問題解決8步法在單片機學訓一體化教學中的應用

【摘要】在單片機“學訓一體化”教學的過程中應用“問題解決8步法”，能有效解決理論教學與技能教學相互脫節的問題，提高學生的創新能力和解決新問題的能力。

【關鍵詞】單片機8步法學訓一體化

【中圖分類號】G【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2012）10C-0187-02

以往的單片機教學，通常是要么偏重于技術理論而缺少實訓項目和課時，要么偏重于實習操作而忽視技術理論知識的傳授，造成理論與實際的脫節。再加上采用灌輸式教學法，形式呆板、僵化，內容抽象、枯燥，束縛了學生動手和創新實踐的能力。這影響了學生整體素質提高，達不到培養實用人才的目的和要求。因此，傳統的教學觀念和模式已難以適應現代高等職業教育的發展，也難以滿足現代社會對高素質技能型人才的需求。

針對以上這些問題，很多高校和教師進行了多方面的探討，提出了很多有效的教學方法，其中比較典型的就是項目教學法。它在一定程度上使教學質量得到了改善，但很多的高職院校要么受到應試教育制度的影響，要么教學資料、教學場所、實訓設施等短缺，其教學模式、教學方法、教學風格、教學策略和學習風格等仍然沒有很大改觀，甚至培養目標也沒有發生變化。

為了尋求適合學院自身發展的教學方法和思路，以“能力為主”為指導，把教學理論和技能訓練融為一體，構建一種新的教學形式，即“學訓一體化”教學模式。

一、“學訓一體化”教學模式

“學訓一體化”是指以“能力為主”為指導，以“就業為導向，提高學生技能”為目標，通過校企合作、工學結合等方式，利用學院自身的有限資源，整合課程教學內容，將理論教學與技能實踐融為一體，旨在建立一個教師為輔、學生全員參與，在“學中訓，訓中學”，“學訓相融”的教學環境中完成課程學習的教學形式。“學訓一體化”教學模式改變現有教學組織模式和課程體系，構建新的教學模式和課程體系，加強理論教學與技能教學的有機結合，將理論知識模塊化并融于每一個實訓項目之中，有效解決技術理論和技能操作相互脫節的問題。這是一種全新、開放式的教學思路，是提高學生工程實踐能力和培養學生創新思維的一種全新途徑。

我院將柳州、廣州等地區的電子行業和企業所提供的工作單引入教學情景，同時參考了“單片機工程師助理”職業崗位的要求，對講授的內容進行了融合，體現了教學情景與企業崗位工作、教學的內容與企業的崗位需求、培養目標與企業的人才需求相一致的三大原則。在授課過程中，課程采用的是一人主講，多人輔導的教學方式，真正體現以學生為主，教師引導，在“學訓一體化”教學中充分發揮學生的主動性和創造性，充分發揮學生潛在的能力，構建開放式的教學。

二、問題解決8步法的應用

把“任務驅動”、“項目教學”融入課程教學整個過程，以學習型工作任務為載體，按任務的實施過程開展教學，充分發揮學生的主體作用和教師的主導作用。每一個項目都有相應的學生工作單，明確學生的工作內容、知識、態度、技能的要求以及考核方式等信息。為了提高教學質量，改善教學效果，采用了問題解決8步法，使學生在“邊學邊訓，邊訓邊學”的過程中激發學習的熱情，并不斷地培養學生的創新能力和工程實踐能力。

（一）學生分組

教師下發工作任務后，就要對學生進行分組。分組完成項目這種學習方式可以激發學生學習的興趣，可以改變師生和生生之間的關系，讓教師更好地發揮主導作用，充分發揮學生的個性和潛能。分組是否合理是“學訓一體化”教學的關鍵。在分組過程中，教師要綜合考慮學生的特點、能力，合理分配角色，讓小組中的每一個學生都有發揮自己長處的機會，也都有相互學習的機會。在分組時，結合高職院校職業技能比賽項目的相關要求和標準，遵循“優勢互補，相互促進”的原則，按照硬件設計、軟件設計、文檔處理等職責進行分工，有效避免學生“搭車”現象，使他們正確認識自己的價值。為了使項目順利和有效地進行，必須選出小組的負責人。教師對組長進行有效的指導。在項目進行的整個過程中，組長要對組員進行合理安排和監督，才能達到預期的教學目的。

（二）分析題目，構建模型

學生接到工作任務書后要認真地閱讀，認真分析設計要求，根據應用場合、工作環境、具體用途，考慮系統的可靠性、通用性、可維護性、先進性，以及成本等，提出合理的、詳盡的功能技術指標。這個過程可以采用自頂向下方法，建立系統框圖，劃分出功能模塊，將功能盡可能細化，技術指標盡可能表達清楚，設備盡可能齊全，做到不漏任務細節。學生一定要多看、多思考。最后把功能的設計構建成合理的系統模型。

