高職單片機應用技術課程改革探析

【摘要】以單片機項目為任務驅動，對高職單片機應用技術課程進行教學改革，探討了教學改革思路、教學方法與手段、課程項目設計及典型項目實施舉例等。

【關鍵詞】高職單片機應用技術課程教學改革

【中圖分類號】G【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889(2012)05C-0134-02

單片機應用技術是電力系統、發電廠與火電集控、電氣自動化、電子信息工程、工廠自動化等專業的技術基礎課，在整個電類專業課程體系中處于承上啟下的核心地位。它以電路基礎、模擬電路、數字電路、C語言等課程為基礎，后續課程包括電力系統運動技術、變電站綜合自動化、配網自動化、發電廠電氣設備、繼電保護應用技術、計算機控制、課程設計和畢業設計等課程。

高職學生思想活躍，形象思維能力強，動手能力強，但是理論學習能力差、抽象思維欠缺、自學能力較弱，存在較為嚴重的自卑心理，缺乏自我控制能力與創新精神；而傳統的單片機應用技術課程主要以理論教學為主，實踐教學為輔，學生普遍反映抽象難懂，加上理論教師和實踐教師分開，實踐設備與理論內容不完全相同，最終導致教學效果差，無法訓練學生的硬件設計與軟件編程技能，影響了后續課程的學習效果。對此，本文以單片機項目為任務驅動，對高職單片機應用技術課程進行教學改革。

一、課改的簡要思路

為了解決單片機應用技術課程抽象難學，必須對其進行課程改革，以提高學生的綜合素質為基礎，以培養職業能力為目標，同時結合技術領域和職業崗位的要求，進行教學內容優化與課程整合，改變以教師講課為中心的傳統教學模式，引入項目導向與任務驅動法、多媒體教學法、現場演示法、小組討論啟發法、教師啟發法等教學方法，激發學生的學習興趣。

(一)課程面向的崗位

電力專業學生的第一次就業崗位通常為電力設備安裝調試、檢測與維修工，晉升崗位為電力設備設計開發工程師、仿真與測試工程師、方案設計師等，通過對這些崗位的分析，單片機技術應用在這些崗位中，涉及的深度和廣度各異，因此，必須對教學內容進行優化與整合。

(二)課程教學目標

能力目標：能進行硬件電路設計及電路焊接、進行C51程序設計、進行單片機產品綜合設計開發、具有溝通與表達能力。

知識目標：熟悉單片機的結構，理解其工作原理，掌握單片機用用系統的設計步驟和設計方法，掌握c語言編程方法和技巧，掌握中斷系統和定時計算器的應用，了解串口和系統擴展的原理及應用。

素質目標：培養學生具有電力控制技術應用工程所必需的基本職業素養，形成電路設計和程序設計思想。

(三)知識的處理方式

理論基礎包括單片機的內部資源、C語言、單片機中斷、單片機定時顯示、鍵盤等基礎理論知識在項目完成中學習、應用與鞏固，基礎理論知識在項目完成中學習、應用與鞏固。

(四)課程的項目設計

一個貫穿性綜合項目：制作在線可調電子時鐘，其含6個子項目的內容。

(五)項目設計的理念

以電力行業典型單片機控制過程中的工作任務為基點進行課程項目化改造，科學的設計教學內容，讓學生在完成項目中掌握單片機原理及其接口應用的知識與技能。

二、教學方法與手段改革

針對單片機應用技術課程在有限的教學課時內學生難學、老師難教的特點，對傳統的教學方法及手段進行了改革。主要采取以下教學方法：

(一)項目導向與任務驅動法

教學方法設計宏觀上采用理論服務于實踐的模塊化項目驅動遞進教學組織模式，這種模式是參照企業的項目驅動過程而制定，微觀設計是以子項目為案例，實驗為脈絡的遞進教學法，如通過項目制作“制作數字秒表”，學生能夠更好地掌握定時計數器、定時中斷，通過任務驅動可以大大激發學生的學習積極性。

