我们以《单片机如何实现对设备的控制》为课题,以小组协作的形式,通过制作智能车并实现两车在跑道上接力运行这一过程,使学生获得亲身参与研究探索的体验,培养学生发现问题和解决问题的能力,培养学生团结、协作的团队意识,最终分享成功的快乐,在愉悦中自觉地获取知识并掌握科学研究的方法。
第一部分:动手制作智能车,亲历控制过程。
一、课题的提出
无论是高科技领域还是民用方面,智能控制几乎无处不在。机器人比赛、科技创新制作又都是直接针对学生设立的比赛项目,这些都吸引着学生。单片机正是智能控制的核心部件,因此了解单片机控制非常重要。我们通过智能车制作这一过程使学生了解到高科技就在我们身边,并且可以通过我们的手使这种科学技术转化为服务于人类的产品,培养学生对社会的责任心和使命感。我们采用作品制作的方式,努力培养学生的创新思维能力,科学地分析问题和解决问题的能力,综合设计能力。这就是我们课题的研究背景。
二、过程设计与实施效果
学生们对计算机是很熟悉的。单片机就是计算机,全称是单片微型计算机,因以控制为主,故又叫微控制器。但对单片机这一名称大部分学生没有接触过,来参加单片机控制课题研究的学生也大都比较盲目,第一句话常常是:“老师,单片机是个什么东西呀?听说很好玩”。由于对单片机概念的一无所知,所以对课题研究的起步就应该适合这个特点。我安排学生查阅资料,先搞清楚单片机的基本概念、应用领域、与我们生活的关系和其它一些基础知识。
第一阶段——开题。(约3次6课时)
我们分这样几个步骤:
1、认识你的研究对象”。
方法是:A、按照教师推荐的相关书籍,学生有选择地阅读;
B、上网查阅相关资料。
最后课题组成员一起通过讨论、交流、完成对研究对象的初级阶段的认识(概念上的认识)。
2、构思自己的研究方向,确定课题。
根据学生自己的理解并结合自己的实际情况、兴趣、能力提出一些设想。师生一起探讨定出具体的研究子课题。我的原则是:不怕题目小,但要切实可行,即可行性原则。对于作品制作这一研究方法,作品功能缺陷可以不断改进,但能够完成的制作很重要。
在研究、探讨过程中,教师的指导作用是很重要的。由于学生对于可能出现的问题还不了解,课题定得过大,或因资金、设备等问题难以实现,教师就有必要给予指导、说明,以避免学生的研究无法继续的情况发生。
我们进行《智能车制作》,是因为这一过程一方面可以很好地说明单片机控制并实现智能这一理论,制作所用设备相对简单、可行;另一方面,可以参加北京市教委主办的相关比赛,以更好地展示学生的研究成果。
3、进一步搜集资料,进行理论研究,掌握相关的专业知识。
题目定下来以后,就要把涉及到的理论知识进行系统学习——无论是旧知识,还是新内容。比如:复习电学的相关知识;学习工程学的相关内容,并按照工程学的研究步骤,将自己选择的课题设计逐步细化。
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