问题追踪法对学生科学素养的重要性范文

“问题追踪法”的教学实践

这里以最简单的点亮LED灯为例进行讲解。问题1，单片机如何才能点亮灯？通过编写程序控制单片机IO口输出的电平实现对灯亮灭的控制。所以灯要接在单片机的IO口上。

问题2,51系列单片机共有4个并口和1个串口，如何接灯？由于串口资源有限，通常用作串行中断或串行通讯。所以灯通常接在并行IO口。4个IO口均可作为独立的IO口，所以无论接在哪个口均可。同时再带领学生复习4个IO口的作用及它们的驱动能力。假设将灯接在P0口进行实验。

问题3，采用何种方式实现P0口与灯的连接？

在这里，就要带领学生复习通过IO口点亮灯的几种方法。主要有两种方法：采用灌电流的方法和拉电流的方法。分别以两种方法进行讲解。

问题4，如果采用灌电流的方法点亮灯该如何设计电路？

点亮一个LED灯需要10毫安左右电流，对于MCS-51系列单片机，输出IO口可以采用拉电流和灌电流的方式，如果是灌电流，IO口可以驱动12毫安。所以，采用该方法设计电路如图2所示，这种方法接线简单，限流电阻外接+5V直流电压，LED灯组带红点标记侧接高电平。

问题5，硬件电路接好后，如何才能点亮灯呢？给学生讲清楚，要点亮灯，实际上就是要使满足LED需要的电流通过LED。所以，对于灌电流的方式，当P2口有低电平输出时就能将对应位的灯点亮。

问题6，如何在IO口产生需要的电平呢？

这有两种方法，可以通过字节操作的方式给IO口赋值，即MOVP2，#10H。由于IO口具有位操作功能，所以也可以采用CLRP2.4。这样就实现了灌电流点亮LED。

问题7，采用拉电流的方式如何点亮灯？

由于MCS-51系列单片机IO口的拉电流仅有1.2毫安，无法直接驱动灯。所以如果采用拉电流必须要提高其驱动能力。

问题8，提高拉电流驱动能力的方法有哪些？

常用的有两种，一是上拉电阻，二是加驱动芯片。上拉电阻的接法通常是+5V电压通过上拉电阻接到IO口上。加驱动芯片方法通常采用输出口经过74LS373锁存器后再接负载。这两种方法的本质都是为了提高拉电流。硬件电路设计分别见图3和图4。

问题9，对于拉电流方式，软件设计如何点亮灯？

这种方式下，要使LED内部有满足点亮要求的电流流过，则单片机的IO口应该是高电平。同样可以采用字节和位操作的方法对IO口写高电平，从而点亮LED。这就是“问题追踪法”的具体应用，通过不断的问题追踪，寻求问题答案，最终让学生彻底清楚设计的步骤，本设计相关的理论知识。

图4采用输出加驱动的方法

总结

本文作者根据科学研究的经验，结合单片机教学的实际情况，提出“问题追踪法”，阐释了该方法的涵义和应用该方法的意义。并以单片机实践中最简单的点亮LED为例，根据设计的目标要求，从顶层问题开始向学生提出问题，给予适当的思考时间后，带领学生寻求答辩，并进行适当的知识延伸。在解决了上层问题后，自然引出下层问题，采用同样的思路得到解决方法。如此逐层追踪问题，直到完成整个设计。这样，在整个教学中让学生学会提出问题，解决问题，通过问题促进对知识的理解和掌握。同时培养了学生的科学素养和解决问题的能力，为学生继续深造和更好地工作奠定基础。经过亲身的教学实践，运用该方法取得了优良的教学效果。

作者：蒋强何都益张小英单位：乐山师范学院物理与电子工程学院