《單片機原理》課程中新教學思想探討

郝寧波

（1.武漢理工大學 信息工程學院，湖北 武漢 430070；2.黃淮學院 國際學院，河南 駐馬店 463000）

《單片機原理》課程中新教學思想探討

郝寧波1，2

（1.武漢理工大學 信息工程學院，湖北 武漢 430070；2.黃淮學院 國際學院，河南 駐馬店 463000）

針對傳統(tǒng)《單片機原理》課程教學中的一些問題，提出“項目載體、任務(wù)驅(qū)動”的教學思想。將教材中相關(guān)知識點融入到項目的各環(huán)節(jié)中，逐層推進項目的開展；為實現(xiàn)項目目標，將其分解成一系列任務(wù)，基于任務(wù)驅(qū)動完成教學。最后通過案例加以驗證。

單片機；項目載體；任務(wù)驅(qū)動；思想

1 前言

《單片機原理》是計算機專業(yè)必修課，它以單片機硬件和軟件知識為基礎(chǔ)，為培養(yǎng)學生單片機系統(tǒng)軟、硬件初步開發(fā)能力以及有關(guān)后繼課、專業(yè)課的學習打基礎(chǔ)。目前單片機教學中存在一些不可忽視的問題[1]，比如：理論教學枯燥抽象，課程開始即讓學生理解單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；在總線方面難以進行抽象思維，指令較多容易混淆，結(jié)果使得學生越聽越迷糊，教師越講越吃力，因此在一定程度上影響著教學水平的提高。學生做實驗時，只是單純將實驗指導(dǎo)書上的程序直接輸入，積極性不高。就往屆學生的反映，往往是學了匯編不會編程，對于單片機只知道芯片的型號，即使會外圍電路設(shè)計，但是具體的應(yīng)用程序無法編出[2]。

《單片機原理》課程按傳統(tǒng)教學培養(yǎng)出的人才沒有創(chuàng)新性，不符合社會對高等學校教學質(zhì)量的要求。因此，對課程的教學方式進行改革，已成為《單片機原理》課程教學中最緊迫的任務(wù)。現(xiàn)在很多研究者提出了多種改進方法，包括精選教材、校企結(jié)合、學生分組等等，但是教材即使再挑選，內(nèi)容總沒有變。由于《單片機課程》每個高校一般只開一學期，到了實習的時候，往往有個時間間隔，達不到“趁熱打鐵”效果。即使邊講授邊實習，接觸的也是皮毛技術(shù)。校企結(jié)合對《單片機原理》不是十分適合。學生分組容易造成“放羊式”后果。鑒于筆者多年的教學效果，根據(jù)實際經(jīng)驗，結(jié)合我校實例，提出“項目載體、任務(wù)驅(qū)動”的教學思想。

2 “項目載體、任務(wù)驅(qū)動”的教學思想

傳統(tǒng)的實踐教學內(nèi)容從教學設(shè)計上來說一般是驗證性內(nèi)容較多，目的性、研究性不強，導(dǎo)致學生在實踐教學的環(huán)節(jié)中處于被動狀態(tài)，沒有積極性，喪失了實踐訓練的熱情。針對這種情況，我們在教學內(nèi)容設(shè)計上采用了“項目載體、任務(wù)驅(qū)動”思想。

項目載體教學法是實施一個完整的項目工作而進行的教學活動，具體是指在教學過程中以一個個項目作為載體，把相關(guān)的知識點融入到項目的各個環(huán)節(jié)中去，逐層推進項目的開展；通過對問題的深化和擴充，來拓寬知識的廣度和深度，直到得到一個完整的項目解決方案，從而達到學習知識、培養(yǎng)能力的目的。《單片機課程》把平時實訓、集中實訓、課程設(shè)計的內(nèi)容分解、組合設(shè)計成一系列由易到難、由操作到設(shè)計直至創(chuàng)新的實踐項目，并且要求每一個實踐項目要以實際工程項目為背景[3]。

《單片機課程》以任務(wù)為參照點設(shè)置課程，課程劃分的依據(jù)是任務(wù)邊界。以工作任務(wù)為參照點設(shè)置課程，確保了項目課程以工作任務(wù)為核心課程內(nèi)容。盡管項目課程以工作任務(wù)為核心課程內(nèi)容，但其課程內(nèi)容組織并非圍繞著一個個工作任務(wù)來進行，而是圍繞著一個個精心選擇的任務(wù)來進行，嚴格地說是圍繞著基于任務(wù)的活動來進行。

“任務(wù)驅(qū)動”則是指每一個實踐項目都是有訓練目的的。為了實現(xiàn)目的，將目的分解成一系列任務(wù)，以完成任務(wù)作為動力來驅(qū)動學生，調(diào)動學習的積極性，同時在完成任務(wù)的喜悅中體會實踐的快樂、團結(jié)協(xié)作的快樂和研究創(chuàng)新的快樂。

