培训式教学法在单片机技术课程中的研究与应用

2012-04-29吴乐

中国教育技术装备 2012年12期

关键词：学习效果

吴乐

摘要阐述传统教学方法的弊端，分析培训式教学方法的优点。通过在单片机技术课程教学中的应用，将理论教学和实际应用相结合，提高了学生的动手能力和发现问题、解决问题的能力，增强了学生的学习积极性。

关键词培训式教学法；单片机技术课程；学习效果

中图分类号：G642.4文献标识码：B文章编号：1671-489X(2012)12-0041-02

Research and Application of Training Teaching Method on Course of Single-chip Microcomputer Technology//Wu Le

Abstract This paper expounded the defects in traditional teaching method, and analyzed the advantages of the Training teaching method. Through using it on the course of SCM technology, it combined the theoretical teaching and the practice application, it improved the practical ability of students, and improved the students abilities on discovering and solving problems, it also enhanced studentslearning enthusiasm.

Key words training teaching method; course of single-chip microcomputer technology; learning effect

Authors address The Electric and Information Engineering Department of Hunan Institute of Technology, Hengyang, Hunan, China 421002

1 引言

随着计算机技术在社会各个领域的渗透，单片微型计算机（简称单片机）作为微型计算机的一个分支，以它的集成度高、小巧玲珑、使用方便、控制能力强、价格低廉等优点赢得越来越多的用户，已广泛应用到人们工作和生活的各个领域，比如家用电器、自动售货机、导航与控制、汽车与节能、办公设备、计算机外围设备、仪器仪表、工业控制、计算机网络系统等。可见单片机技术已成为当今科学技术现代化的重要工具之一。

单片机技术课程作为电气信息类一门非常重要的专业技术课，具有很强的理论性和实践性。该门课程知识点多，教授课时少，内容难度较大，对学生的抽象思维和逻辑思维要求很高，很多学生学习时感到难于理解。同时，该课程侧重实践，重在培养学生的应用动手能力和创新能力，但学生觉得难以入门，系统设计毫无头绪。因此，必须从教学方法和教学手段上多动脑筋，从而消除学生畏惧的不良心理，这对本课程的教学至为重要。

“培训式”教学方法是将培训机构的教学模式引入到单片机技术课程教学中。该方法注重学生的动手能力，促进学生不断思考，提高学生的硬件设计和编程开发能力，使学生初步具备系统开发的能力。

2 传统单片机技术教学的弊端

单片机技术是一门非常实用的技术，具有很强的理论性和实践性。要掌握并能熟练应用这门技术，必须详细了解其内部硬件结构和软件编程技巧，这对于刚刚接触单片机的学生来说，具有一定的难度。

在传统的教学中，课堂上教师占据大部分的时间，采用“灌输式”进行教学内容的讲解，学生只是认真听讲，及时记笔记。对于单片机的内部结构，单片机的外围接口电路和工作原理，教师只能在课堂里尽量阐述清楚；对于汇编指令和程序设计的教学，教师也只能列举几个典型实例。学生的学习完全是一个被动的过程，由于教学内容多，比较抽象，大多学生一知半解，由于没有及时复习，不懂的问题没有及时解决，堆积的问题越来越多，渐渐失去学习的兴趣和热情，甚至有学生根本无法独立完成程序设计。

湖南工学院虽然对该课程也开设了实验课程和课程设计实践教学过程，但实验和课程设计的时间安排比较滞后，学生在前几周的理论教学中没有亲自动手去设计电路和编写程序，因此后续的实践教学过程中学生的动手能力不强，无法按质按量地完成教学任务，抄袭现象严重。

3 “培训式”教学方法的尝试

3.1 “培训式”教学模式

现在，各种单片机培训机构正在兴起，能为学员提供适应劳动力市场需要和有职业发展前景的、模块化的学习资源，培训学员毕业后具备扎实的单片机系统开发及应用能力。以北京凌阳公司开设的培训班为例，“培训式”教学采取小班授课，一个班级人数不超过30人，教室配备多媒体设备，学员一人一台电脑和开发设备，用于程序设计和系统开发，培训师一般是资深的系统开发工程师。在教学过程中，以学员为主体，注重学员动手能力的培养。课堂中1/3的时间培训师进行原理和基本知识的讲解，其他时间由学员自行进行硬件设计和程序开发。教学内容以小项目开发为主，由浅入深，由易至难，循序渐进。学员能在学习的过程中发现问题，提高解决问题的能力。在整个培训过程中培训师充分考虑学员的认知水平和已有知识、技能、经验与接受能力，监督学员的学习进度和情况，也可以及时帮助学员解决问题，并根据个人不同的学习进度布置不同的设计任务。因此，培训式教学模式克服了传统教学中理论脱离实际、内容过于抽象、学员不能及时消化的问题。在学习过程中，学员要自己去利用自身的知识解决遇到的各种问题，从而架构起与之相应的知识能力。

