基于工作过程教学法的单片机教学改革及研究

陈少航

（桂林航天工业高等专科学校电子工程系，广西 桂林 541004）

随着信息技术的发展，电子设备越来越智能化，而这些设备的核心器件是MCU，单片机就是其中的一种。为此，很多高职高专院校在电子信息类专业开设了单片机技术及原理课程。单片机是一门技术性和实践性都比较强的课程。所以，实践环节是该门课程能否学好的关键所在。传统的教学方式，主要是课堂上老师满堂灌输理论，实验课学生也只是在固定的实验箱上做一些验证性实验。这样的教学效果不是很好，学生普遍反映其对所学知识是似懂非懂、知其然而不知其所以然这一状态，对课程学习的兴趣也不是很高。为克服传统单片机教学所遇到的难题，桂林航天工业高等专科学校单片机教研组，尝试了基于工作过程的单片机教学方法，在教学过程中引入了能够仿真单片机及外围电路运行过程及结果的PROTEUS软件，并取得了良好的教学效果。

1 基于工作过程的教学法介绍

基于工作过程的单片机教学法，主要是以学生为教学行为的核心，重在学生参与并实施学习的实践过程，以学生参与教学实践为主线，教师只是指导者与引导者。根据单片机知识结构及学生的认知能力，并以理论为辅、实践为主的策略，教研组将课程内容分为发光二极管、键盘、串口通信、AD转换、中断、液晶共6大模块。每个模块包含相关的知识点，并构成一个项目任务，每个项目都有承前启后的作用。这样，学生既能加深对已有知识点的掌握，又能学习新知识点，学生根据这些项目任务的要求，自主设计学习过程的细节。整个过程学生是主角，学生既在学中做，又在做中学。该教学法主要是培养学生分析问题和解决问题的能力[1]。整个过程，学生既是项目的设计者，又是实施者，这样可以积累相关的项目经验，提高自身的职业竞争力。

2 工作过程教学法的实施

工作过程教学法的项目设计应当明确而适度，要结合学生现有的认知能力及水平，并且能够渐进式地提高学生的单片机应用系统的设计开发能力，从实际情况出发，切实做到因材施教。结合我学生的实际认知水平及学习能力，学校实验实训中心配合单片机课程教研组制定了具体的项目及实施过程，并且免费开放了两间实验室，供学生课余时间所用。课前，任课老师对项目所用到的相关知识点进行讲解和进行操作演示，并提醒学生需要注意的地方，并设定好相关的问题，以促使学生认真实施项目；下课前，任课老师要根据学生的项目实施情况进行总结和评价，并引出下一个项目要用到的知识点，提醒学生要预习的知识点，让学生自主寻找项目完成所需的信息[1]。

3 PROTEUS的角色

PROTEUS是一款新型的EDA软件，是由英国Lab Center Electronics公司开发的，其不仅能够仿真单片机，而且能够仿真单片机及外围电路的运行过程及结果。这对单片机教学方式的改进，具有较大的帮助，不仅能够节省教学的硬件成本，而且能够让学生实时观察到单片机应用系统的工作状态。

在教学过程中，我们所有的教学行为，都是在实验室进行，可以做到人手一台电脑。因此，教研组将PROTEUS软件应用到单片机理论及实践教学的整个教学过程中。根据设定的教学内容，结合KEIL软件，先用PROTEUS软件在电脑上对设定的教学模块进行仿真，在程序和电路的调试过程中，要求学生实时观察PROTEUS提供的各种虚拟仪表及图形显示功能数据的变化。仿真实验做完后，学生就可以根据仿真原理图，在配套的实验板做实物实验了，并能在有限硬件资源的条件下设计一些实物。

现列举一PROTEUS教学实例，予以说明：根据单片机知识结构及学生的认知能力，教研组将教学内容分为发光二极管、键盘、串口通信、AD转换、中断、液晶共6大模块。以发光二极管模块为例，介绍如何在PROTEUS中实现教学模块的仿真。

实验的功能：I/O电平的变化控制LED的亮暗，其原理图如图1所示。

元件清单：AT89C52，RES，LED-YELLOW。

图1 流水灯

图1展示了PROTEUS能够仿真单片机及外围电路这一功能，同时能够最大限度的降低教学的硬件成本。仿真做好后，就可以做硬件实验及实物了，但要严格遵循项目准备-实施-考核这一过程，。

4 考评

课程考评是教学的重要环节，对学生的学习有着重要的促进和引导作用。点评时，老师要注意抓住学生容易犯错的地方，并进行重点及讲解和操作演示。完成项目任务比较好的学生，要给予表扬，并发挥其带头作用，做到学生资源的优势互补；对于跟不上的学生，要及时给予帮助，有了这份鼓励，学生就有继续学习的信心和动力，学生的学习主观能动性就能最大限度的地调动起来。考核的目的是促进学生的学习，要具有科学性、灵活性、可操作性，并能激发学生的学习积极性。整个教学过程是以实践为主线，因此考核要弱化理论知识，强化项目的实施过程，降低卷面考核成绩的比例，加大项目实施过程及完成情况在总评中的比例。对于项目实施过程表现好的学生，要给予适当加分，以促进其更好的学习；对于实施过程不理想的学生，要给予鼓励，让其对学习有信心。总之，考评的目的是促进学生的学习。

5 结束语

工作过程教学法，克服了传统教学模式重结果不重过程、重理论讲解不重操作等缺点，用项目任务驱动学生的求知欲，用过程加深学生的理解，让学生在学习中自己发现问题、分析问题并解决问题[1]。让学生成为整个教学过程的核心，变传统的被动学习为主动学习。经过一年的教学试验，学生的单片机应用设计能力普遍较往届要好，学习的积极性比较高，学习的主动性也较以往要强，取得了良好的教学效果。

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