中職單片機(jī)課程教學(xué)改革探討

摘要： 本文針對目前中職單片機(jī)教學(xué)存在的問題，從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和教學(xué)評價等方面提出了具體的改革措施與建議。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；課程教學(xué)；改革

隨著微電子及計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，單片機(jī)以體積小、功能強(qiáng)和性價比高等特點，在工業(yè)控制、通信技術(shù)和數(shù)據(jù)采集等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。目前，許多中職學(xué)校都開設(shè)了《單片機(jī)原理與應(yīng)用》，這門課程將程序語言、串口通信、模擬電路和數(shù)字電路等知識綜合起來，是一門理論性、技術(shù)性、工程性和實踐性都很強(qiáng)的課程，是中職計算機(jī)和電子類的專業(yè)必修課。掌握好單片機(jī)技術(shù)，對中職生工程素質(zhì)的培養(yǎng)以及職業(yè)技能的提高都大有益處。

目前的單片機(jī)課程教學(xué)多以理論課為主，實踐課為輔。教材理論體系嚴(yán)謹(jǐn)，教師教學(xué)思路清晰，但中職生往往感覺內(nèi)容枯燥、概念抽象、指令難記。課堂教學(xué)按照教材內(nèi)容的編排順序、相關(guān)知識的邏輯關(guān)系進(jìn)行，中職生剛剛接觸數(shù)字電路，缺乏編程語言及計算機(jī)結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識，難以順利入門并對課程產(chǎn)生濃厚興趣。同時，大部分教師的教學(xué)方法通常以講授為主，缺乏直觀形象的實際操作。這些原因?qū)е聦W(xué)生普遍認(rèn)為單片機(jī)非常難學(xué)，因此，中職學(xué)校的單片機(jī)課程教學(xué)改革勢在必行。

一、制定合理的人才培養(yǎng)目標(biāo)

根據(jù)中職生的特點，單片機(jī)課程教學(xué)應(yīng)“突出重點、強(qiáng)化實踐”，確立重在應(yīng)用的教學(xué)目標(biāo)，大力培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。理論學(xué)習(xí)以夠用為原則，主要引導(dǎo)學(xué)生用學(xué)過的知識去解決實際問題。因此，單片機(jī)課程應(yīng)從理論知識傳授為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫I(yè)技能培訓(xùn)為主，努力培養(yǎng)滿足社會需求的高素質(zhì)技能型人才，與行業(yè)崗位需求緊密結(jié)合，提高學(xué)生畢業(yè)后直接上崗的能力。

二、確定合適的單片機(jī)型號、程序語言及教材

1.關(guān)于單片機(jī)型號。

單片機(jī)技術(shù)發(fā)展非常迅速，目前至少有50多個系列300多種型號，但其核心功能基本相同，因此，在教學(xué)中應(yīng)選擇通用型的單片機(jī)型號。比如，MCS-51系列單片機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，學(xué)生容易掌握，教師易于教學(xué)，且與生產(chǎn)實踐密切結(jié)合，適合中職單片機(jī)教學(xué)之用。

2.關(guān)于編程語言。

單片機(jī)語言主要有匯編語言和C語言兩種。采用C語言編程有較大的優(yōu)勢：首先，目前實際工業(yè)生產(chǎn)基本采用C語言，學(xué)生用C語言編寫單片機(jī)程序更方便就業(yè)；其次，學(xué)生在低年級有C語言的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，寫程序更容易上手，給教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)都帶來很大的方便。

3. 關(guān)于學(xué)習(xí)教材。

關(guān)于單片機(jī)技術(shù)的教材種類繁多，鑒于中職生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，本科層次或者高職層次的單片機(jī)教材是不可取的，教師必須根據(jù)學(xué)生的實際水平及學(xué)校的設(shè)備配置，編寫或選擇一套合適的教材。

