问题驱动教学法在单片机应用教学中的应用研究

高娟　田鑫鑫　吴思

摘 要：问题驱动教学法是以问题为牵引，将提出问题、分析问题、解决问题作为主要内容和手段的教学法。本文通過单片机教学中的“流水灯”案例，浅谈“问题驱动法”在单片机应用课程教学中的应用。

关键词：问题驱动教学法；单片机应用；流水灯

问题驱动教学法是以问题为牵引，将提出问题、分析问题、解决问题作为主要内容和手段的教学法。它的突出特征是以提出问题方式引导学生主动学习和思考，因此如何在课堂教学中设计问题无疑是该教学模式的关键。

笔者从事单片机应用课程教学多年，在教学过程中多次尝试将“问题驱动教学法”应用其中，教学效果显著。该文通过单片机教学中的“流水灯”案例，浅谈“问题驱动教学法”在单片机应用课程教学中的应用。

1 问题驱动教学法应用实例分析

1.1 编写流水灯程序

为了引入流水灯，首先设计如下问题：在上一任务中已经实现用单片机控制8个发光二极管亮灭闪烁的任务，但是8个灯是同时亮灭的。那么我们能不能控制8个灯按照流水作业的形式一个一个的轮流点亮呢？由此引出流水灯的实现方法。

学生根据以前学过的知识，很快可以编写出程序，并将程序下载到单片机中，可以看到实现了我们预期的效果，8个灯依次轮流点亮了。

为了使学生熟练掌握流水灯程序的编写方法，可以引入趣味性的问题，从而达到吸引学生和增强他们的发散思维。可以提出一个新的问题：除了这一种流水显示方式外，还有没有别的显示方式呢？

大家经过思考得出还可以让8个灯依次全部点亮、双灯流水点亮、双灯相向点亮等，实现的方法就是控制P1口输出相应的数据即可。这时可以让学员自己编写程序，观察效果。

通过编写程序，实现各种各样的流水灯效果，学生有了较浓学习兴趣。接下来趁热打，又提出如下问题：看了刚才的流水灯效果，大家可以发现灯闪烁得太快，也即延时时间太短，那么怎样修改延时，增长延时时间呢？

1.2 增长延时时间

要增长延时时间首先要计算延时子程序的延时时间，由此引出延时时间的计算。

在12MHZ晶振频率下，前三条单周期指令的执行时间是1us，后两条双周期指令的执行时间为2us。因此：

内循环的延时时间是：255*（1+2）=765?S

外循环一次的时间是：765?S+1?S+2?S=768?S

外循环的执行时间是768*255=195840?S

粗略的计算：765*255=195075?S≈195ms≈0.2S

知道了原来延时子程序的执行时间是0.2s后，怎样增长延时时间呢？例如要增加延时时间为1s。

学员经过思考得出通过增加一层循环从而增长延时时间，修改后的1s延时程序如下：

DELAY1S：MOV R3，#100；延时1s的循环次数

DEL2：MOV R4，#10；延时10s的循环次数

DEL1：MOV R5，#250；延时1ms的循环次数

DEL0： NOP

NOP

DJNZ R5， DEL0

DJNZ R4， DEL1

DJNZ R3， DEL2

RET

将1s延时程序下载后，观察到流水灯闪烁变慢了。接下来又提出如下问题：MOV P1，#XXXXXXXXB和ACALL DELAY在以上程序中被引用了8次，而8个数据之间是有规律的，显然程序重复太多，能否使其简化？由此引出利用循环程序实现流水灯。

1.3 简化程序结构

循环程序的关键要用到循环左移指令RL A，首先设置循环次数和循环初值， 显示模式字送P1端口， 显示模式字左移1位，判断循环次数-1是否等于0，跳转到不同的地方。具体程序如下：

START：MOV R2，#08H

MOV A， #0FEH

NEXT：MOV P1，A

ACALL DELAY1s

RL A

DJNZ R2，NEXT

SJMP START

接下来又提出如下问题：上面这种方法只能简化流水灯程序，如果要让8个灯变幻出很多花样的闪烁方式，那程序还是要编写很长的，有没有什么方法用短一点程序可以实现多一些花样的闪烁效果呢？由此引出万能闪烁灯的程序。

1.4 万能闪烁灯

万能闪烁灯是利用查表程序来实现的。将要输出的数据都放在一个表格中，利用循环程序依次查表输出每一个数据，直到所有的数据都输出一遍再从头开始。

2 结语

以上就是问题驱动教学法在“流水灯”教学中的整个应用过程。在这个过程中，始终以问题引出新知识，且问题的设计由易到难、层层递进，符合人们对事物的认知规律。我们多年在单片机课程教学中运用问题驱动教学法，设计了一系列的问题引导学生学习，而学生通过观察、思考、联想，感受到成功的喜悦，也认识到学习这门课的意义，从而变被动学习为主动学习，提高了学习的兴趣。

此外，由于单片机应用是一门实践性很强的课程，因此，“问题驱动教学法”还应注重引导学生在实践中主动发现并解决问题。这一应用还需要更深入地探索和研究。该文仅做初步探讨，以期能抛砖引玉。

[参考文献]

[1]张广群，汪杭军，王保平.问题驱动模式在VB教学中的应用研究[J].计算机教育，2008（22）.