【教學(xué)設(shè)計(jì)論文】節(jié)奏游戲?qū)嵗碌膯纹瑱C(jī)技術(shù)應(yīng)用教學(xué)設(shè)計(jì)

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1、【教學(xué)設(shè)計(jì)論文】節(jié)奏游戲?qū)嵗碌膯纹瑱C(jī)技術(shù)應(yīng)用教學(xué)設(shè)計(jì)摘要：單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用課程需要根據(jù)行業(yè)要求，選擇實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，講解知識(shí)點(diǎn)和技能點(diǎn)。選取合適的項(xiàng)目教學(xué)非常重要，文章基于節(jié)奏游戲?qū)嵗?xiàng)目進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，可滿足高趣味性、低難度、易入門、小坡度、低成本和覆蓋多知識(shí)點(diǎn)等教學(xué)需求。實(shí)踐表明，改進(jìn)的教學(xué)設(shè)計(jì)可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和綜合應(yīng)用能力，教學(xué)效果良好。關(guān)鍵詞：節(jié)奏游戲?qū)嵗?；單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用教學(xué)；教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)例的選擇是直接影響單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用課程教學(xué)效果的關(guān)鍵。目前該課程的教學(xué)設(shè)計(jì)存在的問題有以下幾個(gè)方面：教學(xué)方式和教學(xué)實(shí)例項(xiàng)目較陳舊；很多實(shí)例項(xiàng)目能覆蓋多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，但是選取的實(shí)例項(xiàng)目要么復(fù)雜

2、度高、實(shí)時(shí)任務(wù)多、系統(tǒng)資源緊張，學(xué)生入門難度大，從而削弱學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，要么各知識(shí)點(diǎn)相對(duì)獨(dú)立，沒有融合形成實(shí)用的系統(tǒng)，從而降低學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。選擇復(fù)雜度合適的實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目，將其包含的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分解后形成多個(gè)任務(wù)，每個(gè)任務(wù)的知識(shí)點(diǎn)相對(duì)獨(dú)立自洽，可使教學(xué)設(shè)計(jì)更具實(shí)用性、易學(xué)性和綜合性1。1教學(xué)項(xiàng)目改進(jìn)思路在單片機(jī)課程中，人機(jī)交互教學(xué)模塊以常見的LED數(shù)碼管和LCD液晶顯示器件為例來介紹系統(tǒng)的輸出顯示，以機(jī)械按鍵為例來介紹人對(duì)單片機(jī)的輸入控制。通過對(duì)該教學(xué)模塊的教學(xué)，為人機(jī)交互應(yīng)用打下基礎(chǔ)。筆者之前選用的人機(jī)交互應(yīng)用教學(xué)實(shí)例是計(jì)算器的實(shí)現(xiàn)，能覆蓋多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，但內(nèi)容比較枯燥，不夠新穎有趣，軟件設(shè)計(jì)上

3、較復(fù)雜，學(xué)生學(xué)習(xí)難度大，難點(diǎn)在程序設(shè)計(jì)上，忽略了重點(diǎn)是單片機(jī)的輸入輸出控制及人機(jī)交互的應(yīng)用，反饋的學(xué)習(xí)效果不理想。經(jīng)過對(duì)課程教學(xué)項(xiàng)目的診斷與改進(jìn)，調(diào)整教學(xué)實(shí)例項(xiàng)目，選擇節(jié)奏游戲?qū)嵗鳛槿藱C(jī)交互教學(xué)模塊的綜合應(yīng)用項(xiàng)目能滿足高趣味性、低難度、易入門、小坡度、低成本和覆蓋多項(xiàng)知識(shí)點(diǎn)等教學(xué)需求。將項(xiàng)目的知識(shí)點(diǎn)：單片機(jī)的輸出、輸入控制及人機(jī)交互應(yīng)用拆解為控制LED、數(shù)碼管顯示、LCD顯示、按鍵輸入和綜合應(yīng)用幾個(gè)任務(wù)，遵循了由簡到繁的原則。各任務(wù)的具體內(nèi)容、教學(xué)進(jìn)度及先后次序，根據(jù)教學(xué)過程中的反饋監(jiān)測進(jìn)行調(diào)整改進(jìn)。教學(xué)項(xiàng)目的改進(jìn)整體思路如圖1所示2。2項(xiàng)目及任務(wù)制定該項(xiàng)目是模擬“太鼓達(dá)人”這款打擊類音樂游

