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摘要：针对如何提高学生实践能力的问题，文章总结了以“做中学”理念进行的实践教学研究。以“单片机”为实施对象，依据“做中学”理念提出了“单片机”的教学方案，并给出了具体的实施案例。
关健词：单片机；做中学；教学
作者简介：饶连周（1962－），男，福建明溪人，三明学院物理与机电学院，教授；孙怀东（1961-），男，福建惠安人，三明学院物理与机电学院，高级实验师。（福建 三明 365004）
基金项目：本文系福建省卓越工程师教育培养计划改革试点项目（项目编号：SD1108）、三明学院教改项目（项目编号：L1004/G、L1116/Q）的研究成果。
中图分类号：G642.41 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）02-0045-03
电子信息工程、通信等专业的“单片机应用技术”列为必修的学科基础课程，64学时，其中实验16学时，另外单独开设“单片机应用技术”课程设计1周。其目的是要培养学生应用单片机技术解决本专业及相关领域中问题的能力，使其成为具有较强动手能力和科研开发能力的应用型人才。“单片机应用技术”是一门技术应用性很强的工程课程，是“后续嵌入式系统”、“FPGA /SOPC设计”、“DSP”的先修课程，在毕业设计、电子设计竞赛、电子制作中占有重要地位。[1]如何上好“单片机应用技术”课程，增强课程对学生的吸引力，如何摸索新的教学模式，提高教学质量，培养学生的动手能力、工程创新意识和创新能力，这是必须研究的课题。鉴于多年的教学经验，笔者在“单片机应用技术”教学中尝试采用“做中学”的教学模式以提高教学效果。
一、基于“做中学”理念的教学方案设计
1.“做中学”教学理念
传统的教学是以教师讲解为主，学生被动接受，这种学习方式不利于培养学生的创新思维。同时，传统的教学与工程实际情况相差甚远，不能有效地培养学生的工程素质、综合技能和创新能力。我们采用的“做中学”的教学模式是借鉴CDIO工程教育模式，[2]以“做中学”为平台，培养具有综合分析问题和解决问题能力的应用型创新人才。具体的思路是：以经过裁剪的适合项目为课程依托，以教师引导和监督、学生自治为中心，以团队为基本组成单元，以阶段任务为驱动，以阶段讲评为交流窗口和考评依据；并按照工程原则，规范地进行实验项目的分析、设计、开发、测试和管理工作，培养学生解决问题的工程能力和素质。提倡师生平等、自由地研讨问题，通过启发式、讨论式、研究式等教学方法体现“做中学”，培养学生的科学态度和研究方法。
2.教学方案的设计
在教学实践中，我们将“做中学”理念融入“单片机应用技术”的教学中，总结了一套体现“做中学”理念的教学方案。[3-5]根据“单片机应用技术”课程内容分解成九个学习任务，每个学习任务设计一个子项目，如表1所示。在教学的过程中，根据子项目规划的实践内容做到与理论教学同步，即许多模块的教学内容直接在单片机仿真实训室进行，教师一边讲授，学生一边动手在仿真开发器上完成实验任务。在实验项目的安排中，采用仿真软件Proteus与实验设备相结合的方式，部分实验可通过实验开发装置进行验证性实验，也可以在教师的指导下，完成项目教学计划中的各个实验，而对于较复杂的实验，可采用仿真软件进行仿真实验。实施效果表明，基于“做中学”理念的教学能够有效激发学生的学习兴趣，引导学生自主学习，具有较好的教学效果。
二、基于“做中学”理念的教学方案的实施
本课程采用以一个项目为一个教学单元，一个项目通常需要6课时左右，教师要利用讲授法、讨论法和角色扮演法等多种教学方法，才能收到良好的教学效果。在项目实施前，教师先对Proteus软件、编译软件（KeilC51或WAVE6000）的使用进行简单介绍，然后给学生提供软件使用手册和项目指导书，使学生能迅速掌握软件的使用方法和技巧，解决使用过程中的遇到问题。在项目实施阶段，要以学生为主体、教师为主导，通常不直接给出具体的实施方案，而是学生根据项目的内容及要求，自行设计项目实施方案。以项目6：单片机计数并显示为例，项目要求单片机对按键次数（<99次）进行计数，并在LED上实时显示。首先学生在Proteus软件中绘制电路原理图，从而熟悉项目的硬件电路并强化电路方面的知识；然后在编译软件（KeilC51或WAVE6000）中根据电路原理图和项目要求编写程序，编译成功后生成hex文件，最后用Proteus软件仿真[6]。
实施方案一：采用中断方式计数（也可以采用查询方式），开关S1接P3.2/INT0管脚，电路原理图如图1所示，程序如下：
