单片机之《LED灯》项目化教学探索

黄青颖（江苏城乡建设职业学院,江苏　常州　213147）



单片机之《LED灯》项目化教学探索

黄青颖
（江苏城乡建设职业学院,江苏常州213147）

摘 要：《单片机原理及应用》是一门理论和实践性都很强的课程，也是建筑电气工程技术专业课程。Led灯实验则是《单片机原理及应用》的基础硬件实验。教育改革的不断深入，传统的教学受到严重的冲击。项目化教学法是通过实施一个完整的项目而进行的教学活动，其目的是在课堂教学中把理论与实践教学有机地结合起来，充分发掘学生的创造潜能，培养学生分析解决问题的能力。

关键词：高等职业教育; 单片机; 教学改革

1　传统单片机的教学模式

目前，大多数单片机的教材章节以单片机的结构原理为主要学习内容，先介绍单片机的内部结构、指令系统及汇编语言，然后是单片机的扩展技术和接口技术，最后介绍单片机的系统开发和一些实例。我校单片机传统的教学分为理论教学和实训教学。在理论教学中，概念多，内容抽象，并且各部分知识衔接紧密，一环扣一环，职校学生难以适应，普遍感到入门难。而实训教学，多数是验证性实验，以调试程序为主，缺少学生自己动手做的小制作。

学生对理论知识是一知半解，在实践中仅以实验来验证程序是否正确，鲜有设计。很难达到“让学生具有建筑电气控制单元的基本知识和基本技能，能根据系统的总体要求熟练地进行硬件设计和软件设计，进行常用控制系统的接线、调试和运行”要求。

原来的“Led灯实验”是在指令系统学完后上的实验课。先给学生Led灯的实验任务，分析任务，写出程序，然后到实验室在实验箱上接线，最后用电脑输入程序调试运行，验证程序的正确性。这种教学模式，存在一些问题(1)学生对理论部分没有掌握，对程序的错误改正都有困难，更谈不上设计程序（2）实践中存在的问题：由于是在实验箱上进行操作，线路和器件都已定好，学生不用选择元器件，不用进行线路设计。（3）验证性实验，只是判断程序是否正确，而不是单片机开发过程的展现，所以学生对单片机的开发过程并不了解。

2　采用项目教学法进行课堂改革

“项目教学法”是通过实施一个完整的项目而进行的教学活动，其目的是在课堂教学中把理论与实践教学有机地结合起来，充分发掘学生的创造潜能，提高学生解决实际问题的综合能力。在教学活动中，教师将需要解决的问题或任务以项目的形式交给学生。学生在教师指导下以个人或小组工作方式，按照实际工作的程序，共同制定计划，共同或分工完成项目。

我以项目为引领、任务驱动、理实一体化模式展开《Led灯》项目教学，把项目分成六个任务。每一个任务，学生4人一组，教师把任务的要求和目的告知学生，由学生小组制定计划完成，教师及时对成果评价。

3　改革后的教学流程

六个任务：任务一：一只快乐的Led灯；任务二、制作ISP下载线；任务三、8只Led灯电路制作；任务四、下载程序，让8只Led灯闪烁；任务五、学习流程图，分析、改写程序。任务六：制作“闪闪发光的爱心”（图1）。

3.1任务一、一只快乐的Led灯

教师指导学生用5v电池盒、STC12C2052单片机，一只Led灯，在面包板上搭接电路。电池的正、负极接单片机的电源极和接地极。Led灯的阳、阴极分别与芯片20脚和19脚相连，电源接通后Led灯闪烁。

这个任务的目的是让学生认识部分单片机的管脚，初步了解单片机的控制功能，对单片机的学习产生兴趣。教师展示学生的成果。根据接线的正确与否，给学生评分。

3.2任务二、制作ISP下载线，实现电脑和单片机的握手

电脑与单片机的握手要通过下载线。学生在教师示范指导下，制作ISP下载线。在制作的过程中，教师向学生介绍USB转UART模块、芯片座、杜邦接头、排线等知识；学生用自己做的下载线连接电脑和单片机，在电脑中安装驱动程序，设置下载编程烧录软件，实现电脑与单片机的握手。

3.3任务三、利用面包板制作8只Led灯的电路

要让8只Led灯轮流点亮，面包板上的电路该如何搭接呢？教师先演示，然后学生完成。这个过程可以让学生了解面包板的电路结构，进一步单片掌握单片机的管脚功能和单片机的最小系统：单片机、晶振电路、复位电路。

边做边学，做中学，学生有很高的兴趣。评价采用小组互评分和教师评分结合的方式。

3.4任务四、8只Led灯快乐闪烁

从网上下载程序存放在电脑中，学生通过烧录软件，把程序下载到单片机中，调试运行、观察现象。现象不正确的小组，检查电路和烧录软件设置，排除故障。

此任务的目的是让学生掌握怎样下载程序到单片机中，从而实现控制功能。

教学中，教师让学生从网上下载现成的程序是为了降低难度，由易到难，让学生保持学习的兴趣。

3.5任务五、画出流程图，分析、改写程序

以8只Led闪烁灯为案例，画出流程图，复习相关的指令；对照流程图，对现成的程序进行分析。提出要求：把8只Led灯轮流点亮改成4灯交替亮灭，该如何改写程序？

教师引导学生画出流程图，编写程序，上机编译、调试程序。评价采用小测试的方式，改变Led灯花样，让学生画出流程图、编程，教师打分。

3.6任务六、制作闪闪发光的爱心

任务六：在电路板上焊接30个Led灯和相关元件、导线，led灯分布成心形，用单片机程序控制Led灯的闪烁。学生分析任务，进行硬件设计和软件设计，在洞洞板上按自己设计的电路图焊接元件、导线；在实训室编程、编译、调试、运行程序，这个任务可以让学生初步体验单片机开发的过程。教师展示学生作品，评价采用互评和教师评分结合的方式。

4　教学效果

《Led灯》项目被分成了6个任务，每个任务都是理论与实践的结合。（1）通过“理实一体”的教学模式，师生双方边教、边学、边做，学生加深了理解，提高了动手能力。（2）教学内容由易到难，循序渐进；教学过程增强了学生学习的自主性，利于学生发现和解决问题，学习的兴趣和热情得到提高。（3）评价采用学生自评、小组互评及教师评价相结合的方式，产生较好的激励功能，激发了学生的学习积极性。

要让学生在一学期的学习中精通单片机，是十分困难的，做为一名职业学校的老师，我们应该尽最大的努力使学生在学习单片机中找到乐趣，最大程度的使学生们感觉到单片机这门课，“好学”、“易学”、“想学”。 单片机教学需要教师付出更多的努力、更多的学习、更多的探索和更多的创新！

参考文献：

[1]邓泽民,陈庆合.职业教育课程设计[M].中国铁道出版社,2006.

[2]姜大源.职业教育学研究新论[M].教育科学出版社,2007.

作者简介：黄青颖（1975-），女，硕士，讲师。

DOI :10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.230