（三）確定項目方案

搜集和閱讀相關的資料，比如各種教材的相關內容、期刊雜志上的相關文章、網絡資料、圖書館資料等。這一步的工作要求是把系統要完成的任務分配給若干個單元電路，并畫出一個能表示各單元功能的整機原理框圖。對比現有資料或方案，選擇一種技術上先進、合理、可行、性價比比較高的最佳方案，比如考慮各個方案的優缺點、設計的工作量、以往的經驗和熟悉程度等。在這個過程中要敢于探索，勇于創新，力爭做到設計方案合理、可靠、經濟、功能齊全、技術先進。

（四）項目的實施

根據系統的指標和功能流程圖，明確各部分任務，進行各單元電路的設計，參數計算和器件選擇。單元電路是整機的一部分，只有把各單元電路設計好才能提高整機設計水平。每個單元電路設計前都需明確各單元電路的任務，詳細擬定出單元電路的性能指標，與前后級之間的關系，分析電路的組成形式。這個過程可以采用經典設計電路，比如：別人用過的電路、應用實例電路、或者是器件應用手冊中介紹的電路等，根據實際情況進行相應的修改、增補、刪減或創新，應盡可能選擇標準化、模塊化、功能強、集成度高的典型電路。在設計中要綜合考慮各個單元電路之間的插接方式、接口參數和共享等。為保證單元電路達到功能指標要求，就需要用電子技術知識對參數進行計算。例如，放大電路中各電阻值，放大倍數的計算；振蕩器中電阻，電容，振蕩頻率等參數的計算。只有很好地理解電路的工作原理，正確利用計算公式，計算的參數才能滿足設計要求。計算參數時，同一個電路可能有幾組數據，注意選擇一組能完成電路設計要求的功能，在實踐中能真正可行的參數。

（五）項目完善，再實施

經過初步的電路設計后，教師舉行方案論證會，讓每一小組的負責人，以口頭或課件的形式，在規定的時間內闡述本組的設計方案。各小組在教師的正確引導下，以及同學的建議下，對所設計的方案進行完善。接著進行項目總體設計和制作。總體設計就是根據設計任務、指標要求和給定條件，設計出符合現場條件的軟、硬件方案，并進行方案優化。應劃分硬件、軟件任務，畫出系統結構框圖。要合理分配系統內部的硬件、軟件資源。由總體設計所給出的硬件框圖所規定的硬件功能，在確定單片機類型的基礎上進行硬件設計、實驗。進行必要的工藝結構設計，制作出印刷電路板，組裝后即完成了硬件設計。結合硬件結構，明確軟件任務，確定具體實施的方法，合理分配資源。定義輸入／輸出、確定信息交換的方式（數據速率、數據格式、校驗方法、狀態信號等）、時間要求，檢查與糾正錯誤。

（六）項目調試和測試

單片機應用系統的軟、硬件制作完成后，必須反復進行調試、修改，直至完全正常工作，經過測試，功能完全符合系統性能指標要求，應用系統設計才算完成。在硬件的調試，要教會學生使用各種調試方法和手段、使用各種測試儀器、排除故障的技巧等。調試時應注意做好調試記錄，準確記錄各部分的測試數據和波形，以便于分析和運行時參考。經過調試、測試后，若系統完全正常工作，功能完全符合系統性能指標要求，項目設計結束。

（七）總結項目經驗

項目小組對整個設計過程進行總結，總結設計過程中出現的問題，解決的措施和方法，同時撰寫項目設計說明書。最后，有選擇地保留重要文檔，將心得形成文件，記錄備案，方便在以后的項目設計中不再有類似問題發生。對于好的方法將繼續保持，對于容易出現的問題，要及時糾正。只有這樣，才能培養學生務實、嚴謹的態度，提高解決新問題的能力。

（八）項目評價

在項目評價過程中，采用了知識、技能、態度三位一體的考核標準，更應注重學生綜合能力的評價。評價形式有過程評價、自我檢查、自我評價、成果呈現、學生小組評價、師生互評、企業老師評價等。學生把項目設計的思路、方案、實現的過程、結論、存在的問題等以課件的形式在全班進行答辯，并進行產品演示。各個小組對其表現進行評分。通過答辯和演示，讓所有的學生都了解在項目設計過程中所出現的問題，加強認識，避免重復發生，還可以培養學生的交流和溝通、語言表達能力等。最后，教師進行講評，進行鼓勵教育。對于表現好的學生進行表揚，對于存在的問題及時糾正，讓學生都知道自己的優點和不足。讓同學們都感受到成就感，激發他們積極向上，不斷學習的動力。

通過“學訓一體化”教學，學生的動手實踐、創新能力、解決實際問題能力都在不同程度上得到了提高。總之，為了培養學生的創新能力，教師要不斷探索教學改革的新路子，不斷改進教學方法、豐富教學手段。

（責編 丁夢）