基于Proteus的项目教学法在中职单片机教学中的应用研究

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  摘 要:本文分析了中职学校单片机课程教学的现状及存在的问题,提出在Proteus软件虚拟仿真环境中进行单片机项目教学法的设计及实施,并以单片机课程教学项目“定时闹钟”为例说明。实践表明,在中职学校单片机教学中应用基于Proteus的项目教学法可以较好的解决实际问题,并对后续课程的学习起到了促进作用。
  关键词:项目教学法;中职单片机;应用研究
  中图分类号:G712 文献标志码:A 文章编号:2095-9214(2015)11-0151-02
  《单片机原理与应用》是中职学校电子信息、机电控制等专业学生的必修课。该门课程硬件理论概念抽象,程序设计语言难学,老师难教,学生怕学。因此,有必要不断研究在单片机课程教学中存在的新问题、新状况,努力探索新的教学方法及教学模式,改变课程难教、怕学的教学现状,成为中职学校单片机课程教学研究的重要内容。
  一、中职学校单片机课程教学现状及存在的问题
  (一)教师与学生方面存在的问题
  教师教学理念更新不够。在传统的单片机教学模式中,教师一般都是按照课本章节顺序,大都是先知后行、先理论,后实践的教学模式,在教学连贯性、系统性方面存在缺陷。学生学习积极性不高。中职学校学生基础薄弱,学习热情不高,对于理论知识多、且抽象的单片机课程,学生很容易产生乏味,提不起学习兴趣,有的甚至还对这门课程产生厌学情绪。
  (二)教学环境方面存在的问题
  实验方法呆板、内容单一。大多数实验课程都是教师讲解演示,学生模仿操作。而且许多实验设备赶不上学科发展需求,实验设备使用频率高,器材损耗严重,也影响到实验室的日常管理维护。
  近几年来,随着职业教育的发展及教学改革的不断推进,中职教师在教学方法上不断尝试与改进。笔者在学校国家示范性校建设过程中,参加了“德国职业教育行动导向教学法”师资培训班学习,结合教学实际,不断探索与实践,将项目教学法引入基于Proteus仿真的单片机教学过程中,取得了良好效果。
  二、基于Proteus的项目教学法在单片机教学中的应用
  基于Proteus仿真的项目教学法,就是在计算机虚拟仿真环境中进行单片机课程项目教学的设计和实施。通过Proteus模拟硬件电路,仿真调试验证环境,师生通过共同实施一个完整的项目来开展课堂教学和实验教学活动。
  (一)项目的确定
  项目的确定是项目教学法成功的关键,在实际的教学目标和要求的指导下,所选项目要具有一定的综合性、实用性和创新性。单片机项目教学打破传统的教学组织安排,将课程原有章节知识重新梳理整合,按照课程知识模块和内容设计项目,教学顺序就是项目完成的流程。
  (二)项目的实施
  每个项目的教学是按先硬件设计,后软件设计,再硬、软件联调的过程展开的。下面以“定时闹钟”教学项目为例进行说明。
  1、教学目标
  要求学生自主设计或参考教师给定的电路,设计出定时闹钟的硬件电路图,能在Proteus软件中仿真通过测试,可以尝试进行PCB的制作,能正确按照电路板的线路以及所选择的芯片和元器件焊接和组装电路,编写程序,使定时闹钟工作起来,最终能够调试成功。
  2、项目准备与任务分配
  教师需要提前独立完成该项目,对项目各个环节有全面的了解,做足项目实施的准备。将学生分为3人一组,首先由教师将选定项目任务、目标及相关知识进行分析讲解,也可以向学生提供与完成该项目相关的知识、信息与材料,然后指导各组按照成员自身的知识结构和能力选择承担项目中的任务,比如:资料查阅、Proteus仿真原理图的设计、软件编程、硬件电路焊接等。教师要为学生创设学习情景,营造学习氛围。
  3、项目实施过程
  (1)项目任务与分析:“定时闹钟”使用AT89C51单片机结合字符型LCD显示器,设计一个简易的定时闹钟LCD时钟。
  (2)任务一:硬件电路设计
  先进行基础电路的设计,如单片机最小系统的设计,液晶显示屏与单片机的连接,蜂鸣器与单片机的连接,LED灯实现秒计数电路,确定各单元电路与单片机I/O管脚的连接。根据以上电路图的设计,通过Proteus软件画出仿真原理图。“定时闹钟”的仿真原理图,如图1所示。
  图1 “定时闹钟”原理图
  (3)任务二:程序设计与调试
  在软件设计过程中,教师注意引导学生进行模块化的设计,将项目分解成几个相对独立的子程序来完成,这样可以培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力。比如在“定时闹钟”设计中蜂鸣器发声模块的C51代码如下:
  void clock( ) //闹铃函数
  {
  if(miao2==miao) //判断秒的数值
  if(fen2==fen)