不管学生采用什么实施方案，最后都要运行程序，在Proteus软件中观察仿真结果，如图1和图2所示。由于单片机是一门实践性较强的课程，程序设计又是学习单片机的难点。因此在教学中，我们精心设计每个项目，由浅入深，循序渐进，让学生在潜移默化中学好设计和编程的技能。对于学生普遍反映比较难学的项目，在实施过程中给学生一定的提示和引导，使学生可以通过自己努力顺利完成相应的项目内容，提高了学习兴趣和增加了成就感，对学习新知识更加充满信心。例如单片机计数并显示的项目层次分为3个阶段。第一个阶段，利用延时子程序实现二个数码管的动态显示；第二个阶段，利用定时器中断程序来实现数码管的动态显示；第三个阶段，做一个计数器对一个按键次数（<99次）进行计数，并在数码管上实时显示的计数器，可用多个设计方案来实现。当达到第三个阶段时，学生已经掌握了一定的单片机硬件和软件知识，可以独自完成一个简单的项目。在每一次完成项目时，都有学生通过自己反复编写程序来做仿真试验，利用课余时间查阅大量的资料并提出一些创新的想法。这就说明学生的学习积极性已经调动起来，学生已经从被动学习转化为主动学习。
三、基于“做中学”理念的教学方案的评价
“做中学”理念的教学方案的评价可分为学生自评、协作者互评以及教师评价3个部分。教师应根据教学方案中各子项目的形式设计相应评估标准，客观公正地评价学生的学习效果。学生在完成各子项目的过程中可能会存在各种各样的问题，教师在评价中要指出问题及解决方法；鼓励学生相互评价，引导他们学习别人的长处，总结经验和方法，使学生的各种能力在评价中得到提高。
四、结束语
基于“做中学”理念，提出了单片机“做中学”的教学方案和实施方案。通过教学实践证明，“做中学”教学模式能使学生的教学参与度大大提高，既能激发学生的创新性，又能提高学生综合分析问题和解决实际问题的能力，较好地实现了创新性人才的基本培养目标，值得我们进一步研究、探索、实践和应用。
参考文献：
[1]李秀忠.“单片机应用技术”课程教学改革研究与实践[J].中国电力教育,2010,(4):117-119.
[2]孙浩军,孙梅,熊智.计算机专业基于课程群的EIP-CDIO项目设计[J].计算机教育,2010,(11):101-106.
[3]张锦,林亚平,王如龙,等.基于“做中学”理念的教学方案设计与实践[J].计算机教育, 2008,(24):38-42.
[4]方恺晴,张洪杰,刘峰.数字逻辑“做中学”实验教学模式的探讨[J].实验技术与管理, 2009,(10):107-111.
[5]谢伟红,章健军.基于“主体-主导教学设计模型”的《单片机原理与应用》的教学设计[J].电力职业技术学刊,2010,(2):35-39.
[6]李雪.基于Proteus的单片机项目式教学设计与实施[J].软件导刊, 2010,(7):187-189.
（责任编辑：孙晴）
关健词：单片机；做中学；教学
作者简介：饶连周（1962－），男，福建明溪人，三明学院物理与机电学院，教授；孙怀东（1961-），男，福建惠安人，三明学院物理与机电学院，高级实验师。（福建 三明 365004）
基金项目：本文系福建省卓越工程师教育培养计划改革试点项目（项目编号：SD1108）、三明学院教改项目（项目编号：L1004/G、L1116/Q）的研究成果。
中图分类号：G642.41 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）02-0045-03
电子信息工程、通信等专业的“单片机应用技术”列为必修的学科基础课程，64学时，其中实验16学时，另外单独开设“单片机应用技术”课程设计1周。其目的是要培养学生应用单片机技术解决本专业及相关领域中问题的能力，使其成为具有较强动手能力和科研开发能力的应用型人才。“单片机应用技术”是一门技术应用性很强的工程课程，是“后续嵌入式系统”、“FPGA /SOPC设计”、“DSP”的先修课程，在毕业设计、电子设计竞赛、电子制作中占有重要地位。[1]如何上好“单片机应用技术”课程，增强课程对学生的吸引力，如何摸索新的教学模式，提高教学质量，培养学生的动手能力、工程创新意识和创新能力，这是必须研究的课题。鉴于多年的教学经验，笔者在“单片机应用技术”教学中尝试采用“做中学”的教学模式以提高教学效果。
一、基于“做中学”理念的教学方案设计
1.“做中学”教学理念
传统的教学是以教师讲解为主，学生被动接受，这种学习方式不利于培养学生的创新思维。同时，传统的教学与工程实际情况相差甚远，不能有效地培养学生的工程素质、综合技能和创新能力。我们采用的“做中学”的教学模式是借鉴CDIO工程教育模式，[2]以“做中学”为平台，培养具有综合分析问题和解决问题能力的应用型创新人才。具体的思路是：以经过裁剪的适合项目为课程依托，以教师引导和监督、学生自治为中心，以团队为基本组成单元，以阶段任务为驱动，以阶段讲评为交流窗口和考评依据；并按照工程原则，规范地进行实验项目的分析、设计、开发、测试和管理工作，培养学生解决问题的工程能力和素质。提倡师生平等、自由地研讨问题，通过启发式、讨论式、研究式等教学方法体现“做中学”，培养学生的科学态度和研究方法。
