gè)8通道的AD轉(zhuǎn)換器,足以提供4個(gè)通道將各電極電壓通過(guò)AD轉(zhuǎn)換器讀出其實(shí)際值。
由于計(jì)算的數(shù)據(jù)均來(lái)自兩個(gè)輸出值的差,有效的消除了驅(qū)動(dòng)電壓變化以及三極管導(dǎo)通壓降不一致等因素對(duì)運(yùn)算結(jié)果的影響,確保了坐標(biāo)定位的準(zhǔn)確性,大大提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。
3 結(jié)束語(yǔ)
在理解觸摸屏控制原理的基礎(chǔ)上,討論了坐標(biāo)定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中需要解決的問(wèn)題并給出設(shè)計(jì)方法。此設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)用,成本低,在菜單式選擇觸摸屏等控制系統(tǒng)中能夠方便、可靠地實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)定位功能,是觸摸屏與單片機(jī)接口技術(shù)的一種創(chuàng)新。
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作者簡(jiǎn)介
劉隆吉(1985-),女,山東省淄博市人。碩士學(xué)位?,F(xiàn)為青島港灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師。主要研究方向?yàn)榭刂评碚撆c控制工程。
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