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1、【教學(xué)設(shè)計論文】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
摘要：單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用課程需要根據(jù)行業(yè)要求，選擇實際應(yīng)用項目設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，講解知識點和技能點。選取合適的項目教學(xué)非常重要，文章基于節(jié)奏游戲?qū)嵗椖窟M(jìn)行教學(xué)設(shè)計，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點等教學(xué)需求。實踐表明，改進(jìn)的教學(xué)設(shè)計可提高學(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
教學(xué)實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)計存在的問題有以下幾個方面：教學(xué)方式和教學(xué)實例項目較陳舊；很多實例項
2、目能覆蓋多個知識點，但是選取的實例項目要么復(fù)雜度高、實時任務(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，要么各知識點相對獨立，沒有融合形成實用的系統(tǒng)，從而降低學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。選擇復(fù)雜度合適的實際應(yīng)用項目，將其包含的知識點進(jìn)行分解后形成多個任務(wù)，每個任務(wù)的知識點相對獨立自洽，可使教學(xué)設(shè)計更具實用性、易學(xué)性和綜合性[1]。
1教學(xué)項目改進(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單片機(jī)的輸入控制。通過對該教學(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
3、應(yīng)用教學(xué)實例是計算器的實現(xiàn)，能覆蓋多個知識點，但內(nèi)容比較枯燥，不夠新穎有趣，軟件設(shè)計上較復(fù)雜，學(xué)生學(xué)習(xí)難度大，難點在程序設(shè)計上，忽略了重點是單片機(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)過對課程教學(xué)項目的診斷與改進(jìn)，調(diào)整教學(xué)實例項目，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、低成本和覆蓋多項知識點等教學(xué)需求。將項目的知識點：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
4、目的改進(jìn)整體思路如圖1所示[2]。
2項目及任務(wù)制定
該項目是模擬“太鼓達(dá)人”這款打擊類音樂游戲，規(guī)則是按音樂節(jié)奏的快慢，音符從右至左移動，當(dāng)音符進(jìn)入左邊的小圓圈時，敲打太鼓，若敲在節(jié)奏點上則得分，反之則不得分。對游戲規(guī)則進(jìn)行分析，若簡易地模擬，從硬件上看，可以采用揚聲器或蜂鳴器來發(fā)出音樂的節(jié)奏，用8個LED顯示移動的音符，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)實驗板上現(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)行仿真實驗[3-4]。在
5、程序設(shè)計方面，用8個LED按隨機(jī)節(jié)奏從右至左輪流點亮，移動到最左邊時，用按鍵打出節(jié)奏。若節(jié)奏偏差2個LED及以上，則直接輸?shù)粲螒?；若?jié)奏偏差1點則加1分，但顯示“-”號；若連續(xù)2次都偏差1點，也輸?shù)粲螒颍蝗艄?jié)奏準(zhǔn)確則加2分，并清除之前的“-”號。數(shù)碼管左邊2位顯示總分，第3位可顯示“-”號，第4位顯示本次得分。任務(wù)對應(yīng)的知識點，以最簡單直觀的LED閃爍為例：1）對應(yīng)最基本的通用IO口輸出和延時函數(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）實現(xiàn)跑馬燈，對應(yīng)端口輸出和C語言的運算符。4）靜態(tài)和動態(tài)顯示，對應(yīng)數(shù)碼管的驅(qū)動電路、程序及數(shù)組的定義和使用。5）LED液晶顯示，對應(yīng)字符串的
6、使用。6）鍵控計數(shù)，對應(yīng)獨立式按鍵的消抖和處理。7）實現(xiàn)扔骰子，對應(yīng)游戲里常用的隨機(jī)值，講解stdlib標(biāo)準(zhǔn)庫頭文件里rand()、srand()函數(shù)，產(chǎn)生偽隨機(jī)數(shù)序列。8）節(jié)奏大師游戲的實現(xiàn)，對應(yīng)人機(jī)交互系統(tǒng)的綜合應(yīng)用。
3結(jié)束語
通過對課程教學(xué)項目的診斷與改進(jìn)，調(diào)整教學(xué)實例，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)用項目，進(jìn)行項目式教學(xué)設(shè)計。該實例充分利用單片機(jī)實驗板的硬件資源，具有成本低，復(fù)雜度合適，覆蓋知識點，兼具實用性、綜合性和趣味性的特點。該設(shè)計提高了學(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。可以進(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)計更有趣的游戲，鞏固教學(xué)成果。
參考文獻(xiàn)：
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[3]戴麗佼.單片機(jī)課程實驗教學(xué)的改革與實驗[J].實驗科學(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)計與實踐探析[J].南方農(nóng)機(jī),2020,51(7):189.
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