單片機教學改革的思路與實踐
1.傳統教學模式中的教學順序
傳統單片機教學模式中的教學順序主要是:單片機硬件結構、指令系統、匯編語言程序設計、存儲器、定時/計數器、I/O擴展、A/D、D/A轉換。
這種多年來的教學模式對本科教學還能行得通,因為本科院校多為理論的研究、開發。但高職學院生源質量與本科院校有一定的差距,而且高職校的培養目標也不同于本科院校。在這種教學模式中實驗往往是在課程開始過半的時候才開始,有時候甚至是課程基本結束時候開始的。由于課程開始的時候學生學習目標不明確,有的甚至是不知道單片機是拿來做什么用的,感到學習內容枯燥乏味,所以興趣不大。幾周過后學生的學習興趣全尢,這時候即便是再開始實驗學生也有了厭倦的感覺, 有的干脆就放棄了。在以前的多年單片機和其他電子類理論課程的教學中,對此有深刻體會。
以前的實驗大多用單片機的實驗箱。這種試驗箱是把匯編語言的源程序翻譯成機器碼后直接輸入系統。這種實驗與實際的單片機開發在過程上有很大的差異,學生對硬件系統基本沒有了解,對軟件的編程、匯編、寫入單片機的整個過程就更沒有了解。往往是學生實驗可以完成的很好,但是到實際工作中卻不知所措,當遇到一一個實際的開發項目時無從下手。
這樣教出來的學生是與高職院校的培養模式相悖的,這種教學模式已經不能滿足當前的教學需要。
2.與實際單片機開發相同的教學方法
為了激發學生的學習興趣,增加學生動手能力的訓練,使學生能適應實際的工作的需要,在實際工作中當接到一個單片機開發任務時知道從哪里做、怎樣做,近年來我們采用了一種基于Keil C5l集成開發環境的情境式教學方法,在這種開發平臺上完成匯編語言源程序的輸入、匯編。再用IspPgm軟件直接把匯編后的程序寫入單片機的ROM 里運行。這種方法和實際工作中開發一個項目的過程完全相同。其優點有兩個:第一,把課程分解成幾個教學情境,每個情境都是以實驗為先導引伸到理論教學。可以激發學生的學習興趣,達到學生自主學習的目的。第二,這種方法完全在實驗室中進行而且與實際開發項目的過程相同,所以用這方法教出來的學生更適應社會需要。
把單片機教學分成幾個教學情境。每個教學情境都是以簡單的實驗為先導,讓學生按照圖1連接硬件電路,在臺式計算機桌面上雙擊圖標運行KeilC5l,完成簡單程序的編輯、匯編。Keil C5l集成開發環境如圖2所示。
Keil C51集成開發環境由萊單欄、工具欄、源文件編輯窗口、工程窗口和輸出窗口五部分組成。
工具欄為~ 組快捷工具圖標, 主要包括基本文件工具欄、建造工具欄和調試工具欄,基本文件工具欄包括新建、打開、拷貝、粘貼等基本操作。建造工具欄主要包括文件編譯、目標文件編譯連接、所有目標文件編譯連接、目標選項和一個目標選擇窗口。調試工具欄位于最后, 主要包括一些仿真調試源程序的基本操作,如單步、復位、全速運行等。
在工具欄下面,默認有三個窗口。左邊的工程窗口包含一個工程的目標(target)、組(group)和項目文件。右邊為源文件編輯窗口,編輯窗口實質上就是一個文件編輯器,我們可以在這里對源文件進行編輯、修改、粘貼等。下邊的為輸出窗口,源文件編譯之后的結果顯示在輸出窗口中,會出現通過或錯誤(包括錯誤類型及行號)的提示。如果通過則會生成“HEX”格式的目標文件,用于仿真或燒錄芯片。
MCS一51單片機軟件Keil C51開發過程為:
1.建立一個工程項目, 選擇芯片,確定選項。
2.建立匯編源文件或C源文件。
3.生成各種應用文件。
4.檢查修改源文件的錯誤。
5.軟件模擬仿真或者硬件在線仿真。
6.編程操作(用IspPgm軟件直接把匯編后的程序寫入單片機的ROM 里運行)根據上述過程,學生把教師給的簡單的控制程序在臺式機上完成編輯、匯編,然后運行IspPgm軟件,再把匯編后的“HEX” 文件寫入單片機的ROM運行,可以得到一個直觀的控制效果。這樣可以激發其學習興趣。最后教師再根據這個簡單的控制程序進行講解。這種教學方法通過幾年的實際教學檢驗,取得了非常好的效果。
當今單片機控制技術已經應用到各個領域。高職院校的培養目標就是為社會培養應用型人才, 因此傳統的教學模式已經不能適應高職院校的單片機教學。要使學生能真正自覺、自愿、主動地學習單片機,必須要改變傳統的教學模式。只要不斷改進教學方法、豐富教學手段,加強實踐能力的培養, 注重理論聯系實際,就能激發學生的學習興趣,取得較好的教學效果。但是如何將教學改革進行得更加深入系統,為社會培養出大批單片機應用型人才,還需要教師共同努力,不斷探索。
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