微控制器教學設計的探索與創新論文
微控制器教學設計的探索與創新論文
【摘要】資訊化教學，是指在教學中應用資訊科技手段，使教學的所有環節數字化，從而提高教學質量和效率。本文以《微控制器原理與應用》課程中的一個教學任務“製作流速可控的LED燈”為例，充分運用數字化資源、資訊科技和資訊化環境，對教學內容、教學方法、互動方式、考核與評價等方面都有所創新。
【關鍵詞】資訊化教學；專案教學；微控制器
微控制器技術的學習構建了“理論-模擬-實踐”的教學模式，以專案教學為主題，根據職教規律、高職學生的學習習慣與課程特點，教學安排在微控制器理實一體化教室進行，教師邊講解，邊演示，學生邊學習，邊實踐，使學生在“教，學，做”一體的現場教學環境下，迅速理解微控制器的工作原理，掌握微控制器指令系統的基礎知識，並具有微控制器控制系統硬體設計，程式設計，除錯與執行維護能力。該教學任務的實施過程分為情境引入、專案分析、方案制定與實施、效果演示及檢查評價、課後任務佈置和教學拓展6大環節：
1情境引入，激發興趣
教師透過展示一組現行業流水燈的應用圖片作為本次專案的切入點，如我們在大街小巷常見的閃爍的霓虹燈，引發學生進行思考，匯入課題，引出流速不同的流水燈專案。
2專案分析，給出流水燈硬體電路
接著教師趁熱打鐵，丟擲本次專案的硬體實物圖和電路原理圖，透過實物認識流速不同的流水燈電路，豐富學生的感性認識，並對硬體電路的設計及工作原理進行講解，讓學生討論用軟體實現流水燈控制的方案。
3方案制定與實施
經過環節二的討論，學生對這個專案有了初步的瞭解，給學生布置任務，如何利用已經學過的微控制器知識來實現自己定好的方案。
3.1任務一：Protues
軟體設計電路，wave6000實驗箱搭建硬體電路參照給出的電路原理圖在Protues軟體中設計電路，教師先示範，將已經成形的作品利用軟體的模擬功能給學生做演示，讓學生能夠直觀看到最終的成果模型。指導學生完成電路圖的繪製。並根據小組分工搭建硬體電路；小組長做好記錄工作；鍛鍊學生的實踐操作能力，激發學習主動性。
3.2任務二：分組討論，畫流程圖編寫程式
完成硬體電路的搭建後，教師安排任務二，引出本次課重點，並提出問題，如何才能讓流動的發光二極體有不同的速度？是否能根據現有的知識水平編寫流水燈程式，指導學生分組討論。學生討論發現，若要實現流速可控的效果，就要使流水燈延時的時間有長有短。延時的時間短，流水燈流動的速度就快；延時的時間長，流水燈流動的速度就慢。教師提出問題：利用反覆執行指令的方法延時，有什麼缺點？啟發學生思考得出結論，軟體延時佔用CPU，增加CPU開銷。繼續提出問題：如何解決？引出利用微控制器內部的資源———定時/計數器實現延時，從而提出本頂目的重點內容。在講解定時/計數器初始化程式的設計時，以闖關小遊戲的方式，讓學生對定時/計數器的設定產生了深刻的印象，加強對這部分內容的理解。最終引導學生根據流程圖把程式設計完整。
3.3任務三：完成流水燈不同流速專案功能除錯
完成硬體和軟體設計後，接下來就是功能除錯，引出任務三。教師要求學生獨立完成上機程式的輸入，透過Wave6000實驗箱對程式進行除錯，觀察按鍵控制流水燈不同流速的效果。在此過程中，教師巡迴指導，強調實訓場室安全操作的.相關事宜，完成流水燈的整體設計。
4效果演示、檢查評價
為了各小組共同學習、促進交流，教師要求每個小組將完成的結果演示，說說本組中的設計亮點。同時，教師對設計合理的優秀作品進行表揚，對存在問題的作品給予糾正和完善，總結本次課的重點和容易出現問題的知識點，解決難點，讓學生對本部分內容有更深刻的理解並能夠應用到實際中去。
5課後任務佈置
為了鞏固學習成果，教師要求學生利用課後時間透過網路教學綜合平臺，進行自主學習和專案知識的測試考核，然後透過平臺的播客單元播放影片，要求學生在課後時間完成影片當中的拓展專案，然後上傳到網路教學平臺。
6教學拓展
為達到教、學、做相結合的目的，進一步拓展學生對微控制器學習的好奇心，將課上的授課內容錄製成影片，供學生反覆觀看，並從網上搜集相關的影片資源，提供給學生參考。課下利用QQ、空間留言等資訊化手段對學生不懂的地方進行答疑，將課堂教學延伸到學生的生活中，隨時可以進行交流、互動，以達到更好的教學效果。運用資訊化教學手段後，學生學習更加自主，實現“教師為引導，學生為主體”，教師的“導”立足於學生的“學”，以學法為重心，放手讓學生自主探索的學習，主動地參與到知識形成的整個思維過程，達到學生在做中學，教師在做中教，教學效果得到顯著提高。
參考文獻：
[1]鄒顯聖，主編.微控制器原理與應用專案式教程.機械工業出版社，2010.
[2]張毅剛，主編.微控制器原理及應用.高等教育出版社，2004.
[3]謝龍漢，主編.Proteus電子電路設計及模擬.電子工業出版社，2012.
作者:胡方 單位:朝陽師範高等專科學校資訊工程系