五年制高職單片機(jī)教學(xué)的實(shí)踐與思考

陳峰

五年制高職單片機(jī)教學(xué)的實(shí)踐與思考

陳峰

江蘇省南通商貿(mào)高等職業(yè)學(xué)校 江蘇南通 226011

單片機(jī)是應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)一門重要的專業(yè)課。依據(jù)五年制高職學(xué)生的特點(diǎn)，結(jié)合學(xué)校的實(shí)訓(xùn)條件，適當(dāng)選取部分任務(wù)作為本課程教學(xué)內(nèi)容的載體，在教學(xué)中采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)為主的師生互動(dòng)教學(xué)方法，學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)興趣明顯提高。但在教學(xué)過(guò)程也存在一些問(wèn)題，在以后的教學(xué)過(guò)程中還需不斷改進(jìn)。

單片機(jī)教學(xué)；任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法；應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)

10.3969/j.issn.1671-489X.2012.27.092

作者：陳峰，講師，研究方向?yàn)閱纹瑱C(jī)、C語(yǔ)言。

Author’s addressNantong commerce high Vocational College, Nantong, Jiangsu, Ch ina 226011

1 課程地位

單片機(jī)是實(shí)現(xiàn)電子產(chǎn)品智能化的有效的途徑，廣泛用于工業(yè)控制、汽車電控系統(tǒng)、家用電器等領(lǐng)域，因此學(xué)習(xí)單片機(jī)并掌握其設(shè)計(jì)應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)成為電子類學(xué)生必須掌握的一門技術(shù)，也是現(xiàn)代工科學(xué)生就業(yè)的一個(gè)基本條件。

2 教學(xué)內(nèi)容的選取

2.1 教材的選用

由于目前圖書市場(chǎng)中針對(duì)五年制高職的單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)教材很少，大部分是針對(duì)三年制高職高專的，所以只能選擇高職高專的教材。選用的教材是電子工業(yè)出版社出版，王靜霞主編的《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》這本書。該教材打破傳統(tǒng)的學(xué)科課程模式，以工作任務(wù)為核心，以工作任務(wù)引導(dǎo)教與學(xué)，而且原理性內(nèi)容描述通俗易懂，比較適合五年制高職學(xué)生，同時(shí)安排了許多任務(wù)，任務(wù)設(shè)計(jì)具有針對(duì)性，貼近職業(yè)崗位需求[1]。

2.2 根據(jù)學(xué)生情況和課程標(biāo)準(zhǔn)要求調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

依據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案及課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，同時(shí)根據(jù)五年制高職學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)，遵循理論知識(shí)“必需、夠用”的原則，對(duì)書中部分內(nèi)容進(jìn)行刪減。根據(jù)五年制高職學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)及學(xué)校現(xiàn)有的實(shí)訓(xùn)條件，適當(dāng)選取書中部分任務(wù)作為本課程教學(xué)內(nèi)容的載體。具體安排如表1所示。

3 教學(xué)方法

3.1 學(xué)生情況的分析

本課程的授課對(duì)象是五年制高職應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)三年級(jí)學(xué)生，他們初步具備了專業(yè)課程的學(xué)習(xí)能力，雖然基礎(chǔ)能力比較薄弱，但是動(dòng)手能力并不差；在知識(shí)技能上，通過(guò)前期電工、模電、數(shù)電等課程的學(xué)習(xí)，掌握了常見(jiàn)電路的工作原理，會(huì)使用常用儀器儀表（比如萬(wàn)用表、示波器等），能識(shí)別和使用基本的元器件（如電阻、電容、二極管燈），并能對(duì)簡(jiǎn)單的電路進(jìn)行安裝、測(cè)量及簡(jiǎn)單調(diào)試；同時(shí)學(xué)生較厭煩傳統(tǒng)的課堂灌輸式教學(xué)，喜愛(ài)理實(shí)一體化式的教學(xué)模式。

