高職單片機(jī)教學(xué)改革的探討

何 玲，雷亞莉，王平均

（海南軟件職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系，海南 瓊海 571400）

單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)是現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)的核心技術(shù)，學(xué)習(xí)單片機(jī)知識(shí)就是要將單片機(jī)應(yīng)用到電子產(chǎn)品中，以單片機(jī)為控制核心實(shí)現(xiàn)電子系統(tǒng)所需實(shí)現(xiàn)的功能。單片機(jī)的應(yīng)用能力很大程度上決定了電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生電子設(shè)計(jì)與電子應(yīng)用的水平與能力，尤其是高職學(xué)生更是如此。但是，單片機(jī)這門(mén)課程實(shí)踐性強(qiáng)、綜合性強(qiáng)，內(nèi)容抽象，學(xué)起來(lái)不易理解，講起來(lái)枯燥乏味，教與學(xué)都遇到了很大的困難。為此，針對(duì)單片機(jī)課程的實(shí)際教學(xué)中存在的一些問(wèn)題，論文提出多種形式的教學(xué)改革方法，為提高教學(xué)效果做一些探討。

一、單片機(jī)教學(xué)中存在的問(wèn)題

1.章節(jié)間的聯(lián)系脫節(jié)

傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)均是以單片機(jī)的結(jié)構(gòu)為主線(xiàn)，先講單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)，然后是指令和軟件編程，最后是單片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展和各種外圍器件的應(yīng)用。即先基礎(chǔ)后應(yīng)用的教學(xué)模式。但是，筆者在實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，在強(qiáng)調(diào)章節(jié)學(xué)習(xí)的同時(shí)會(huì)使整體體系肢解，學(xué)生學(xué)習(xí)每一章節(jié)后，融會(huì)貫通的理解能力差，出現(xiàn)學(xué)習(xí)指令不會(huì)使用，學(xué)習(xí)硬件不會(huì)擴(kuò)展的現(xiàn)象。

2.教學(xué)與實(shí)驗(yàn)脫節(jié)

在單片機(jī)教學(xué)中，課堂理論教學(xué)的學(xué)時(shí)大大多于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)時(shí)，而且實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般在匯編指令系統(tǒng)講完之后才開(kāi)始進(jìn)行，理論學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的時(shí)間不對(duì)應(yīng)。而且，一般單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱由于是成品，學(xué)生很難參與到其中的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)中去，實(shí)驗(yàn)中只需要連幾根線(xiàn)，完成教師規(guī)定的實(shí)驗(yàn)就可以了，學(xué)生的動(dòng)手能力很難得到訓(xùn)練與提高，使得教學(xué)與學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力脫節(jié)。

3.軟硬件學(xué)習(xí)脫節(jié)

在單片機(jī)教學(xué)中，教學(xué)內(nèi)容過(guò)于重視匯編語(yǔ)言的理論學(xué)習(xí)，使得軟件與硬件學(xué)習(xí)相脫節(jié)。匯編語(yǔ)言的學(xué)習(xí)和機(jī)器硬件密切相關(guān)，其程序涉及到存儲(chǔ)器、寄存器、狀態(tài)標(biāo)志等，學(xué)生在學(xué)習(xí)匯編語(yǔ)言的過(guò)程中會(huì)感到難閱讀、難理解、難編程，容易感覺(jué)枯燥乏味，沒(méi)有學(xué)習(xí)的激情，因此應(yīng)將匯編語(yǔ)言學(xué)習(xí)與使用結(jié)合。

二、基于多種形式的教學(xué)改革

1.該課程的教學(xué)模式為“教、學(xué)、做”一體化的教學(xué)模式

在教學(xué)過(guò)程中，堅(jiān)持“教、學(xué)、做”一體化的教學(xué)模式，教師是工作過(guò)程的主導(dǎo)，學(xué)生是工作過(guò)程的主體。因此，學(xué)是首要因素。以項(xiàng)目為載體的情境化教學(xué)設(shè)計(jì)引導(dǎo)學(xué)生以做中學(xué)、學(xué)中做的方式，在完成典型工作任務(wù)的過(guò)程中自主地完成學(xué)習(xí)過(guò)程。校內(nèi)電子產(chǎn)品制作實(shí)訓(xùn)室和應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)仿真實(shí)訓(xùn)室為項(xiàng)目的實(shí)施提供了典型的軟硬件工作環(huán)境，學(xué)生在高度仿真的環(huán)境中邊學(xué)邊做，在開(kāi)發(fā)平臺(tái)上完成經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)的典型的工作項(xiàng)目。同時(shí)，實(shí)訓(xùn)室建有高效的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，學(xué)生能夠通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)搜集資料，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供便利條件。