教學過程以學生為主體，以特定的任務(wù)為驅(qū)動。具體實踐中教師的“教”與學生的“學”圍繞著同一個目標和基于這個目標的若干任務(wù)進行。學生在任務(wù)驅(qū)動下，對教學內(nèi)容主動學習，對任務(wù)積極探索、解決問題的同時又提出新的任務(wù)，形成一個不斷提出問題、解決問題的循環(huán)教學模型。這種教學方法符合信息技術(shù)知識的層次性和實用性，有利于學生對知識的掌握。“任務(wù)驅(qū)動”教學法形成了“以任務(wù)為主線、教師為主導(dǎo)、學生為主體”的基本特征[4]，具有相對穩(wěn)定性、實踐性、可操作性和靈活性。在教學思想諸要素相互作用的形式上，有一定的組織和操作程序，它必須有相對的穩(wěn)定性；教學思想從教學實踐中產(chǎn)生，回到教學實踐中加以檢驗，不斷創(chuàng)新發(fā)展，為教學實踐服務(wù)；教學思想的形成，必須具有很強的操作性，通過實踐操作才能充分發(fā)揮其作用，如圖1所示。

教師根據(jù)教學目標將所要講授的內(nèi)容巧妙地隱含在一個個任務(wù)當中，激發(fā)學生的求知欲望和學習興趣，使學生通過完成任務(wù)達到掌握所學知識的目的，在此過程中任務(wù)的細化，以問題的形式引導(dǎo)學生去探索和學習。

圖1 “項目載體、任務(wù)驅(qū)動”的教學思想圖

3 “項目載體、任務(wù)驅(qū)動”案例

一個項目不單單僅為一個任務(wù)構(gòu)成，可以有多個，一個任務(wù)同時也具備多個項目的任務(wù)，具有交叉性。我們把《單片機原理》課程分成若干個小項目，詳細分析每個項目應(yīng)具備的理論知識和實踐技能，并制定出詳細的任務(wù)方案。教師在講完理論知識后，引導(dǎo)學生動手制作電子作品，讓他們在實踐中加深對理論知識的理解。學生每完成一步制作，便感到距離成功更近了一點，因而會有一種成就感，當完成了所有項目后，該課程的基本知識點也全部掌握了。

以信號燈點亮控制為案例，如表1所示。此案例遵循學生能力培養(yǎng)要求，同時兼顧《單片機原理》課程知識體系。

表1 信號燈點亮控制案例

在學習過程設(shè)計中，明確了各活動目標、活動任務(wù)、教師知識與能力要求、學生知識與能力準備、教學材料、實施步驟以及完成該活動所需學時等內(nèi)容，活動教學全過程按講授→實踐→檢查→評估四步法來組織實施，通過對知識點的重新分解，將內(nèi)容分成了五個主題。主題一是對單片機系統(tǒng)原理知識的學習，主題五是對知識的總結(jié)訓練，而其他的四個主題分為學習情境和訓練情景兩部分。在主題二到主題四中每個學習情境都分為了若干個小項目，幾個小項目又可以合為一個項目。“項目載體、任務(wù)驅(qū)動”準評價體系的建立如表2所示。

通過“項目載體、任務(wù)驅(qū)動”案例練習，培養(yǎng)學生綜合應(yīng)用知識的能力，對完整的項目的系統(tǒng)分析，培養(yǎng)學生良好的思維和編程習慣，善于獲取他人經(jīng)驗的能力以及掌握綜合運用所學知識的能力，從而真正提高單片機開發(fā)及應(yīng)用水平。

表2 標準評價體系

4 總結(jié)

“項目載體、任務(wù)驅(qū)動”的教學方法，一方面有利于學生把所學到的知識應(yīng)用于具體的實踐，同時可以激發(fā)學生專業(yè)學習興趣和創(chuàng)造欲望，促進學生的自主性學習和研究性學習；另一方面，在教學中使用一些具體的生活實例來說明抽象的概念和原理，學生容易理解，因此值得提倡。

［1］王哲，李瑩.《單片機原理及應(yīng)用》課程教學改革探討［J］.新疆石油教育學院學報，2010，11（3）：325-326.

［2］單丹.淺談項目化教學在“單片機原理及應(yīng)用”課程中的應(yīng)用［J］.中國電力教育，2010，（9）：91-92.

［3］邱霞.項目教學法在數(shù)字電子技術(shù)課程中的應(yīng)用與研究［J］.時代教育：教育教學刊，2009，（8）：122-123.

［4］劉煥利.信息技術(shù)課中的“任務(wù)驅(qū)動”教學法［J］.中國信息技術(shù)教育，2010，（2）：31-32.

A New Teaching Idea in Principlesof MCU Course

HAO Ning-bo1，2
（1.School of Information Engineering，Wuhan University of Technology，Wuhan Hubei 430070；2.School of International College，HuanghuaiUniversity，Zhumadian Henan 463000）

Aiming at the confusion of traditional teaching in Principles of MCU，that“the project carrier，task-driven”teaching ideas.Knowledge of relevant teachingmaterial points into every aspect of the project to go forward with projects step by step，in order to achieve the project purpose，be decomposed into a series of tasks to complete the task as the driving force to drive the students.Finally，the case to achieve validation.The teaching ideas to improve the skills of the students，it isworth promoting.

microcontroller；project carrier；task-driven；thought

TP368.1

A

1673-2014（2011）02-0005-03

2011—01—12

郝寧波（1977— ），男，河南遂平人，博士研究生，主要從事圖像處理與模式識別研究。

（責任編輯 郝瑞宇）