任务驱动型教学法在单片机课程中的实践

任涛 吕永洁

摘要：单片机相比其他学科，更加抽象，需要较强的逻辑思维能力。如果按照以往传统的教学方法，学生普遍难以接受空洞抽象的理论知识。为了改变这种现状，提高教学效果，激起学生的学习兴趣，可以改变以往的授课方式，以产品为主题，以任务为驱动，通过实际的应用，建立任务，而教师和学生围绕着这个任务，展开互动。当学生完成完整的任务时，就完成了一个具体的单片机开发工作，从而提高了学生的积极性，增强了学生的学习兴趣。

关键词：单片机；任务；程序

随着计算机技术的不断发展，计算机形成了通用计算机系统和嵌入式计算机系统两大分支，而单片机的出现无疑是这两大分支形成的标志。近几年，单片机得到了飞速发展，单片机最明显的优势就是可以嵌入到各种仪器、设备中。目前，大量的嵌入式系统均采用单片机。而作为一门新兴的学科，在实际的教学中，却遇到了或多或少的问题。

目前的单片机教材基本上都是以单片机的硬件结构，汇编语言的指令系统，程序设计为主线，尽量从各个方面把所有基本概念罗列清楚，着重于对知识点的介绍，对理论的掌握。这样的结果是知识体系全面而严谨，但是抽象而空洞。在中职学校，学生大多基础差，底子薄，逻辑思维还没有系统建立。而单片机相比其他学科，更加抽象，需要较强的逻辑思维能力。如果按照以往传统的教学方法，学生普遍难以接受空洞抽象的理论知识。对于中职教学而言，是老师难教，学生难学，更别提激发学生的学习积极性了。

面对空洞抽象的单片机教学内容，如何配合教材，让学生简单易学地掌握单片机开发的工作呢？经过多年的教学实践，我采用的任务驱动型教学方法取得一定的成果。

任务驱动型教学法是在老师的指导下，将一个相对独立的任务交由学生自己处理，信息的收集、方案的设计、任务实施及最终评价，都由学生自己负责，学生通过该任务的进行，了解并把握整个过程及每一个环节中的基本要求。任务驱动型教学改变了以往“教师讲，学生听”的被动教学模式，创造了学生主动参与、自主协作、探索创新的新型教学模式，不再是简单地让学生按照教师的安排和讲授去得到一个结果，而是在教师的指导下，学生去寻找，摸索，讨论，协同完成整个任务，学习的重点不在结果而在整个完成任务的过程之中。而学生在这个过程当中，不仅仅是学习到了单片机开发的相关知识，更是提高了面对实际工作的处理能力，提出问题——发现问题——解决问题，并增强了沟通交流和协同工作的能力，加强了团队意识。

下面，以一次教学实践为例来说明。

（1）主题产品。带领学生参观城市夜市下的霓虹灯，启发学生探究其制作原理，激发学生自己制作的欲望，以参观霓虹灯标志牌部分效果为例，建立课题。

（2）确定任务。用8个发光二极管代替霓虹灯模拟实验，通过控制8个发光二极管的有序亮灭，呈现流水灯的霓虹效果。

（3）前期准备。参考教材，收集资料：了解霓虹灯的工作原理、电路结构、单片机程序设计的步骤、仿真器的使用和程序调试；通过单片机经典程序范例，培养学生的开发思维和逻辑能力。

（4）电路图的选择与分析。实现8位花样流水灯的电路方式很多，用模拟电路、数字电路中振荡电路均可实现，但从产品成本、维护和升级方面来考虑，最灵活、最合适的方案莫过于用单片机来实现。利用各引脚输出电位的变化，控制发光二极管的亮灭。各引脚的电位变化可通过指令来控制，当某个引脚得到低电平的时候，对应连接的发光二极管就会亮，反之则灭。

（5）任务实施。

第一步：控制一个发光二极管的亮灭。①指导学生学习软件编程格式和指令“MOV、SETB、CLR、ACALL、AJMP、DJNZ、ORG、RET、END”应用方法，并详细讲解延时程序的算法，指导学生完成源程序的编写。②指导学生在实训台上连接好电路。③教师演示Keil软件应用方法，巡回指导学生运用Keil软件完成程序仿真调试。实际电路中运行程序看效果。

第二步：控制8个发光二极管实现花样流水灯效果。①讲解“MOV P1，#11111110B”的具体含义，指导学生完成源程序的编写。②指导学生在实训台上连接好电路。③巡回指导学生运用Keil软件完成程序仿真调试。④实际电路中运行程序看效果。⑤总结评价任务二的完成情况，引导学生观察“0”的位置变化，让其发现规律，指导学生去指令表中查找是否有让“0”左循环、右循环的指令，并自学完成它的正确用法，让学生在摸索、探究中完成左循环指令“RL”简化程序。在此过程中，老师应给予指导，并讲解数据计数指针R2的用法，帮助学生打开思路完成源程序编写。源程序见参考程序清单3。⑥巡回指导学生运用Keil软件完成程序仿真调试。⑦实际电路中运行程序看效果。⑧评价考核学生的作品。

第三步：任务评估。①硬件电路。评价内容：电子电路基础知识，分值20。评价标准：掌握单片机芯片对应引脚的名称、序号、功能，5分；掌握单片机最小系统原理分析，10分；认识电路中各元器件功能及型号，5分。②电路连接布线工艺。评价内容及标准：电路安装——按照原理图在实训台正确安装，分值5；布线——符合电路布线工艺标准，分值5。③程序编制、调试、运行。评价内容及标准：指令学习——正确理解程序中所用指令的意义，10分；程序分析、设计——能正确分析程序的功能，10分，能根据要求设计功能相似的程序，10分；程序调试与运行——程序输入正确5分，程序编译仿真正确5分，能修改程序并分析10分。④安全文明生产。评价内容及标准：使用设备和工具——正确使用设备和工具，10分。⑤团结协作。评价内容及标准：集体意识——各成员分工协作，积极参与，10分。

总之，单片机相比其他学科，更加抽象，需要较强的逻辑思维能力。我们可以改变以往的授课式方式，以产品为主题，以任务为驱动，通过实际的应用，建立任务，而教师和学生围绕着这个任务，展开互动。当学生完成完整的任务时，就完成了一个具体的单片机开发工作，从而提高了学生的积极性，增强了学生的学习兴趣。

参考文献：

[1]王东峰.单片机技术及应用[M].北京:电子工业出版社,2005.

[2]李建忠.单片机原理与应用[M].北京:电子工业出版社,2008.

（湖北十堰职业技术集团学校）