三、改革教學(xué)模式，提高教學(xué)效率

1.設(shè)立虛擬仿真實驗室。

單片機(jī)課程內(nèi)容抽象，教師操作實驗開發(fā)板時演示效果不太好，學(xué)生較難理解，因此，計算機(jī)虛擬仿真軟件演示起著非常重要的作用。虛擬仿真系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢：（1）組織單片機(jī)實驗的環(huán)境簡單，只要有電腦即可進(jìn)行；（2）由于只涉及到軟件，不會有硬件損壞的問題，可以避免由于設(shè)計錯誤導(dǎo)致的硬件投入浪費，降低使用成本；（3）繪制原理圖、編制程序均在軟件上實現(xiàn)，程序執(zhí)行中各元件的運行狀態(tài)直觀明了，調(diào)試方便。因此，在單片機(jī)教學(xué)中引入Proteus和Keil C編程調(diào)試軟件，采用多媒體教學(xué)方法，能在課堂中完成軟件、硬件的調(diào)試和系統(tǒng)集成等內(nèi)容的教學(xué)。

2.利用單片機(jī)實驗開發(fā)板進(jìn)行教學(xué)。

實驗開發(fā)板應(yīng)用十分方便，目前已經(jīng)集成了鍵盤、流水燈和LED顯示器等通用外圍設(shè)備，線路連接簡單，可以進(jìn)行多個基本項目的實訓(xùn)。通過開發(fā)板的學(xué)習(xí)實踐，運用項目教學(xué)法進(jìn)行多個項目的操作，能讓學(xué)生熟悉單片機(jī)及其外圍設(shè)備的硬件知識，系統(tǒng)地掌握單片機(jī)P0-P3口、串口通信和中斷控制的工作原理。

3.結(jié)合多學(xué)科進(jìn)行綜合實踐。

很多學(xué)生在學(xué)習(xí)了單片機(jī)課程后，即使掌握了單片機(jī)知識，但還是不能融合其他課程的知識進(jìn)行綜合應(yīng)用，因此，教師應(yīng)將其他課程的知識與單片機(jī)的相關(guān)內(nèi)容聯(lián)系起來。比如與Protel課程相結(jié)合，要求學(xué)生利用Protel設(shè)計開發(fā)板的PCB圖，并制作出PCB開發(fā)板，同時自己動手焊接所有的元器件，然后進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。在此過程中，學(xué)生可以享受到自己的勞動成果，更加熟練地掌握Protel知識，更加熟悉元器件之間的硬件連接，對數(shù)字電路、模擬電路的工作特點更加了解，對單片機(jī)C語言有了更深入的認(rèn)識，鍛煉了各學(xué)科的綜合實踐能力。

4.開展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。

教師將課程內(nèi)容的重難點提前放到校園網(wǎng)上，供學(xué)生下載預(yù)習(xí)，這樣學(xué)生能提前發(fā)現(xiàn)問題，在課堂上有針對性地聆聽教師分析講解，加深對知識的理解和掌握。通過開展網(wǎng)上學(xué)習(xí)，學(xué)生也能互相交流，實現(xiàn)資源共享，并且教師能針對學(xué)習(xí)中的問題進(jìn)行集中解答，及時了解學(xué)生學(xué)習(xí)的效果及進(jìn)度，對學(xué)生的學(xué)習(xí)大有裨益。

四、采用項目教學(xué)法，突出實踐

有句諺語說：“我聽到的會忘掉，我看到的能記住，我做過的才真正明白”， 這充分說明了實踐的重要性。因此，我們要盡量為學(xué)生提供更多的實踐機(jī)會，這不僅能使學(xué)生掌握扎實的基礎(chǔ)知識與基本技能，而且能提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。單片機(jī)的實踐教學(xué)應(yīng)做到以下幾點：

1.加強(qiáng)校企合作，開展實踐觀摩。

實踐教學(xué)不能只停留在校內(nèi)實驗室進(jìn)行，而應(yīng)進(jìn)行校企合作，利用寒暑假組織學(xué)生到企業(yè)頂崗實習(xí)。將企業(yè)的優(yōu)勢資源服務(wù)于教學(xué)，學(xué)生能夠更直觀地感受到單片機(jī)知識的實用性以及應(yīng)用的廣泛性。同時，聘請企業(yè)專家結(jié)合工作實際進(jìn)行知識講座，學(xué)生可以就自己感興趣的問題向?qū)＜艺埥蹋@樣能開拓學(xué)生視野，提高他們學(xué)習(xí)的積極性。企業(yè)頂崗實習(xí)很好地鍛煉了學(xué)生的溝通能力、團(tuán)隊協(xié)作能力以及項目管理能力，為將來的工作打下堅實的基礎(chǔ)。