  if(shi2==shi)
  {
  flag1=0; //是,flag1清零
  while(!(flag1==100)) //判断flag1是否到100
  {
  fmq=0; //继续驱动蜂鸣器响
  shijian( ); //调用时间函数
  display( ); //调用显示函数
  }
  fmq=1; //关闭蜂鸣器
  }
  }
  结合该模块,学生可以通过修改延时程序改变延时时间的长短来实现各种各样的音调。
  (4)任务三:焊接实际电路与联机调试(选做部分)
  (三)项目的评估与总结
  项目的评估与总结是项目教学法的一个重要环节,这里可以从三方面评估(自评、互评和师评),自我评估可以激发学生的表现欲和成就感;各组互评可以通过各组之间的互相学习,增强同学之间的交流学习;最后在教师评估过程中指出各组项目问题的所在,并提出改进的方法,比较各组的特点,鼓励他们取长补短,达到共同进步。   三、应用基于Proteus的项目教学法的教学效果分析
  基于Proteus的项目教学法在中职学校单片机教学中的应用,打破了中职学校传统单片机教学模式,有效提高了学生的学习效率,学习效果佳。
  (一)学生的学习兴趣、学习积极性明显提高
  笔者有意在某电子班《单片机原理与应用》课程教学中进行简单教学试验,先后应用传统“先理论后实操”和基于Proteus的项目教学法的教学模式开展教学工作,具体为前两周应用传统教学模式,两周后用新教学模式。在本次教学试验中,在对学生的学习积极性进行了问卷调查,得出以下数据,如图2所示。
  图2 学生学习兴趣对比图
  通过问卷调查,从上图主要指标统计图可以明显看出,从调整教学手段和教学方法之后,学生学习兴趣和积极性大幅提高。
  (二)学生参加电子专业类职业技能大赛热情高
  通过实际教学效果分析,学生除了学习积极性、主动性明显提高外,学生报名参加电子类职业技能大赛的热情也明显提高,这都得益于学生找到学习的乐趣和成就感,进而形成良性互动,更加充分发挥了学生的创新能力和动手能力。
  四、结语
  在中职学校单片机课程教学中引入基于Proteus的项目教学法,符合中职生的认知特点,解决了中职学校单片机教学中存在的很多实际问题和困惑。项目教学法不但使学生掌握了课程要求的知识和技能,也培养了他们分析问题和解决问题的能力,以及团队合作精神,也对后续课程的学习起到了促进作用。同时,项目教学法的实现也给教师提出了更高的要求,教师知识面和项目实践能力的提升最终将反馈到项目教学法的教学质量上,实现真正意义上的教学相长。
  (作者单位:海南省机电工程学校)
  参考文献:
  [1]李萍,李红萍.基于项目教学法的单片机课程改革[J].甘肃科技纵横,2010(2):46-47.
  [2]郑根永.基于“教学项目+任务驱动”的中职单片机课程教学模式的研究[J].中等职业教育,2012(11).
  [3]冯毅,何建民,刘湘屏.基于项目的单片机教学改革探索.黄山学院学报,2013,13(3).
  (下接第205页)
  (三)设立科学、合理的评价体系
  人文管理还要发挥在帮助提高幼儿园教学水平的方面。幼儿教学情况比较复杂,很难从幼儿本身去判断幼师的教学是否成功。因此,在幼儿园管理中,设立一个合理的评价体系,来帮助检测教师们的教学成果,让他们互相学习,互相交流,然后共同成长。互相进行评价,这可以帮助教师们客观并且谦虚地进行教流,对自己进行恰当的定位,提高他们的主动性和责任意识,形成良好的竞争,对整个幼儿园教育水平的提高也有着很好的作用。需要注意的是,评价体系必须客观公正。
  四、结束语
  近些年来,随着我国幼儿园的数量增加了许多,规模也在扩大,因此幼儿园的管理工作也变得越来越重要。幼儿园的管理需要改进的方面还有许多,进行幼儿园的人文管理是一个漫长的过程,但运用好了,会对幼儿的成长起到非常好的帮助。幼儿园要注意避免传统管理引发的问题,进行灵活的人文管理,避免抹杀幼儿的天性,加强教师的情感培养,给教师更多的关怀和尊重,营造良好的幼儿园环境,为幼师们营造好的工作氛围,让幼师带着积极的心态进行教学最终实现自我管理,也让孩子在放松自由的环境下生活的学习,成为健全人格的摇篮,由此推动幼儿教育事业的健康发展。
  (作者单位:后勤工程学院幼儿园)
  参考文献:
  [1]张丽丽.幼儿园如何体现人文关怀[J].学周刊b版,2014,(3):234-234.
  [2]刘桂红.幼儿园教育中人文关怀的缺失及其对策研究[J].课程教育研究,2014,(11):13-14.
  [3]陈晚翠.探讨幼儿园制度管理中对人文管理的应用[J].教育管理与艺术,2014,(1):46-47.
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