主页 > 技术文章 > 创新理念在《单片机技术》教学中的应用浅议 2024-10-14

创新理念在《单片机技术》教学中的应用浅议

摘要：为使单片机的教学内容紧跟形势的发展，并且不断的加以完善，淘汰旧的知识体系和方法，作者在单片机教学中认真摸索尝试，激发了学生的学习兴趣。
　　单片机创新理念、创新能力创新思维是指人对事物的认识能突破传统的思维方式与习惯，用新的观念设计出解决问题的新方案、新思路、新思想的过程。创新能力是把一个抽象的思维转化成自然界或人类社会中一个新的具体事物的能力，它更多地体现在如何将优秀的创新思维转化为新事物、新产品、新方法上。在单片机课程教学实施中，针对其更新速度快，理论知识深奥、抽象、不易理解，对学生缺乏吸引力；而上实训课学生又没有坚实的理论基础做后盾，动手能力差的特点，为了激发学生的学习兴趣，培养学生的创新理念，本人在单片机教学中作了如下尝试。
一、教学环节中注重培养学生的创新理念：
　　　　在单片机教学中，教师应根据学生、教材、教学设备等实际情况，探索具有创造性的教学方法和手段，引导学生在自主的学习中学会创新。教学过程模拟科学研究的创新活动过程(即提出问题——分析问题——设计方案——实验操作——观察、收集事实——分析处理事实与数据——得到结论)进行实地教学，并通过教学设计增加其探索性，即引导学生提出问题再通过实验进行探索。实验教学中，打破教师对实验从头到尾讲解的模式，将每一个实验当作一个小课题，形成一个以工作过程为行为导向的路径，让学生自己选择实验方法，选用所需的工具、仪器、仪表，独立操作，自己进行实验数据的分析，得出正确结论，真正达到学以致用的目的。
　　目前，各高职院校都配备有网络电教设施，为教师利用现代化手段教学提供了物质保障。但在电化教学的软件开发和网络教学资源的利用上，做的还远远不够，使网络电教设施成了只供参观的摆设。因此我们有必要大力发展网络电化教学，真正发挥网络电化教学的直观性、可视性的优点，培养学生的实践能力。本人在讲授单片机时，突破教材的格局，先利用生产实例引出单片机控制系统，从简单到复杂，由浅入深，使学生掌握编程指令，然后引导学生，对硬件部分引起学习的兴趣。最后再把两者有机结合起来。把“要我学”变成“我要学”。通过教师教学创新的感染，培养学生创新理念，为创新能力打下基础。
二、改革理论教学，促进创新能力的发展：
　　　优化学习方法，加强记忆。学习单片机，除了搞清单片机内部功能、存储空间分配及I/O接口外，还应掌握其指令系统。MCS-51共有111条指令，要快速掌握这些指令要有一定技巧，现总结快速记忆MCS-51指令的方法如下：
　　1.助记符号的记忆方法：
　　(1)表格列举法：
　　把44个指令助记符按功能分为五类，每类列表记忆。
　　(2)英文还原法
　　单片机的操作码助记符是该指令功能的英文缩写，将缩写还原成英语原文，再对照汉语有助于理解其助记符含义，从而加强记忆。例如：增量 INC-Incremect；减量 DNC-Decrement；短转移 SJMP-Short jump；长转移 LJMP-Long jump；比较转移 CJNE-Compare jump not equality等。
　　(3)功能模块记忆法
　　单片机的44个指令助记符，按所属指令功能可分为五大类，每类又可以按功能相似原则为2～3组。这样，化整为零，各个击破，实现快速记忆。
　　①数据传送组；②加减运算组。
　　MOV内部数据传送 ADD加法
　　MOVC程序存储器传送 ADDC带进位加法
　　MOVX外部数据传送 SUBB带进位减法
　　③逻辑运算组；④子程序调用组
　　ANL逻辑与LCALL长调用
　　ORL逻辑或ALALL绝对调用
　　XRL逻辑异或RET子程序返回
　　2.指令的记忆方法
　　(1)指令操作数的有关符号
　　① #data表示八位立即数，#data16表示是十六位立即数。
　　② Rn(n=0-7)、A、B、CY、DPTR寄存器寻址变量。
　　③ @R0、@R1、@DPTR、SP表示寄存器间址变量。
　　④ DPTR+@A、PC+@A表示变址寻址的变量。
(2)指令图示记忆法
图示记忆法是把操作功能相同或相似、但其操作数不同的指令，用图形和箭头将目的、源操作数的关系表示出来的一种记忆方法。例如：由助记符MOV、MOVX、MOVC组成的送数组指令，可以用图1、2帮助记忆。
(3)相似功能归类法
　　在MCS-51指令中，发现部分指令其操作码不同，但功能相似，而操作数则完全一样。相似功能归类法就是把具有这样特点的指令放在一起记忆，只要记住其中的一条，其余的也就记住了。如加、减法的十二条指令，与、或、非的十八条指令，现列举如下：
　　ADD/ADDC/SUBB A，#data/direct/Rn/@Ri
　　ANL/ORL/XRL A，#data/direct/Rn/@Ri
　　(4)口诀记忆法
　　对于有些指令，我们可以把相关的功能用精练的语言编成一句话来记忆。如PUSH direct和POP direct这两条指令。初学者常常分不清堆栈SP的变化情况，为此编成这样一句话：(SP的内容)加1(direct的内容)再入栈，(SP的内容)弹出(到direct单元)SP才减1等。
三、改革实践教学，促进创新能力的发展：
　　　　只有实践，才有创造，培养学生的实践动手能力是实施创新的重点。
　　1.在教学改革过程中，开辟第二课堂是一个很好的办法。比如：结合实际开展单片机学习竞赛，开展单片机创新设计竞赛，开设创新设计实验，举办单片机讲座等。
　　2.强化实践教学，使学生有熟练的操作技能。实训操作是单片机教学的重要环节，通过实训操作，使学生进一步加深对理论知识的理解，掌握单片机的实际应用，学会用单片机去搞发明、搞创造。
　　3.除了让学生完成规定的训练内容外，积极引导学生自主设计，自主实施的实训，让学生按自己的意念去创作或者以部分学生为一个小集体去设计、实施实训项目。
四、拓宽学生视野，扩大知识量：
　　思维要创新，离不开信息的吸收、整合，收集和处理信息的能力是创新能力的基础。一方面，让学生留意单片机在日常生活中的应用，比如：交通灯、广告屏、全自动洗衣机、智能冰箱等。学会多观察，多思考，多练习；另一方面，推荐学生多阅读课外读物，可以订阅一些相关报纸、杂志，以获取更多的有益信息，有利于创新能力的培养。
五、联系生产实际，培养学生的创新思维能力：
　　实践性强是单片机课程的又一特点，在教学过程中，强调基础理论的掌握和基本技能训练的同时应密切联系生产实际，拓宽知识面，作到活学活用。例如，在讲授指令系统应用时，实训几种与学生密切相关的实例，如单片机在电冰箱、洗衣机、智能监控器等的应用。
　　创新能力的培养，强调发展学生的个性；强调培养有创新激情、想象能力及科技素质的人才；强调在培养学生综合素质水平的基础上，突出创新意识及收集和处理信息，获取新知识，提出问题，分析问题与解决问题的能力。这是实践教学改革的目标与方向。

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