表1

3.2 教學(xué)模式的確定

根據(jù)五年制高職學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，同時(shí)學(xué)校建有電子工藝實(shí)訓(xùn)室、單片機(jī)實(shí)訓(xùn)室，因此采用理實(shí)一體化的教學(xué)模式，講練結(jié)合，以學(xué)生為主體，教師加以適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生的實(shí)踐技能。

3.3 教學(xué)方法的確定

在本課程的教學(xué)過(guò)程中，筆者遵循“學(xué)為主體，教為主導(dǎo)，實(shí)踐操作為主線”的教學(xué)理念，圍繞教學(xué)目標(biāo)，采取以任務(wù)驅(qū)動(dòng)[2]為主的師生互動(dòng)教學(xué)方法。在具體任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中采用問(wèn)題教學(xué)法、啟發(fā)引導(dǎo)教學(xué)法、討論教學(xué)法、演示教學(xué)法等多種教學(xué)方法。

第一步：教師提出任務(wù)，并進(jìn)行實(shí)物演示、仿真演示，學(xué)生觀察、思考，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

第二步：教師引導(dǎo)學(xué)生分析完成任務(wù)所需解決的問(wèn)題，學(xué)生分組討論，并完成有關(guān)資料的搜集，從而培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力及主動(dòng)參與教學(xué)的熱情。

第三步：軟硬件設(shè)計(jì)。圍繞任務(wù)所需解決的問(wèn)題，講解有關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，并進(jìn)行拓展訓(xùn)練鞏固知識(shí)點(diǎn)，最終由學(xué)生根據(jù)有關(guān)的知識(shí)點(diǎn)來(lái)解決所有問(wèn)題——完成整個(gè)電路的軟硬件設(shè)計(jì)，從而培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力。

第四步：利用Proteus仿真，可以讓學(xué)生直觀地觀察程序在實(shí)際硬件系統(tǒng)中的運(yùn)行過(guò)程，驗(yàn)證程序設(shè)計(jì)是否正確，提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力。

第五步：學(xué)生分組完成項(xiàng)目的制作，教師個(gè)別指導(dǎo)。通過(guò)項(xiàng)目的制作，提高學(xué)生裝配、調(diào)試電路的能力，同時(shí)學(xué)會(huì)應(yīng)用所學(xué)知識(shí)點(diǎn)去解決項(xiàng)目制作過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。

第六步：學(xué)生匯報(bào)，總結(jié)項(xiàng)目完成過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題、如何解決的。教師根據(jù)學(xué)生出現(xiàn)的問(wèn)題總結(jié)有關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，并對(duì)任務(wù)中涉及的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理，從而使學(xué)生系統(tǒng)地掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。

通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)為主等多種教學(xué)方法的靈活使用，將知識(shí)點(diǎn)融入任務(wù)中進(jìn)行講解，讓學(xué)生自主尋求完成任務(wù)的方法，并在教師的指導(dǎo)下不斷地提高解決問(wèn)題的能力和培養(yǎng)完成任務(wù)的技能，提高學(xué)生參與教學(xué)的積極性。同時(shí)通過(guò)實(shí)際項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與制作，培養(yǎng)學(xué)生的成就感，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和樂(lè)趣，將學(xué)生的被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)樵诮處熤笇?dǎo)下的主動(dòng)學(xué)習(xí)。

4 具體實(shí)例

下面以本課程的第一個(gè)課題“單片機(jī)最小系統(tǒng)”為例，來(lái)闡述具體實(shí)踐方案。

1）根據(jù)知識(shí)點(diǎn)、學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力素質(zhì)的要求，結(jié)合學(xué)校的實(shí)訓(xùn)條件，確定采用單個(gè)LED閃爍燈的設(shè)計(jì)制作作為該課題教學(xué)內(nèi)容的載體并進(jìn)行演示、描述該任務(wù)的要求。

2）教師引導(dǎo)學(xué)生分析完成任務(wù)所需解決的問(wèn)題：什么是單片機(jī)？如何讓單片機(jī)工作起來(lái)？LED外圍電路如何設(shè)計(jì)？

