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創新理念在《單片機技術》教學中的應用淺議

摘要：為使單片機的教學內容緊跟形勢的發展，并且不斷的加以完善，淘汰舊的知識體系和方法，作者在單片機教學中認真摸索嘗試，激發了學生的學習興趣。
　　單片機創新理念、創新能力創新思維是指人對事物的認識能突破傳統的思維方式與習慣，用新的觀念設計出解決問題的新方案、新思路、新思想的過程。創新能力是把一個抽象的思維轉化成自然界或人類社會中一個新的具體事物的能力，它更多地體現在如何將優秀的創新思維轉化為新事物、新產品、新方法上。在單片機課程教學實施中，針對其更新速度快，理論知識深奧、抽象、不易理解，對學生缺乏吸引力；而上實訓課學生又沒有堅實的理論基礎做后盾，動手能力差的特點，為了激發學生的學習興趣，培養學生的創新理念，本人在單片機教學中作了如下嘗試。
一、教學環節中注重培養學生的創新理念：
　　　　在單片機教學中，教師應根據學生、教材、教學設備等實際情況，探索具有創造性的教學方法和手段，引導學生在自主的學習中學會創新。教學過程模擬科學研究的創新活動過程(即提出問題——分析問題——設計方案——實驗操作——觀察、收集事實——分析處理事實與數據——得到結論)進行實地教學，并通過教學設計增加其探索性，即引導學生提出問題再通過實驗進行探索。實驗教學中，打破教師對實驗從頭到尾講解的模式，將每一個實驗當作一個小課題，形成一個以工作過程為行為導向的路徑，讓學生自己選擇實驗方法，選用所需的工具、儀器、儀表，獨立操作，自己進行實驗數據的分析，得出正確結論，真正達到學以致用的目的。
　　目前，各高職院校都配備有網絡電教設施，為教師利用現代化手段教學提供了物質保障。但在電化教學的軟件開發和網絡教學資源的利用上，做的還遠遠不夠，使網絡電教設施成了只供參觀的擺設。因此我們有必要大力發展網絡電化教學，真正發揮網絡電化教學的直觀性、可視性的優點，培養學生的實踐能力。本人在講授單片機時，突破教材的格局，先利用生產實例引出單片機控制系統，從簡單到復雜，由淺入深，使學生掌握編程指令，然后引導學生，對硬件部分引起學習的興趣。最后再把兩者有機結合起來。把“要我學”變成“我要學”。通過教師教學創新的感染，培養學生創新理念，為創新能力打下基礎。
二、改革理論教學，促進創新能力的發展：
　　　優化學習方法，加強記憶。學習單片機，除了搞清單片機內部功能、存儲空間分配及I/O接口外，還應掌握其指令系統。MCS-51共有111條指令，要快速掌握這些指令要有一定技巧，現總結快速記憶MCS-51指令的方法如下：
　　1.助記符號的記憶方法：
　　(1)表格列舉法：
　　把44個指令助記符按功能分為五類，每類列表記憶。
　　(2)英文還原法
　　單片機的操作碼助記符是該指令功能的英文縮寫，將縮寫還原成英語原文，再對照漢語有助于理解其助記符含義，從而加強記憶。例如：增量 INC-Incremect；減量 DNC-Decrement；短轉移 SJMP-Short jump；長轉移 LJMP-Long jump；比較轉移 CJNE-Compare jump not equality等。
　　(3)功能模塊記憶法
　　單片機的44個指令助記符，按所屬指令功能可分為五大類，每類又可以按功能相似原則為2～3組。這樣，化整為零，各個擊破，實現快速記憶。
　　①數據傳送組；②加減運算組。
　　MOV內部數據傳送 ADD加法
　　MOVC程序存儲器傳送 ADDC帶進位加法
　　MOVX外部數據傳送 SUBB帶進位減法
　　③邏輯運算組；④子程序調用組
　　ANL邏輯與LCALL長調用
　　ORL邏輯或ALALL絕對調用
　　XRL邏輯異或RET子程序返回
　　2.指令的記憶方法
　　(1)指令操作數的有關符號
　　① #data表示八位立即數，#data16表示是十六位立即數。
　　② Rn(n=0-7)、A、B、CY、DPTR寄存器尋址變量。
　　③ @R0、@R1、@DPTR、SP表示寄存器間址變量。
　　④ DPTR+@A、PC+@A表示變址尋址的變量。
(2)指令圖示記憶法
圖示記憶法是把操作功能相同或相似、但其操作數不同的指令，用圖形和箭頭將目的、源操作數的關系表示出來的一種記憶方法。例如：由助記符MOV、MOVX、MOVC組成的送數組指令，可以用圖1、2幫助記憶。
(3)相似功能歸類法
　　在MCS-51指令中，發現部分指令其操作碼不同，但功能相似，而操作數則完全一樣。相似功能歸類法就是把具有這樣特點的指令放在一起記憶，只要記住其中的一條，其余的也就記住了。如加、減法的十二條指令，與、或、非的十八條指令，現列舉如下：
　　ADD/ADDC/SUBB A，#data/direct/Rn/@Ri
　　ANL/ORL/XRL A，#data/direct/Rn/@Ri
　　(4)口訣記憶法
　　對于有些指令，我們可以把相關的功能用精練的語言編成一句話來記憶。如PUSH direct和POP direct這兩條指令。初學者常常分不清堆棧SP的變化情況，為此編成這樣一句話：(SP的內容)加1(direct的內容)再入棧，(SP的內容)彈出(到direct單元)SP才減1等。
三、改革實踐教學，促進創新能力的發展：
　　　　只有實踐，才有創造，培養學生的實踐動手能力是實施創新的重點。
　　1.在教學改革過程中，開辟第二課堂是一個很好的辦法。比如：結合實際開展單片機學習競賽，開展單片機創新設計競賽，開設創新設計實驗，舉辦單片機講座等。
　　2.強化實踐教學，使學生有熟練的操作技能。實訓操作是單片機教學的重要環節，通過實訓操作，使學生進一步加深對理論知識的理解，掌握單片機的實際應用，學會用單片機去搞發明、搞創造。
　　3.除了讓學生完成規定的訓練內容外，積極引導學生自主設計，自主實施的實訓，讓學生按自己的意念去創作或者以部分學生為一個小集體去設計、實施實訓項目。
四、拓寬學生視野，擴大知識量：
　　思維要創新，離不開信息的吸收、整合，收集和處理信息的能力是創新能力的基礎。一方面，讓學生留意單片機在日常生活中的應用，比如：交通燈、廣告屏、全自動洗衣機、智能冰箱等。學會多觀察，多思考，多練習；另一方面，推薦學生多閱讀課外讀物，可以訂閱一些相關報紙、雜志，以獲取更多的有益信息，有利于創新能力的培養。
五、聯系生產實際，培養學生的創新思維能力：
　　實踐性強是單片機課程的又一特點，在教學過程中，強調基礎理論的掌握和基本技能訓練的同時應密切聯系生產實際，拓寬知識面，作到活學活用。例如，在講授指令系統應用時，實訓幾種與學生密切相關的實例，如單片機在電冰箱、洗衣機、智能監控器等的應用。
　　創新能力的培養，強調發展學生的個性；強調培養有創新激情、想象能力及科技素質的人才；強調在培養學生綜合素質水平的基礎上，突出創新意識及收集和處理信息，獲取新知識，提出問題，分析問題與解決問題的能力。這是實踐教學改革的目標與方向。

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