從單片機技能大賽看單片機課程改革

【摘要】技能大賽，作為引領導向，對職業院校的職業教育發展有重要的影響，取得了很好的成效。本文總結在單片機技能大賽中成功的培訓經驗，使其融入單片機課程改革。

【關鍵詞】技能大賽；職業教育；課程改革

一、引言

作為一名單片機教練，自2009年第一屆《“亞龍杯”全國單片機控制裝置安裝與調試大賽》以來，本人已經接連為學校培養出4名全國金牌選手。

作為他們的培訓教練，5年來在全程指導訓練與教學過程中，進行了一些新的教學探索和嘗試，賽后也留下了很多的體會與反思，與各位分享。

二、大賽培訓期間的教學探索

1.方法來源——“教、學、做”合一教學法

9月開學，11月份學生就要迎接迫在眉睫的無錫市技能大賽，他們必須以最快的速度入門單片機技術，所以，本次培訓中，常規教學方式根本無法滿足要求，必須探索新的教學方式。

參照溫家寶總理提出的“職校教師應在做中教，因為只有在做中教才是真教，學生應在做中學，做中學才是真學”的中職教育新理念，我們便開始嘗試起來：讓學生在“做”中學習知識，在“做”中理解知識，在“做”中鞏固知識；讓老師在“做”中教理論，在“做”中解決學生問題，在“做”中幫助學生綜合運用知識。我們稱之為“教、學、做”三合一教學法，分為三個具體的實施階段。

第一階段：確立分立項目。為了讓學生迅速的掌握所需知識，盡快完成單片機技術的入門，教練組打破原有教材的章節順序，重新整合理論知識，把實驗設備按照模塊拆分成從簡單到復雜的13個分類項目，針對每一個項目出一到兩套對應訓練課題，并編寫相關校本教材。

第二階段：順利入門。該階段中，教練先對這個項目所需要用到的相關知識進行講解，然后演示操作方法。緊接著，學生馬上開始實際操作。這樣做的好處是：學生在實際操作過程中很容易就理解并鞏固了所需要掌握的知識，并實現融會貫通，入門速度很快。

第三階段：有效提升。學生入門后，教練慢慢放手，不再一步步演示。所謂“授之以魚，不如授之以漁”，之后的幾個課題，教練只講解所需要用到的理論知識，然后給出一定的編程思路，由學生運用前面所學知識，自主編程。這樣做的好處是：給學生留出適當空間，更能激發其求知欲、參與欲、創造欲。實踐證明：這階段，學生提問頻率大大提高，新思路層出不窮。此時教練可從旁很好的觀察學生的特點及知識掌握程度，從而及時修改教學重點和訓練方向。[1]

通過這三個階段，學生完成了對單片機控制技術知之不多到熟練掌握的跨越。通常情況下，學生了解單片機基本模塊和編程入門知識需要一個學期的教學，而我們僅用了2個星期就把學生領進了單片機控制技術的門檻，這充分顯示了“教、學、做”合一教學法的優越性。

2.興趣來源——成功體驗法

陶行知說過：“當我能把一件事做得很好，能游刃有余地注入一些新的想法，我駕馭它而不是被動地應付的時候，我會很滿足開心，這時我發現興趣不知不覺地產生了，雖然以前我對此沒有特別的興趣。”

顯然，學生們對單片機的未知，使他們無法駕馭單片機控制技術，從而產生有一種畏懼感。他們沒有成功的經驗，所以沒有自信的根基，興趣更是無從談起。基于對學生學習心理的分析，教練組決定在培訓中貫穿一個宗旨：“讓學生的學習過程成為他們體驗成功的過程。”以此培養學生的自信與興趣。在具體實施時，主要通過兩個步驟來實現：（1）在容易中體驗入門的成功；（2）在困難中體驗階段性的成功。

最初的幾個項目，教練組特意設計得比較容易，學生按照老師的理論講解及操作指導后，基本都可以掌握，在做的過程中，即使有問題，老師立刻會和學生一起分析問題，從而找出解決問題的方法，對學生取得的每一點進步都給與肯定和鼓勵。幾次成功地完成項目后，學生漸漸消除了對于單片機課程的畏懼，信心和興趣也就培養起來了，學生們開始敢于自己編寫程序，敢于產生新的想法了。