3）硬件設(shè)計(jì)。圍繞任務(wù)所需解決3個(gè)問(wèn)題，進(jìn)行硬件電路設(shè)計(jì)，并對(duì)有關(guān)知識(shí)進(jìn)行講解。

①什么是單片機(jī)——單片機(jī)引腳的識(shí)讀。教師首先通過(guò)圖片及實(shí)物展示，讓學(xué)生對(duì)單片機(jī)有個(gè)初步的認(rèn)識(shí)；接著分發(fā)芯片讓學(xué)生分組學(xué)習(xí)、觀察單片機(jī)外型及引腳分布、性能特點(diǎn)，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)單片機(jī)芯片；然后教師引導(dǎo)學(xué)生識(shí)讀每個(gè)引腳，并舉例說(shuō)明該引腳與外圍電路的連接，學(xué)生觀察芯片引腳并記錄引腳功能；最后進(jìn)行分組考核，一名學(xué)生說(shuō)出芯片引腳的功能，另一名學(xué)生對(duì)他的表述進(jìn)行評(píng)判。

②單片機(jī)如何工作——單片機(jī)最小系統(tǒng)。教師首先通過(guò)單片機(jī)如何工作這一問(wèn)題引入單片機(jī)最小系統(tǒng)這一概念，并引導(dǎo)學(xué)生思考單片機(jī)最小系統(tǒng)的組成；接著學(xué)生分組討論確定方案，學(xué)生根據(jù)討論方案繪制單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖；然后教師根據(jù)學(xué)生原理圖繪制情況進(jìn)行正反例分析，讓學(xué)生找出自己的錯(cuò)誤，并進(jìn)行修改。

③LED外圍電路如何設(shè)計(jì)——LED外圍電路設(shè)計(jì)。教師引導(dǎo)學(xué)生自行完成該部分電路的設(shè)計(jì)，從而就完成整個(gè)硬件電路的設(shè)計(jì)，如圖1所示。

在整個(gè)教學(xué)中，緊緊圍繞任務(wù)所需要解決的問(wèn)題，將知識(shí)點(diǎn)融入任務(wù)中進(jìn)行講解，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，主動(dòng)構(gòu)建新知識(shí)，形成更為深刻的印象。并通過(guò)拓展訓(xùn)練讓學(xué)生鞏固知識(shí)點(diǎn)。

4）分組完成任務(wù)。在整個(gè)實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，教師巡回個(gè)別指導(dǎo)。

①實(shí)訓(xùn)準(zhǔn)備，學(xué)生根據(jù)單個(gè)LED閃爍燈系統(tǒng)所需的元器件進(jìn)行元器件的篩選。

②元器件的識(shí)別檢測(cè)——利用萬(wàn)用表完成元器件的檢測(cè)并記錄有關(guān)數(shù)據(jù)。

③元器件的布局、布線——學(xué)生根據(jù)原理圖完成元器件的布局、布線，為下一步焊接、連線做好準(zhǔn)備。（要求：布局合理、走線方便）

④元器件焊接。學(xué)生合作共同完成電路的焊接。

⑤通電（仔細(xì)檢查線路板，測(cè)量電源與地是否有短路），思考LED為什么不閃爍？

⑥程序下載——TOP編程器使用。

⑦檢測(cè)調(diào)試。對(duì)于單片機(jī)系統(tǒng)的檢測(cè)調(diào)試，大部分教材都沒(méi)描述，這對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是一個(gè)難點(diǎn)，因此在教學(xué)中教師首先講解檢測(cè)調(diào)試的步驟，并在每一步的檢測(cè)過(guò)程中，教師引導(dǎo)提問(wèn)——學(xué)生回答——確定參數(shù)——利用儀器儀表檢測(cè)是否一致——檢查電路并排除故障，從而培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生檢測(cè)調(diào)試單片機(jī)系統(tǒng)的能力。