(二)多媒體教學法

適當引入多媒體教學，制作形象而生動的教學課件和現場單片機技術應用錄像，使枯燥的線條變成生動的畫面，直觀易懂地表現出教學內容，如“單片機內部工作原理和程序執行過程”的教學內容抽象復雜，通過多媒體教學，可更好地幫助學生理解內容。

(三)現場演示法

采用現場演示法，如項目1“制作單片機開發板”中的任務1“Keil軟件的使用與程序調試”教學過程中，教師就學生項目制作編程中遇到的程序編譯錯誤問題，展開現場演示軟件的使用方法和相關調試技巧的運用，然后學生動手修改和調試程序、觀察實驗效果，提高了教學效果。

(四)小組討論啟發法

在項目實施中，可以采用小組討論法，要求每個學生發言，使學生彼此分享各人的意見和獨到的見解，有利于學生自主學習，并將自主學習的成果用語言表達出來，有利于課程知識的掌握，又有利于實施素質教育，培養學生的自信心、發言的膽量、口頭表達能力等綜合職業能力。

(五)教師啟發法

在項目實施過程中，為引入新的概念或知識，對學生提出工程實際問題尋求解決方法或思路的探討時，教師可以采用啟發法，經過啟發式的推衍，最后歸納總結，誘導學生努力鉆研、探索學習、嚴謹創新的科學態度。

上述各種教學方法不是孤立使用的，實際教學過程中，經常是多種教學方法有機結合。

三、課程項目設計

(一)課程項目設計概況

在構建課程內容體系的過程中，根據本課程對應的工作崗位，以職業能力培養為中心，以專業核心技術技能為主線，立足電力系統自動化技術崗位，依據工作任務標準以及崗位能力要求，用行動導向教學方法組織教學，將原課程知識點解散并重構于6個項目：制作單片機開發板、制作彩燈控制器，制作數碼管顯示、制作數字秒表、制作數字電壓表、PC機與單片機串行通信。將相關的知識技能轉化為具體的訓練內容，各章理論知識對應相關項目，并將理論知識穿插其中，交叉進行；以項目載體、任務驅動為原則選取與整合教學內容，設計出以項目為驅動、以實際工作過程為主線的教學模式，使學生在學校的學習過程，如同在工作崗位的工作過程，確保理論教學與實踐的一致性。

(二)典型項目設計舉例

(三)典型項目實施舉例

2.典型項目的教學實施過程。(1)演示單片機彩燈控制器的工作過程，下達項目任務書，項目任務書包含教學方案、教學實施與安排、知識準備、任務布置、學習評價等五個部分。(2)學生分組(每組4～6人)、選組長，討論如何如何應用單片機實現彩燈控制器，如何讓控制彩燈亮滅，如何實現彩燈的延時，程序的流程如何，等等。(3)各小組自行制訂實施計劃和工作步驟：設計程序流程、編寫程序、程序及修改編譯、程序下載、驗證。(4)學生實施操作，包括編寫程序、程序及修改編譯、程序下載、驗證等步驟。(5)教師跟蹤檢查、指導學生實際制作的情況，必要時指導學生調整編程流程，回答學生提出的疑問，通過一體化項目教學讓學生“學中做，做中學”。(6)評價，以產品展示、產品質量、產品功能、產品的先進性與提問考核相結合，以能力考核為主，兼顧知識考核，依據學習任務單按工作進程給每個學生個人成績，這種教學方法目標明確，直接以項目為載體，做中學，學中做，符合高職學生的學習規律。

綜上所述，單片機應用技術課程通過項目化教學改革，以單片機項目為任務驅動，做中學，符合高職學生思想活躍、活潑好動的特點，項目的設計實現過程使學生的積極性和主動性得到充分發掘和提高，與過去先理論再實踐的教學方法相比，新的教學方法不會出現老師費勁去講學生卻昏昏欲睡、難以學懂的現象，將理念滲透到實踐中使學生的理論學習目標明確、有動力，轉變后的教學方法解決了理論教學難點，突出實踐教學，強化專業技能。

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【作者簡介】謝錫鋒(1979-)，男。廣西南寧人，廣西水利電力職業技術學院講師，碩士。

(責編 黎原)