2.教学方案的设计
在教学实践中，我们将“做中学”理念融入“单片机应用技术”的教学中，总结了一套体现“做中学”理念的教学方案。[3-5]根据“单片机应用技术”课程内容分解成九个学习任务，每个学习任务设计一个子项目，如表1所示。在教学的过程中，根据子项目规划的实践内容做到与理论教学同步，即许多模块的教学内容直接在单片机仿真实训室进行，教师一边讲授，学生一边动手在仿真开发器上完成实验任务。在实验项目的安排中，采用仿真软件Proteus与实验设备相结合的方式，部分实验可通过实验开发装置进行验证性实验，也可以在教师的指导下，完成项目教学计划中的各个实验，而对于较复杂的实验，可采用仿真软件进行仿真实验。实施效果表明，基于“做中学”理念的教学能够有效激发学生的学习兴趣，引导学生自主学习，具有较好的教学效果。
二、基于“做中学”理念的教学方案的实施
本课程采用以一个项目为一个教学单元，一个项目通常需要6课时左右，教师要利用讲授法、讨论法和角色扮演法等多种教学方法，才能收到良好的教学效果。在项目实施前，教师先对Proteus软件、编译软件（KeilC51或WAVE6000）的使用进行简单介绍，然后给学生提供软件使用手册和项目指导书，使学生能迅速掌握软件的使用方法和技巧，解决使用过程中的遇到问题。在项目实施阶段，要以学生为主体、教师为主导，通常不直接给出具体的实施方案，而是学生根据项目的内容及要求，自行设计项目实施方案。以项目6：单片机计数并显示为例，项目要求单片机对按键次数（<99次）进行计数，并在LED上实时显示。首先学生在Proteus软件中绘制电路原理图，从而熟悉项目的硬件电路并强化电路方面的知识；然后在编译软件（KeilC51或WAVE6000）中根据电路原理图和项目要求编写程序，编译成功后生成hex文件，最后用Proteus软件仿真[6]。
实施方案一：采用中断方式计数（也可以采用查询方式），开关S1接P3.2/INT0管脚，电路原理图如图1所示，程序如下：
不管学生采用什么实施方案，最后都要运行程序，在Proteus软件中观察仿真结果，如图1和图2所示。由于单片机是一门实践性较强的课程，程序设计又是学习单片机的难点。因此在教学中，我们精心设计每个项目，由浅入深，循序渐进，让学生在潜移默化中学好设计和编程的技能。对于学生普遍反映比较难学的项目，在实施过程中给学生一定的提示和引导，使学生可以通过自己努力顺利完成相应的项目内容，提高了学习兴趣和增加了成就感，对学习新知识更加充满信心。例如单片机计数并显示的项目层次分为3个阶段。第一个阶段，利用延时子程序实现二个数码管的动态显示；第二个阶段，利用定时器中断程序来实现数码管的动态显示；第三个阶段，做一个计数器对一个按键次数（<99次）进行计数，并在数码管上实时显示的计数器，可用多个设计方案来实现。当达到第三个阶段时，学生已经掌握了一定的单片机硬件和软件知识，可以独自完成一个简单的项目。在每一次完成项目时，都有学生通过自己反复编写程序来做仿真试验，利用课余时间查阅大量的资料并提出一些创新的想法。这就说明学生的学习积极性已经调动起来，学生已经从被动学习转化为主动学习。
三、基于“做中学”理念的教学方案的评价
“做中学”理念的教学方案的评价可分为学生自评、协作者互评以及教师评价3个部分。教师应根据教学方案中各子项目的形式设计相应评估标准，客观公正地评价学生的学习效果。学生在完成各子项目的过程中可能会存在各种各样的问题，教师在评价中要指出问题及解决方法；鼓励学生相互评价，引导他们学习别人的长处，总结经验和方法，使学生的各种能力在评价中得到提高。
四、结束语
基于“做中学”理念，提出了单片机“做中学”的教学方案和实施方案。通过教学实践证明，“做中学”教学模式能使学生的教学参与度大大提高，既能激发学生的创新性，又能提高学生综合分析问题和解决实际问题的能力，较好地实现了创新性人才的基本培养目标，值得我们进一步研究、探索、实践和应用。
参考文献：
[1]李秀忠.“单片机应用技术”课程教学改革研究与实践[J].中国电力教育,2010,(4):117-119.
[2]孙浩军,孙梅,熊智.计算机专业基于课程群的EIP-CDIO项目设计[J].计算机教育,2010,(11):101-106.
[3]张锦,林亚平,王如龙,等.基于“做中学”理念的教学方案设计与实践[J].计算机教育, 2008,(24):38-42.
[4]方恺晴,张洪杰,刘峰.数字逻辑“做中学”实验教学模式的探讨[J].实验技术与管理, 2009,(10):107-111.
[5]谢伟红,章健军.基于“主体-主导教学设计模型”的《单片机原理与应用》的教学设计[J].电力职业技术学刊,2010,(2):35-39.
[6]李雪.基于Proteus的单片机项目式教学设计与实施[J].软件导刊, 2010,(7):187-189.
（责任编辑：孙晴）