2.實驗內(nèi)容項目化。

項目教學(xué)法，就是以項目為主線，在完成項目的過程中，讓學(xué)生掌握解決實際問題的知識和技能。在教學(xué)過程中，不能單純以掌握理論知識和通過考試為目的，而應(yīng)以提高解決問題的能力為最終目標(biāo)。針對專業(yè)特點與崗位需要，精心選擇與實際應(yīng)用密切相關(guān)的實訓(xùn)項目，并采用企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，將全班學(xué)生分成幾個小組，各小組自行編寫項目實施方案。當(dāng)學(xué)生完成實訓(xùn)項目后，會有強(qiáng)烈的成就感，從而對以后的學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚的興趣；同時，由于對教學(xué)成果的衡量采用了更為客觀的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，能促進(jìn)教師不斷進(jìn)行自我學(xué)習(xí)和提高，緊跟社會需求和行業(yè)要求。項目化的教學(xué)模式在提高學(xué)生的實踐動手能力，縮短與社會需求的差距方面具有突出的優(yōu)點，值得廣泛推廣與借鑒。

3.開放實驗室教學(xué)。

目前，大部分的實驗教學(xué)是集中式的，學(xué)生被動地接受教師布置的驗證性的實驗內(nèi)容，在實驗課時內(nèi)無論是否完成，都只有一次機(jī)會，這大大挫傷了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和探究實驗結(jié)果的熱情，更談不上培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。在開放實驗室，一方面，學(xué)生可以有充分的時間完成實驗內(nèi)容，系統(tǒng)地分析和處理實驗中出現(xiàn)的問題。另一方面，學(xué)生可以根據(jù)自己的能力擴(kuò)展實驗內(nèi)容，這不僅提高了學(xué)生的動手能力、分析問題和解決問題的能力，而且培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神。

4.積極開展技能競賽。

經(jīng)常組織技術(shù)大比武，積極開展技能競賽，實行以賽代練、以賽促學(xué)，是提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，鍛煉學(xué)生實踐能力的一大法寶。通過技能競賽，既能提高學(xué)生的實操能力和團(tuán)隊協(xié)作能力，在競賽中學(xué)生也能展現(xiàn)良好的精神風(fēng)貌和高尚的職業(yè)素養(yǎng)。

五、改變教學(xué)評價方式，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力

當(dāng)前單片機(jī)課程較為普遍的考核方式是期末閉卷考試和單獨實驗項目的考核。單片機(jī)重在應(yīng)用，這種考核方式很難考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力，不利于全面、綜合地反映教學(xué)成果。因此，單片機(jī)教學(xué)評價應(yīng)突出課程的應(yīng)用性特點，主要對學(xué)生編程能力、分析能力、調(diào)試能力以及綜合運用能力進(jìn)行考核。

筆者認(rèn)為比較科學(xué)的考核辦法是：平時考核＋實踐技能考核＋綜合能力考核。平時考核占30%，包括平時作業(yè)、課堂表現(xiàn)和平時測驗，作業(yè)和課堂表現(xiàn)側(cè)重于知識的掌握，平時測驗側(cè)重于知識的運用。實踐技能考核占30%，包括實驗、企業(yè)實訓(xùn)和技能競賽，在每個模塊的項目實踐過程中，考核學(xué)生解決實際問題的能力。綜合能力考核占40%，包括理論知識和實際應(yīng)用兩部分，理論知識考核采用“試題庫”，實行開卷考試，主要考察學(xué)生對基本概念、基本原理和基本器件的掌握和理解情況，實際應(yīng)用部分教師根據(jù)學(xué)生完成的準(zhǔn)確性和熟練程度現(xiàn)場評分。這種考核形式注重考察學(xué)生的知識遷移能力和融會貫通能力，超越了一次期末考試決定結(jié)果的傳統(tǒng)考核辦法，在貫徹執(zhí)行過程中效果較好，反映出了學(xué)生的真實水平。

總之，單片機(jī)原理與應(yīng)用是一門應(yīng)用性、實踐性很強(qiáng)的課程。教師在教學(xué)中應(yīng)更新觀念、改變方法，緊緊抓住實踐這個主線，努力培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，更好地提高教學(xué)效果。

（作者單位：紫金縣職業(yè)高級中學(xué)）

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見習(xí)編輯：陳春陽