基于工作過程的單片機課程教材建設

李 萍

(漯河職業技術學院計算機工程系，河南漯河462000)

單片機課程的實踐性很強，但一直沒有很合適的高職教材，因此，我們編寫了基于工作過程的以任務引領、項目導向的實踐性的教材《單片機應用技術項目教程》［1]。本文對單片機課程教材的現狀進行了分析，提出了上述教材的編寫思路，介紹了具體的實施措施。

1.目前存在的問題

單片機技術廣泛應用于工業控制、智能儀器儀表、機電一體化和家用電器等各個領域，我國的高職院校電類專業幾乎都開設有單片機課程。但該課程存在如下問題［2-5]。

(1)我國職業教育基本沿用學科體系，學科體系是按照知識本身的內存邏輯結構或認知規律而展開的并行體系。這種體系適合研究性本科大學，卻不適合高職院校。

(2)單片機課程教材采用的編程語言都是匯編語言，其程序不易理解，可讀性差，尤其對于高職學生。

(3)目前高職單片機教材大多沒有Proteus仿真，有個別Proteus還采用匯編語言。學生如果不學Proteus，做實驗和綜合實訓時只能進常規實驗室。而因組建的實驗室成本高，元器件和儀器損毀率高等因素，導致學生實踐機會減少。

2 教材編寫思路

1)基于工作過程，采用串行結構編排教材內容本教材的內容編排基于工作過程的行動體系為串行體系。教材以培養能力為主線，以工作過程為參照系，針對行動順序的每一個工作環節，對實踐技能與理論知識進行整合。這種串行體系與學生的認知心理順序一致，可以達到事半功倍的效果，適于高職教學。

本教材以工作任務為主線，有機地組織理論知識和實踐知識，擯棄原來的章節概念，代之以一個個項目和模塊，將整個理論體系進行有機分解后，融入項目和模塊的實現過程中。

2)編程語言改為C語言，加上Proteus仿真

C語言程序易于閱讀、理解，程序風格人性化，且方便移植，目前已經成為單片機應用產品開發的主流語言，國外嵌入式系統的程序設計也是采用C語言。在開發速度、結構嚴謹性和程序堅固性等方面，匯編語言更是難以比擬。尤為重要的是，單片機應用產品的開發已基本上不采用匯編語言程序。因此，采用C語言是單片機教學改革的重要內容。

本教材以單片機應用為主線，把相關的C語言知識融合在工作任務中，讓學生在技能訓練中逐漸掌握編程方法;不刻意把C語言單獨完整講解，以免學生無法學以致用。

Proteus軟件的特點是能仿真單片機CPU和外圍電路的工作情況，在仿真和程序調試時，能直接查看程序運行和電路工作的過程和結果。我們將Proteus和Keit軟件整合起來可以構建單片機實驗平臺，從根本上解決常規實驗室成本高、元器件和儀器損毀率高等問題。學生可以不用進實驗室而在自己的電腦上進行學習和項目開發。

本教材對每個實訓項目做Proteus和Keit和聯合調試，把Proteus軟件的應用貫穿在全書。

3)配套建設，立體化支撐

本教材進行的“立體化”教學資源建設，課程網站為主內容有:①為課堂教學提供配套的教學資源如電子課件、電子教案、視頻講解、課后習題和試題庫等;②為實訓教學提供的實驗實訓指導和實訓教案等;③為輔助教學和方便學生自學開設虛擬實驗;④為學生畢業設計和創新比賽提供創新制作目錄和設計報告樣例等配套教學資源。

3 教材建設具體實施

1)本教材重點選擇具有代表性的單片機綜合應用項目(該項目基本涵蓋單片機應用的能力要素)，典型的綜合應用項目是密碼鎖和數字鐘，它們是單片機定時、中斷、按鍵和顯示等應用的綜合。

2)我們將綜合項目分解成不同階段、不同層次和不同能力訓練要求的七個基本實訓模塊:①單片機應用系統入門，任務是單燈點亮;②單片機并行口的應用實踐，任務是模擬交通燈;③單片機中斷和定時器的應用實踐，任務是音樂門鈴;④人機交互處理，分為四個小任務，分別是數碼顯示、點陣顯示、LCD字符顯示和按鍵值顯示;⑤單片機數據通信，任務是遠程控制數碼顯示;⑥A/D與D/A轉換接口的應用，任務有兩個:簡易數字電壓表和簡易波形發生器;⑦I2C的應用，任務是IC卡的讀寫。

3)根據這七個實訓模塊中的能力訓練要求，確定理論教學內容，將整個單片機原理、C51語言、Keil和Proteus仿真軟件，以及硬件開發系統等理論體系進行有機的和覆蓋性的分解，融入到模塊的實現過程中。

4)根據策劃的編寫思路與大綱，確定教材目錄、編寫人員和編寫任務，進行編寫、試用和修改。

5)我們為教材配套建設了。基課程網站，主要包括:教室課堂。

4 結語

由筆者等人編寫的單片機教材《單片機應用技術項目教程》，曾在我院09～10級嵌入式技術應用、電子信息和電氣自動化等專業的授課中，先以講義試用了兩屆，現已出版。實踐證明，這本教材提高了學生的學習興趣和創造力，培養了學生的應用能力和綜合開發能力。該課程更深入和系統的改革和探索，還有待和各校同仁共同努力。

［1] 李萍等，單片機應用技術項目教程［M] .北京:人民郵電出版社，2012.2

［2] 肖金球等，《單片機原理與接口技術》教材的編寫思路及特點［J] ，南京，電氣電子教學學報，2005年1期，66－68

［3] 李萍，嵌入式系統工程專業定位和課程體系設置［J] ，南京，電氣電子教學學報，2010年1期，119－120

［4] 錢德富，單片機教材改革的一些設想［J] ，寧波，寧波大學學報(教育科學版)，2001年6期，123－124

［5] 李啟松等，基于“項目引領，任務驅動”的《單片機應用技術》課程開發實踐［J] ，長春，職業技術教育，2008年26期，86－88