5）任務(wù)評(píng)價(jià)，總結(jié)提高。教師主導(dǎo)，學(xué)生交流討論，分析總結(jié)。通過(guò)學(xué)生的小結(jié)，教師能及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生該內(nèi)容中出現(xiàn)的問(wèn)題及不足，并及時(shí)糾正；而教師的補(bǔ)充又能再次強(qiáng)化重、難點(diǎn)，從而進(jìn)一步鞏固知識(shí)點(diǎn)。

5 教學(xué)效果及反思

通過(guò)這學(xué)期單片機(jī)課程的教學(xué)，學(xué)生的積極性有所提高，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中以完成任務(wù)為主線，將知識(shí)點(diǎn)融入任務(wù)中，講講做做、做做講講。通過(guò)任務(wù)的完成實(shí)現(xiàn)，讓學(xué)生由感性到理性掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)提高學(xué)生的實(shí)踐技能及應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

同時(shí)通過(guò)這學(xué)期單片機(jī)課程的教學(xué)，也發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題有待解決。

1）校本教材的編寫[3]，由于目前適合五年制高職的單片機(jī)教材基本沒(méi)有，因此迫切需要教師在教學(xué)的實(shí)踐過(guò)程中及時(shí)總結(jié)，并根據(jù)五年制高職學(xué)生的特點(diǎn)和學(xué)校自身實(shí)訓(xùn)條件初步編寫基于工作過(guò)程的、采用項(xiàng)目教學(xué)的校本教材，從而適合本校學(xué)生的學(xué)習(xí)，并在以后的教學(xué)過(guò)程中不斷地修改、完善。

2）由于學(xué)生能力的差異，在任務(wù)完成的過(guò)程中，學(xué)生的進(jìn)度不一致，部分小組未能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定任務(wù)。因此在完成任務(wù)的過(guò)程中，教師和實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師要多巡視，對(duì)能力較差的學(xué)生加強(qiáng)個(gè)別指導(dǎo)，盡量在保證安裝質(zhì)量的前提下提高速度。

3）教師在教學(xué)過(guò)程中要多加強(qiáng)過(guò)程評(píng)價(jià)，將實(shí)訓(xùn)成績(jī)的評(píng)定拿到實(shí)訓(xùn)現(xiàn)場(chǎng)，把實(shí)訓(xùn)過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)納入考核要素中，通過(guò)觀察了解每位學(xué)生的實(shí)訓(xùn)態(tài)度和動(dòng)手能力，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作及溝通的能力，同時(shí)可以避免分組教學(xué)中經(jīng)常存在的問(wèn)題：一人真正動(dòng)手實(shí)訓(xùn)——“實(shí)驗(yàn)員”，其他人沒(méi)事東跑西逛——“調(diào)研員”。

4）在整個(gè)課程的考核中也是側(cè)重實(shí)踐[4]，正確引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手，注重每次任務(wù)完成情況，加大實(shí)踐分?jǐn)?shù)比例。這樣可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的積極性，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)習(xí)效率和教學(xué)質(zhì)量的提高。

[1]王靜霞.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2009.

[2]于復(fù)生.任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)教學(xué)中的實(shí)踐與探索[J].電子電氣學(xué)報(bào),2004(1):101-103.

[3]王岳圓.單片機(jī)教學(xué)芻議[J].中國(guó)校外教育,2008(7):83.

[4]顏廷秦.單片機(jī)教學(xué)方法探討[J].職業(yè)技術(shù),2008(8):34-35.

Practice and Thinking of Microcomputer Teaching for Five-year Higher Vocational Education

Chen Feng

Microcomputer is a professional course of an electronic technology professional.Based on the characteristics of the five-year higher vocational students and school training conditions, I appropriate to select the part of the task as a carrier of the teaching content of the course. Use of task-driven teaching of teacher-student interaction in teaching methods,students’ enthusiasm and interest increase, but has some problems in the teaching process,which also required the continuous improvement in the teaching process at a later time.

microcomputer teaching; task-driven teaching; electronic techn ology professional

G712

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1671-489X(2012)27-0092-03