2.靈活運(yùn)用多種恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，有效調(diào)動(dòng)學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生積極思考

現(xiàn)代教育改革的核心是使學(xué)生變被動(dòng)型學(xué)習(xí)為投入型學(xué)習(xí)，讓他們?cè)谡鎸?shí)的環(huán)境中學(xué)習(xí)和接受挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)任務(wù)。

考慮高職教育本身的教育規(guī)律以及學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，任何單一的教學(xué)方法都難以達(dá)到好的教學(xué)效果。為此，該課程以工學(xué)結(jié)合為切入點(diǎn)，在教學(xué)過(guò)程中采取了以工作過(guò)程為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)過(guò)程，綜合運(yùn)用基于工作過(guò)程的項(xiàng)目引導(dǎo)教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、案例分析法、分組討論法、角色扮演法等教學(xué)方法開(kāi)展教學(xué)。整個(gè)課程教學(xué)方法靈活運(yùn)用，根據(jù)內(nèi)容需要選擇教學(xué)方法，各種教學(xué)方法交錯(cuò)使用、互相融合。

（1）啟發(fā)式教學(xué)法

教學(xué)中注意啟發(fā)式，杜絕注入式。授課時(shí)，注意充分與學(xué)生進(jìn)行交流：學(xué)生跟著老師的思路走（循序漸進(jìn)，接受知識(shí)），老師跟著學(xué)生的表情走（察言觀(guān)色，掌握學(xué)生聽(tīng)懂/接受的程度）。啟發(fā)引導(dǎo)以老師為導(dǎo)向，鍛煉學(xué)生獨(dú)立思考、解決問(wèn)題的能力。這是一種較高級(jí)的學(xué)習(xí)方法，能夠讓學(xué)生擺脫被動(dòng)式的學(xué)習(xí)，啟發(fā)學(xué)生自主創(chuàng)新的精神，也正是教育改革所要達(dá)到的真正目的。

（2）任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法

以工作任務(wù)單和計(jì)劃、實(shí)施、評(píng)價(jià)工作單為引導(dǎo)，通過(guò)學(xué)習(xí)完成工作所需的知識(shí)及完成工作任務(wù)，教學(xué)任務(wù)由師生共同完成。教學(xué)地點(diǎn)由傳統(tǒng)的先課堂后實(shí)驗(yàn)室的模式改為課堂、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)室一體化模式，學(xué)習(xí)過(guò)程在仿真的工廠(chǎng)實(shí)訓(xùn)環(huán)境中進(jìn)行，學(xué)生可以更多地在學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)中將知識(shí)轉(zhuǎn)化為技能，實(shí)現(xiàn)與企業(yè)崗位的零過(guò)渡。

（3）項(xiàng)目小組教學(xué)法

將學(xué)生4～5人分為一組，部分教學(xué)內(nèi)容采用學(xué)生分組討論、互相評(píng)判，以小組為單位進(jìn)行課程的講授，其他同學(xué)進(jìn)行補(bǔ)充的教學(xué)方式。引導(dǎo)學(xué)生積極思考、樂(lè)于實(shí)踐。在課外、開(kāi)放實(shí)訓(xùn)室，小組共同討論解決問(wèn)題，提出方案，共同完成項(xiàng)目。要求學(xué)生不斷學(xué)習(xí)、自我完善，構(gòu)建學(xué)習(xí)型項(xiàng)目小組團(tuán)隊(duì)。

（4）角色扮演教學(xué)法

教學(xué)采用“項(xiàng)目小組”+“角色扮演”的方式進(jìn)行。該課程所采用的項(xiàng)目均來(lái)自于企業(yè)，上學(xué)即上班，實(shí)訓(xùn)基地的教學(xué)采用完全企業(yè)化的管理方式，通過(guò)“六大轉(zhuǎn)換”讓學(xué)員逐漸適應(yīng)企業(yè)員工的角色：教師轉(zhuǎn)換為項(xiàng)目經(jīng)理，教材轉(zhuǎn)換為實(shí)際項(xiàng)目，上課轉(zhuǎn)換為做項(xiàng)目，考試轉(zhuǎn)換為項(xiàng)目評(píng)測(cè)，教務(wù)轉(zhuǎn)換為企業(yè)管理，教學(xué)監(jiān)督轉(zhuǎn)換為質(zhì)量控制。這種角色的轉(zhuǎn)換與扮演為學(xué)生適應(yīng)企業(yè)工作環(huán)境、畢業(yè)后求職、就業(yè)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.教學(xué)手段的改革