4、戲，規(guī)則是按音樂節(jié)奏的快慢，音符從右至左移動(dòng)，當(dāng)音符進(jìn)入左邊的小圓圈時(shí)，敲打太鼓，若敲在節(jié)奏點(diǎn)上則得分，反之則不得分。對(duì)游戲規(guī)則進(jìn)行分析，若簡易地模擬，從硬件上看，可以采用揚(yáng)聲器或蜂鳴器來發(fā)出音樂的節(jié)奏，用8個(gè)LED顯示移動(dòng)的音符，用按鍵來代替敲打的鼓槌，另外需要數(shù)碼管或LCD液晶顯示器來顯示玩家得分情況。這些硬件及其驅(qū)動(dòng)電路，都是目前在單片機(jī)教學(xué)中廣泛使用的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板上現(xiàn)有的硬件資源，不用額外擴(kuò)展，可方便地使用。當(dāng)然也可用PROTEUS軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)3-4。在程序設(shè)計(jì)方面，用8個(gè)LED按隨機(jī)節(jié)奏從右至左輪流點(diǎn)亮，移動(dòng)到最左邊時(shí)，用按鍵打出節(jié)奏。若節(jié)奏偏差2個(gè)LED及以上，則直接輸?shù)粲螒颍?/p>

5、若節(jié)奏偏差1點(diǎn)則加1分，但顯示“-”號(hào)；若連續(xù)2次都偏差1點(diǎn)，也輸?shù)粲螒?；若?jié)奏準(zhǔn)確則加2分，并清除之前的“-”號(hào)。數(shù)碼管左邊2位顯示總分，第3位可顯示“-”號(hào)，第4位顯示本次得分。任務(wù)對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，以最簡單直觀的LED閃爍為例：1）對(duì)應(yīng)最基本的通用IO口輸出和延時(shí)函數(shù)的編寫。2）蜂鳴器配合LED發(fā)聲，講解有源和無源蜂鳴器。3）實(shí)現(xiàn)跑馬燈，對(duì)應(yīng)端口輸出和C語言的運(yùn)算符。4）靜態(tài)和動(dòng)態(tài)顯示，對(duì)應(yīng)數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)電路、程序及數(shù)組的定義和使用。5）LED液晶顯示，對(duì)應(yīng)字符串的使用。6）鍵控計(jì)數(shù)，對(duì)應(yīng)獨(dú)立式按鍵的消抖和處理。7）實(shí)現(xiàn)扔骰子，對(duì)應(yīng)游戲里常用的隨機(jī)值，講解stdlib標(biāo)準(zhǔn)庫頭文件里rand()

6、、srand()函數(shù)，產(chǎn)生偽隨機(jī)數(shù)序列。8）節(jié)奏大師游戲的實(shí)現(xiàn)，對(duì)應(yīng)人機(jī)交互系統(tǒng)的綜合應(yīng)用。3結(jié)束語通過對(duì)課程教學(xué)項(xiàng)目的診斷與改進(jìn)，調(diào)整教學(xué)實(shí)例，選擇節(jié)奏游戲?qū)嵗鳛槿藱C(jī)交互教學(xué)模塊的綜合應(yīng)用項(xiàng)目，進(jìn)行項(xiàng)目式教學(xué)設(shè)計(jì)。該實(shí)例充分利用單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板的硬件資源，具有成本低，復(fù)雜度合適，覆蓋知識(shí)點(diǎn)，兼具實(shí)用性、綜合性和趣味性的特點(diǎn)。該設(shè)計(jì)提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和綜合應(yīng)用能力，教學(xué)效果良好?？梢赃M(jìn)一步讓學(xué)生參照流行的種類繁多的游戲，充分發(fā)揮想象力，制定玩法規(guī)則，自行設(shè)計(jì)更有趣的游戲，鞏固教學(xué)成果。參考文獻(xiàn)：1劉宸.單片機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用M.北京:電子工業(yè)出版社,2017.2胡啟迪,何婷.基于微型四軸飛行器的單片機(jī)教學(xué)設(shè)計(jì)J.電子世界,2018(12):63-65.3戴麗佼.單片機(jī)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與實(shí)驗(yàn)J.實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù),2015(6):110-112.4扈琨瓏.高職單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用課程信息化教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐探析J.南方農(nóng)機(jī),2020,51(7):189.