力,是降低单片机实验成本,提高单片机教学效率和教学质量的一种有效方法。
关键词:Proteus 行动导向法 中职单片机教学
0引言
《单片机原理与应用》是一门很有价值、实践性很强又很有趣味的课程。目前很多中、高职学校将行动导向法应用到单片机教学中,这种方法将理论教学和实践教学有机结合,有利于培养学生单片机的综合应用能力,取得较好的教学效果。但是在课程实施过程中也遇到了一些问题。例如,第一需花费大笔经费用于采购硬件设备和设备的更新维护;第二难以辅助硬件电路进行教学演示,即便可以效果也不理想;第三在实施项目化教学过程中,一个项目从硬件电路的设计、制作,再到调试,实施周期过长,教学效率有待提高。鉴于此本文将Proteus软件引入到单片机的行动导向法教学中,通过仿真的直观性和生动有趣的真实感,激发学生的学习兴趣,不仅节约了硬件资源的投入,而且提高了教学效率和教学质量。
1行动导向法的内涵
行动导向教学法,不是指某一种具体的教学方法,而是由一系列教学方法及技术组成的。其主要形式包括:项目教学法、头脑风暴法、卡片展示法、文本引导法、模拟教学法、角色扮演法、案例教学法等等。它是近几年我国从德国引进的一种现代的职业教育新模式。它的理念是强调以职业活动为导向,以人的能力为本位,培养学生全面的专业能力、社会能力、方法能力和自我辨断能力。以教会学生“学会学习、学会工作”为目标而开展教学活动。
2 Proteus软件的介绍
Proteus软件是英国Labcenter Electronics公司开发的,集单片机和SPICE电路分析于一身的仿真软件。自上世纪80年代末诞生以来,已在全球50多个国家的中、高职院校和研究机构得到应用,是当今EDA市场上性价比最高、性能最强的一款软件。它不仅具有其他EDA工具的原理布图、PCB自动或人工布线、电路仿真等功能,还能连同所有的外围电路一起仿真,还可直接基于原理图的虚拟原型上编程,并可对软件源代码进行实时调试,同时支持第三方的软件编译和调试环境。
3 基于Proteus软件的行为导向教学法的设计
行动导向法形式很多,每一种教学方法都有各自的特点和使用场合,单片机是一门应用技术型专业课程,笔者通过教学实践认为,理论部分教学宜采用“文本引导法”实施教学,而实操部分主要采用“项目教学法”实施教学,并在其中穿插头脑风暴法、自学指导法、合作学习法等,这样才能取得较好的教学效果。
3.1 理论部分教学设计
单片机理论部分较为枯燥,要想让学生对课堂充满兴趣,采用传统的教学方式是件不容易的事。以学习单片机汇编语言程序设计为例,如果教师采用粉笔加黑板的教学模式,那么学生听课时往往会无精打采、提不起精神,教学效果可想而知。而采用“引导课文法”穿插“合作学习法”设计的教学场景则是:(1)教师先让学生观看机器人跳舞的视频场景和家用空调控制面板图片文件;(2)提出问题:这难以想象的动作机器人是如何完成的?(3)教师课堂讲述程序设计的理论知识,让学生通过学习回答、理解这一过程是设计人员用程序设计控制的结果;(4)布置任务:用单片机汇编语言程序设计一个家用空调开机自检程序;(5)教师课堂指导,学生分组“合作学习”完成自检程序设计;(6)学生交流汇报;(7)教师分析总结程序设计方法,肯定学生成绩指出不足之处,提出改进或反思意见。这样在课堂上学生有思考、有理解、有分工协作、有语言表达,让他们尝试成为教学中的主导者,会激发他们扮演好这个“主导者”角色的热情。
3.2 实操部分教学设计
通过一个简易的单片机驱动LED闪烁的控制电路来介绍Proteus在单片机实操中的项目式教学法的运用。流程如下:
(1)项目概述:利用单片机控制一只LED,使其按一定频率闪烁,并借助Keil软件完成程序的编写,在Proteus中完成仿真。
(2)项目实施:在Proteus软件中绘制闪烁的LED电路图,如图1所示。程序设计:要让发光二极管D1亮,只要P2.0引脚为低电平即可。所以要让电路图中的D1点亮,只须P2.0置“0”值;要让D1熄灭,P2.0置“1”值即可。将它们延时一段时间,看起来就有闪烁的效果。在Keil软件中编写源程序并编译,如图2所示。
程序调试与软件仿真:程序编译无误后生成hex文件,将文件加载到单片机里,运行仿真,查看仿真效果,如图3所示。若与预期效果相同,则软件仿真结束;若效果不理想,则需要继续调试程序或检查原理图,再重新仿真,直到达到预期效果。
提高练习:如何提高或降低LED闪烁的频率?如何让LED实现亮度调节?
(3)具体操作:教师把学生分成若干组,每组一般不要超过6人,让学生确定各自在小组中的分工及小组成员合作的形式。项目制定后,学生查阅资料,展开小组成员之间的讨论与交流,最终确定设计方案。学生在实施方案过程中会出现各种问题,教师要不断巡视并做好相关记录,将每组同学提出的问题进行汇总,对于一些小问题教师只做提示不必帮学生解决,而留更多的时间给学生通过自学和合作的形式去解决;对于较大的问题,教师则可以通过集体讲解来解决。最后,教师根据任务评价表给以每组成员进行评价。评价表如表一所示。
4结论
通过多年的教学实践证明,相比较于传统的单片机课程教学方式,将Proteus软件与行动导向法两者结合到单片机教学中的教学方式不仅克服了单片机实训室设备硬件的束缚,使理论教学和实践教学有机结合,而且易于激发学生的学习热情,有利于培养学生的单片机综合应用能力、实操能力和创新能力,明显的提高了单片机教学效率和质量。
参考文献:
[1]岳红.项目教学法及Proteus仿真在单片机教学中的应用[J].职业技术教育,2011(35):48-49.
[2]赖忠喜,林君焕,陶东娅.Proteus和Keil软件在单片机项目式教学中的应用[J].电子设计工程,2013(6):4-6.
论文作者:刘美君1,2, 李明辉1
论文发表刊物:《科技中国》2018年2期
论文发表时间:2018/7/18
标签:单片机论文; 软件论文; 导向论文; 教学法论文; 学生论文; 教师论文; 项目论文; 《科技中国》2018年2期论文;