摘 要 单片机是电子类专业的一门重要课程,在实际工程中有着广泛的应用。传统单片机教学中存在诸多问题,如教学内容枯燥、实验设备费用高、实验缺乏灵活性等。本文结合实例,介绍了PROTEUS软件和学习情境的教学方法在单片机教学中的应用。通过新的教学方法,培养学生信息交流及合作、学习及工作能力、激发学生的学习兴趣,培养学生的实验能力及系统开发能力。
　　关键词 学习情境教学方法 PROTEUS 单片机
　　中图分类号:G424文献标识码:A
　　
　　单片机具有体积小、功能多、抗干扰能力强等优点,在家用电器、实时工控、智能仪器仪表等方面有着广泛的应用,是电类专业工作人员必须要掌握的一门课程。在单片机的传统教学中,都是按照书本上的章节顺序讲解,先讲单片机概论、硬件,再讲指令、语句、流程图,最后在试验箱上完成设备固有的几个项目。这样就导致课程的内容比较枯燥、抽象,很少有学生能够坚持学下去。另外,实验箱实验具有一定的局限性,学生做完实验后,对整个实验电路没有具体的了解,只能做一些验证性的实验,不利于学生创新思维的开发。为了增强本门课程的趣味性,锻炼学生的创新能力,笔者打破了传统的教学方式,在单片机教学中采用学习情境的教学方法,同时引入了最新的嵌入式科研仿真与开发平台Proteus,将单片机的课程划分为几个教学情境,每个教学情境均由若干个具体的典型工作任务组成,学生可以根据设计的工作任务进行单片机单元电路的硬件、软件设计、程序调试、仿真运行,学生设计、仿真成功后,再有针对性地进行实际实验,进一步理解、巩固、扩展所学知识。
　　在此就一个典型的任务来介绍一下仿真技术和情境教学在单片机课程中的实施。
　　1 明确任务
　　师:城市的夜晚酷似一个梦幻世界,色彩斑斓,各种各样的霓虹灯,似天上彩虹、像人间银河。究竟是什么“魔力”使彩灯变换出多样的显示效果? (学生讨论)
　　师:霓虹灯可以变换出不同的文字和图案是因为它的内部有一个电脑芯片进行控制,霓虹灯管按编好的程序亮或灭,组成一副副流动的画面。这节课我们就要学习霓虹灯最为简单的一种控制方法——“流水灯”。
　　2 任务分析
　　师:流水灯顾名思义,就是实现一个亮点流动的实验。如何来实现亮点的流动呢?(小组讨论,引导学生总结出利用P2口输出实现8只LED彩灯控制。)
　　3 方案制定
　　(1)先以小组讨论的方式制定实施的方案,包括系统的软件设计和硬件设计。在方案讨论制定过程中,引导学生通过辅助资料了解构成单片机最小的硬件电路,包括电源、复位电路、振荡电路等,复习Proteus的使用方法,结合多媒体幻灯片引导学生学习数据传送指令、循环指令、逻辑运算指令等相关理论知识。
　　(2)与学生探讨小组方案的优缺点,共同确定流水灯的硬件电路参考图。
　　(3)师生共同探讨流水灯实验软件设计流程。
　　4 项目实施
　　学生按项目解决方案及实施计划,以小组分工的形式完成单向流水灯的软件设计,并在Proteus中实现软、硬件协同仿真。在学生实际操作过程中,教师对程序编译出错、硬件电路方面的错误及时进行指导,并重点强调使用延时程序的必要性及延时时间的控制。
　　5 项目拓展
　　本实验实现的是从上至下的流水灯的效果,引导学生探讨更好的解决方案和更多的彩灯控制变换方式。比如以不同的方式显示流水灯的效果,实现用按键来控制流水灯等。
　　6 展示评价
　　在教学评价中,采用教师评价、学生自我评价、社会评价相结合的评价方法。评价重点为学生动手能力和实践中分析问题、解决问题能力(及创新能力),对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励,让学生充分认识经过努力获得成功的快感,同时也可以让学生及时发现自己的(下转第21页)(上接第18页)不足,为下一阶段的调整和完善奠定基础。
　　7 教学反思
　　本次课程教学采用了先进的教育理念和教学方法,在教学情境设计中力求实现知识和实践的有机结合,体现了“做中学”、“学中做”的教学理念。课堂气氛活跃,学生参与程度高,达到了预期的教学效果。
　　在本次课程实施过程中,教师的角色不再是一个表演者,而是帮助和指导学生自主学习的组织者。学生在教师的引导下由不知到知,由不会到会,既重视学生学习的结果,又重视学生的学习过程,允许学生在学习过程中犯错误,使学生在错误中不断改进和提高,不断完善自己,培养学生分析问题、解决问题的能力,让学生在学习的过程中能够主动、快乐学习。
　　
　　参考文献
　　[1] 吴言.项目教学法.职业技术教育,2003(7).
　　[2] 刘雪雪.谈用Proteus改善现有单片机实验室[J].中国科学教育,2005(16).
　　[3] 王陆.教学系统设计与开发方法.首都师范大学,2000.7.