作為教練，我們需要在整個教學過程中善于觀察學生學習心理的變化，以便及時調整教學進程，達到教學目的，優化教學效果。

當我們發現有些學生經過幾次成功的完成單片機項目后，開始盲目產生自滿情緒，這時就進入了第二步驟的實施階段。

通過加深項目課題的難度，加大程序的復雜程度，從而給學生施加壓力。老師從開始的“又問必答”和“詳盡分析”，轉變為激勵學生自主進取，挖掘潛能，挑戰自我，并鼓勵其與同伴進行合作。

我們激勵學生不斷進取，挖掘潛能，挑戰自我，并鼓勵其與同伴進行合作。于是，教練在給出項目課題后不再手把手演示，轉而讓學生獨立操作，用他們自己的思路完成項目任務，實現了從“要我學”到“我要學”的轉變。一定的難度使學生們自滿情緒得到了抑制，自主訓練的過程使其積極性得到大幅度調動，討論與合作又讓他們感受到團隊的力量，即使是有難度的項目，學生也可以從中體驗到階段式的成功。

3.動力來源——特殊的評價機制。

由于培訓的特殊性質，在教學評價環節，我們引入了末尾淘汰機制。比賽名額2名，培訓學生12名，淘汰率為83%。

為了確保競爭的公平性、合理性，我們對評價方式上進行了改革。

首先，摒棄了以往慣用的“最終評價”，堅持“每日評價”。考核時間為每天上午，考核內容為前一天的訓練課題，考核成績每天都被記錄在案，每周請省里的專家做一次綜合測試。

這種評價方式的實施效果是：大大激發了學生的競爭意識，使之產生極大的學習動力，充分挖掘潛力，并且學生能夠清醒及時地了解自己的掌握程度，適時地進行反思和總結。

其次，摒棄了“僅對學生評價”，實現“對師生共同評價”，把12名學生分成3組，分別由3位教師各自指導。

這種評價方式的實施效果是：更進一步地激發了教師教學的積極性，學的壓力和教的壓力共同形成了一股強勁的學習動力，確保了在有限的教學時間里教學質量的最大化、最優化。

三、單片機課程改革的思考

經歷了歷屆全國單片機技能大賽的洗禮，重新回到本職崗位中后，作為一名任課教師，我漸漸發現，在技能大賽中的這些成功教學經驗，其實可以融入單片機課程改革。

1.教學內容的改革

1）設備的改革

以往單片機實訓課程中，是通過發給學生元器件、學生自己用萬能板搭建電路的方式進行硬件電路的搭建，這樣做有三個缺點：一是費時，整個實訓過程中，三分之一以上的時間用來搭建實訓電路，大大占用了操作時間；二是成功率低，電路板搭建質量直接關系到功能是否完成；三是擴展能力差，搭建好的電路只有單獨的功能，針對每個課題必須搭建不同的電路。[2]

這是單片機課程實訓中的一個瓶頸。由于技能大賽，我校引入了28臺亞龍YL-236單片機試驗臺。它把單片機課程中用到的電路分類并制作成一個個功能模塊，學生只需選取需要的模塊，用接插線連接控制電路，編寫控制程序輸入單片機，單片機控制裝置就能按程序運行了。這樣一來，搭建電路的時間減少了，同時也避免了由于電路質量而導致故障。

2）教材的改革

傳統單片機教材總是一上來先講單片機原理，然后是匯編指令，接著講軟件編程，而后再是總線系統與外圍器件，最后才來一些實例。這樣先理論后實踐的學習模型對于中職學生來說是不合適的。中職學生最大的特點就是很難對枯燥的理論知識建立起形象思維，先理論再實踐很容易讓學生產生單片機課程很難，自己學不會的抵觸情緒。因此單片機課程教材的改革刻不容緩。[3]