（1）在教學(xué)中采用先進(jìn)的多媒體教學(xué)手段，表現(xiàn)方式上體現(xiàn)了多元化的現(xiàn)代教育技術(shù)方法與手段，充分利用現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備，編寫(xiě)全部多媒體教學(xué)課件，實(shí)物模型及現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)等多種手段科學(xué)組合，使教學(xué)形象、生動(dòng)、直觀(guān)，學(xué)生易于接受，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的形象化特點(diǎn)和生動(dòng)性、趣味性也大大激發(fā)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，加深了對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解，從而提高了整體教學(xué)質(zhì)量和水平。現(xiàn)代教育技術(shù)在該課程的教學(xué)中發(fā)揮了很大作用。

（2）采取教學(xué)做一體化教學(xué)模式，建立教學(xué)做一體化實(shí)驗(yàn)室。理論教學(xué)、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)、課堂討論、綜合實(shí)踐訓(xùn)練等教學(xué)手段相結(jié)合，形象直觀(guān)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（3）充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段

建立精品課程，提供豐富的教學(xué)資料，包括電子教案、教學(xué)錄像、習(xí)題講解、設(shè)計(jì)案例、網(wǎng)絡(luò)答疑等，對(duì)資料及時(shí)更新。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，還能提供有趣的制作資料供學(xué)生下載，使學(xué)生在課余時(shí)間可以根據(jù)興趣自主學(xué)習(xí)，豐富了教學(xué)手段。

（4）改革考核辦法

該課程的考核采取過(guò)程性考核方法，每做一個(gè)項(xiàng)目即給學(xué)生當(dāng)場(chǎng)打分，其內(nèi)容包括任務(wù)分析10%、任務(wù)設(shè)計(jì)20%、程序編寫(xiě)30%、實(shí)物制作30%、創(chuàng)新設(shè)計(jì)占10%。除了考核學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解程度外，還要考核學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的靈活應(yīng)用能力。通過(guò)全方位的考核，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，能更好、更客觀(guān)地反映學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的能力。

4.在教學(xué)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)中引用Proteus與Keil C

Proteus軟件為開(kāi)發(fā)和學(xué)習(xí)者在單片機(jī)硬件上提供設(shè)計(jì)平臺(tái)，在該平臺(tái)上繪制出正確的硬件電路圖，并在Keil C軟件上進(jìn)行針對(duì)性的編程和軟件仿真。再把二者在計(jì)算機(jī)上結(jié)合使用，達(dá)到完美的單片機(jī)模擬開(kāi)發(fā)全過(guò)程。

（1）Proteus與Keil C的靜態(tài)結(jié)合仿真

靜態(tài)結(jié)合仿真就是把Keil C軟件下生成的HEX文件，嵌入Proteus軟件進(jìn)行軟硬件模擬仿真。靜態(tài)結(jié)合仿真優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單方便；缺點(diǎn)是HEX文件嵌入Proteus軟件后，只能在Proteus軟件下仿真，不能在Keil C軟件動(dòng)態(tài)觀(guān)察。

（2）Proteus與Keil C的動(dòng)態(tài)結(jié)合仿真

動(dòng)態(tài)結(jié)合仿真就是利用Proteus軟件支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境的特點(diǎn)，把Proteus軟件和Keil C軟件動(dòng)態(tài)連接，實(shí)現(xiàn)二者的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)仿真。動(dòng)態(tài)結(jié)合仿真優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)在Keil C軟件動(dòng)態(tài)仿真，在Proteus軟件實(shí)時(shí)觀(guān)察結(jié)果；缺點(diǎn)是Proteus軟件和Keil C軟件設(shè)置相對(duì)比較繁瑣。

實(shí)踐證明，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)課程教學(xué)向多種教學(xué)模式發(fā)展，通過(guò)理論與實(shí)踐、教與學(xué)互動(dòng)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，開(kāi)拓了學(xué)生思維，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀(guān)能動(dòng)性，活躍學(xué)習(xí)氣氛，大大提高了教學(xué)效果,收效顯著。

[1]趙義強(qiáng)，康靜，郭向亮.Proteus仿真軟件在單片機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].中國(guó)集成電路，2007，（2）：58-61.

[2]劉心紅，郭福田，孫振興等.Proteus仿真技術(shù)在單片機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2007，（3）：96-98.

[3]周潤(rùn)景.基于Proteus的電路及單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006.

[4]丁向榮，賈萍.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)與開(kāi)發(fā)技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2009.