1、精品文檔（可編輸）值得下載 信息化教學在嵌入式系統中的應用 摘要：信息化教學應用在嵌入式系統課程中，把傳統的 以教為主、學為輔的教學模式轉變為以教師為引導，以學生 為主體的自主性、探究性的教學模式。通過列舉教學實踐“單 片機最小系統設計”，充分展示了信息化教學在嵌入式系統 課程中的作用。 關鍵詞：嵌入式系統信息化教學教學實施教學過 程 信息化教學就是在信息化環境中，教學雙方借助現代 教育媒體、教育信息資源和教育技術方法進行的雙邊活動。 信息化教學的特點是：以現代信息技術為支撐；以現代教育 理論為指導；強調構建新型教學模式；強調在“做中學”， 信息化教學更適合學生的學習需要和特點。 嵌入式系統課

2、程是計算機科學與技術專業大四學 員的專業必修課程。通過本課程的學習，使學員掌握嵌入式 系統的組成；熟練掌握嵌入式系統軟硬件的設計方法；掌握 應用系統的分析流程、設計步驟等；能夠運用嵌入式系統的 基本知識，解決裝備中的微計算機控制問題。本課程與其它 多門學科聯系緊密，交叉性強，適合學生在老師的指導下進 行自主學習。課程中涉及到的硬件工作原理以及程序設計， 對于學生來說都比較抽象、難以理解，因此使用傳統的知識 傳授方式很難達到理想的教學效果。 通過釆用信息化教學，引入視頻、動畫演示及仿真軟 件等，讓學生自己動手實踐，經過學生的探究式自主學習、 分組合作實現，可以調動學生的學習積極性，活躍學生的思

3、維，培養學生動手能力，提高教學質量。 下面以“單片機最小系統設計”這一實踐環節來說明 信息化教學在嵌入式系統課程中的應用。該任務的教學 實施過程分為六個環節。 一、教學情境導入 使用真實教學情境，由十字路口交通燈場景引出本次 任務。本次課利用單片機實驗箱、面包板、AT89S52單片機 及相應的元器件等實現十字路口交通燈控制的設計與實現。 首先讓學生觀察視頻中交叉路口紅、綠、黃三個交通燈的運 行，結合前面學習的單片機最小系統相關知識，啟發學生把 生活中的現象與問題變為學習的對象，將生活中的實際問題 和需要學習的相關知識緊密地聯系起來。從實際問題出發， 運用單片機知識對任務進行思考，讓學生意識到可

4、以利用已 經學習過的單片機知識來解決生活中的實際問題，激發學生 學習興趣，使學生全身心地更投入到學習中去。 二、仿真軟件使用 隨著仿真技術的快速發展，現在常用的仿真軟件除了 能進行原理布圖，自動或人工布線及電路仿真的功能外，還 可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，并實現軟件源碼 級的實時調試，如有顯示及輸出，還能看到運行后的輸入輸 出效果。 在嵌入式系統課程的授課過程中，常利用Proteus 仿真軟件進行虛擬實驗室教學，使學生完成硬件電路設計、 軟件編程以及調試的過程。硬件電路設計結束后，學生可以 通過編寫程序，使單片機的引腳按照人的需要輸出高低電 平，來控制作為交通燈的二極管顯示來驗證軟硬

5、件設計是否 正確。 引入Proteus仿真軟件，學生可以很直觀、完整地看 到本次課要完成的任務，這是老師難以用語言來描述或利用 一般教具來展示的。學生利用Proteus仿真軟件進行軟件仿 真調試時，可以很及時地發現硬件電路及軟件編程中存在的 錯誤，并及時調整，整個的軟硬件設計過程跟實際設計過程 吻合，讓學生在發現問題，解決問題的過程中培養了自己軟 硬件設計能力。 三、理論知識學習 針對理論知識很難理解，教師在課前通過網絡課程安 排預習任務，并在網絡課程中放置學生需要了解最新的知識 點的課件、視頻、動畫演示等。學生課前在網絡課程中學習 理論知識，再通過網絡課程中的在線測試對知識點進行鞏 固。課上

6、教師通過問題引導，將知識點串起來，為學生搭建 整體的知識框架，這部分以“學”為中心。 四、硬件示范教學 這個環節，以“示范教學”為中心，本次課需要學生 搭設硬件電路，電路的設計及搭建必須按照設計及操作規范 進行，這是學生必須掌握，并且要形成操作習慣。因此在學 生進行動手搭設硬件電路之前，需要教師結合以前學到的相 關理論知識，根據學生利用仿真軟件設計出來的電路，按照 標準操作流程進行硬件電路的搭建演示。 五、分組協作學習 課堂上經常需要學生通過仿真軟件搭建電路、編寫程 序并進行軟件調試，工作量較大，由一個人獨立完成比較困 難，因此實踐課上將學生分組，每組23個人。在進行軟 硬件設計時，可以開展小

7、組討論協商，分工合作，通過這樣 的協作學習，小組成員群體的思維和智慧就可以獲得最大的 成效，整個學習小組共同完成復雜任務的同時幫助學生對所 學知識深入理解，也可以培養學生協作學習的意識和研究探 索的精神。 在進行單片機最小系統設計的整個教學過程中，老師 只是起輔助性的指導作用，多鼓勵、多肯定學生的行為，把 傳統的被動式學習轉變為自主探究式學習，體現了以學生為 主體的教學方式。 六、實踐環節實施 在進行實踐環節實施時，使用單片機實驗箱、面包板、 AT89S52單片機及相應的元器件等實現十字路口交通燈控制 的設計與實現。將實踐環節設置成三個層次的任務：（1）設 計完成一個綠燈的顯示；（2）紅燈和綠

8、燈的有序顯示；（3） 紅綠黃三個交通燈的有序顯示，三個任務從易到難。 教師引導學生從簡單的任務開始，在分析問題、解決 問題的過程中，培養動手能力、培養學生將理論應用于實踐 的能力；同時在成功完成簡單任務的過程中，培養學員的成 就感；隨著任務難度逐漸增加，調動學生的學習欲望，激發 學生的學習興趣。 七、學生學習評價 從過程性評價、機評、互評、師評四個方面對學生進 行評價。過程性評價主要是期末考試；在網絡課程中進行課 程預習及復習成果會由機器來評價；小組成員進行互相評 價；教師對于小組軟硬件設計成果進行評價。完善評價機制 可以更合理地評價學生的進步、促進學生在原有水平上的提 高、培養學生主動思考的

9、意識。 信息化教學就是將信息化元素融入教學中，可以部分 地解決傳統教學中的問題。針對教材更新較慢的問題：在課 堂上可以教材為輔助，主要利用網絡資源，為學生提供最新 的教學資源，并且創設出最貼近實際的教學情境；針對教學 6 / 6 精品文檔(可編輸)值得下載 中的理論知識相對枯燥的問題：網上的資源相對豐富，以豐 富的信息為中心，進行教學理論知識的講授和實踐部分的設 計，可以激發學生學習的主動性和積極性。 隨著計算機仿真技術的發展，在信息化教學中，可以 利用先進的仿真軟件，以學生為主體，引導學生進行軟硬件 的設計，有利于學生知識能力和信息處理能力的提高，激發 學生學習動機，有利于培養學生的創新精神。 參考文獻： 1鐘曉虹信息化教學在單片機課程中應用JL教 改教法，2014, (4)： 70-71. 2陳東焰.信息化教學在單片機課程中的應用J. 科技教育,2013, (27)： 186. 3劉浩，任立紅信息化教學在“