培训式教学模式能启发和激发学生独立思考问题的能力，能培养和发展学员的创造性思维能力和工程能力，提高学员的动手能力，发挥学员的主观能动性。并且，用灵活的模块化课程结构，因材施教，满足学生就业的不同需要，增强学生就业竞争力。

3.2 “培训式”教学模式在单片机技术教学课程中的应用

培训式教学模式可以尝试引入到高校教学中。以实验室或者机房为教学场地，以班为单位进行教学，每个学生都分配有电脑。学生以6～10个人为一小组，指定小组组长，以开展小组讨论。组长负责组内学生的作业、硬件制作、程序设计等学习情况的监督和定期组织讨论，并向教师汇报学习进度和学生遇到的问题，以便教师能随时掌握学生的学习情况，及时答疑。

单片机技术课程有些内容较为抽象，学生难以理解，而有些接口电路也很复杂，绘制起来很费时间。在课堂上教师可以利用多媒体教学手段进行辅助教学，可使学生一目了然，教师讲解也清晰、省力，同时还可节省教学学时数。

单片机技术课程中，对于单片机的内部结构和单片机的系统工作原理，学生常常一知半解。利用培训式教学，教师在讲解后，通过要求学生利用电路绘制软件（如Protell软件），在课堂中完成单片机最小系统原理图的绘制，使学生深刻了解单片机的内部结构以及各引脚的作用，掌握复位电路、时钟电路的功能。并购买元器件分发给学生，开放实验室，为学生提供实物制作环境，要求学生在课后完成PCB图的制作、实物的制作，并以组为单位进行评比打分。由于学生在教学过程中占据了主导地位，遇到问题可以以组为单位相互讨论，集思广益解决问题，因此可以提高学生的主观能动性，激发学生的学习兴趣和热情，提高学生的实践动手能力，学生制作的实物也为单片机课程设计和毕业设计创造了硬件条件。

在传统教学过程中，单片机编程软件的使用，教师虽然可在计算机上运行，通过投影演示给学生看，但大多数学生无法记住详细步骤，课后也很少及时去使用，导致学生对指令的使用和编程的语法格式不熟悉，动手能力不强。利用培训式教学，教师可以在课堂中一边演示编程软件的使用步骤，一边让学生一起跟着操作。并当场布置程序设计题，让学生在课堂中自行练习熟悉软件的使用过程和学习调试程序。在教学过程中，学生能迅速掌握编程软件的使用，提高学生的动手能力。对于编写的程序也能通过编程软件迅速自我查错纠错，提高学生独立思考、发现问题和解决问题的能力。

在讲述单片机并行口的应用时，教师讲述完并行口的工作原理后，可以布置流水灯、报警器等小项目，让学生在课堂中分组进行程序设计，并下载在系统板上实现，使学生深刻了解单片机并行口的作用，掌握单片机控制硬件的方法和下载软件的使用。

4 总结

“培训式”教学模式是一种在培训机构运用成熟的教学方法。该方法把学生作为教学环节的主体，从以知识传授为主体转向以能力培养为中心。通过培训式教学模式，把理论教学和实践教学紧密结合起来，同步进行。培养的学生基本理论扎实，基本专业技能掌握较好，应用能力较强，取得良好的效果。

“培训式”教学模式也存在一定的不足。

1）学习场地和教学硬件环境等教学条件要求高，要求学校配备足够多的开放性实验室和开发设备。

2）费时。理论教学和实践教学的同步性，要求课时的安排必须较长，建议可以3个课时作为一次教学环节，需要统一调整教学计划和安排。

3）占用学生较多的课余时间。PCB的制作、实物的制作、项目的开发调试需要学生能合理安排时间。

但是只要合理利用，就一定能使学生对单片机技术课程产生浓厚的兴趣，使教学卓有成效。

参考文献

[1]张文清.关于单片机课程教学过程的几点思考[J].中国信息技术教育,2011(19):56-58.

[2]陈亮.单片机课程的教学改革[J].实验室研究与探索,2008,9(27):121-123.

[3]刘耀明,刘电霆．“单片机原理及应用”课程教学改革探讨[J].电气电子教学学报,2007(4):9-11.