本人在全國單片機首席專家葛金印的組織下參與新編了《單片機控制項目訓練教程》一書，打破了“先理后踐”的常規教學模型，精心設計了多個日常生活中常見、常用的功能項目。然后把每個大項目從易到難切分成6至7個子任務。把單片機枯燥的知識點巧妙的融入到各個子項目中去。在前幾項子任務中，教練秉承“要用什么教什么”的理念，盡量簡化理論灌輸，讓學生在各個子項目實踐中理解理論知識。后幾項任務為綜合任務，讓學生綜合前面學習的子項任務搭建貼緊生活的應用項目，讓學生學以致用。這種教學模式，筆者形象的稱之為：“餓人吃飯”模式。筆者女兒年幼，不肯吃飯，因為從出生至今其外婆照顧的面面俱到，從不知道饑餓的感覺是什么，所以也就不明白為何要吃飯。筆者餓其兩頓，自此以后吃飯再不成困擾。學生學習也是一樣，對于枯燥的單片機概念，學生不知為何要學，學了何用，沒有自主學習的動力。通過新教材中各個分立任務，讓學生先做，把知識概念融入到做中，學生在做中學，老師在做中教。使學生體會到學以致用，才能實現“做學教一體化”的教學模型。

2.教學方法的改革

普通單片機課程作為專業提高課程，往往開設在高年級后半段。開設課程的前提是學習過C語言與數電模電。但是我再大賽中培訓的選手都是1～2年級的新生，他們中大部分人在參加單片機培訓之前都是一張白紙。多名選手在全國大賽中優異的成績證明，單片機學習并不一定需要前面多門課程的扎實基礎。通過教學方法的改革，把C語言知識，電路知識等各種需要用到的知識都嵌入到項目中去。學生完成了項目，也就對這些知識理解了。那么大賽的經驗是否能夠運用到普通教學中去呢？答案是肯定的。

1）項目打破框架

在日常教學中可以以項目任務為教學單元，打破課程壁壘，通過項目課程設計把需要用到的C語言知識，數電，模電理論知識以及單片機知識統統打包。變化為學生一個聽說過，看見過甚至使用過的項目，提高他們的學習興趣。多個項目課程設計并制作完成后，學生就能對原本多門課的理論知識理解并運用了。

2）成功培養興趣

通過設計階梯式的實驗項目，讓學生在課程的一開始，很容易的獲得一系列的成功。有了成功，學生們不會對本課程產生排斥情緒才可能對它產生興趣。

對于能力強的同學，在基礎實驗項目的基礎上，提高臺階，設置難度，激勵他們進行挑戰，從而培養起對本課程的興趣。

3）目標給予動力

目標的確立是學習最大的動力。很多學生缺乏學習動力的原因是不知道學習本課程知識對就業的幫助。學校可以通過校企結合的方式，由企業為一部分學習表現優秀的學生提供就業崗位，以此明確其學習目標，把學生的就業壓力轉嫁為對學習的動力。

3.考核方式的改革

1）項目成績取代平時成績

傳統教學中，平時成績是通過對平時作業的批改以及對單元測驗的評分來橫定的，而在項目化教學中，每個項目都可視作對學生的一次考核。通過評測學生自主完成項目的成績而獲得的平時成績才是最科學、最合理、最有價值的。

2）項目設計和答辯取代死記硬背

傳統教學中，判斷學生學習的好壞往往取決于理論考試，而考試很大一部分取決于學生對概念、理論的熟記程度，很難體現學生的知識運用能力。而職業教育更應該注重的是對技能水平的考核，發現問題并解決問題的能力才是判斷優劣的標桿。因此，職業教育考核的內容應更加注重技能水平。例如：取消傳統的書面期末考核，取而代之以項目課題設計；取消傳統的試卷批改，取而代之以答辯的形式，教師從項目設計答辯中可以很好地檢驗學生對知識的掌握程度以及運用知識的能力。這就是能力與知識、操作與理論并重的考核模式。

“普通教育有高考，職業教育有大賽”。技能大賽培訓中，雖然辛苦卻也收獲良多。同時也讓我明白了，“教的目的是學，學的目的是用，只有會用才是學得成功”。在今后的日子里，我會樹立“以賽促教、以賽促學、以賽促改”的教學活動觀把技能大賽中獲得的經驗教訓融入日常教學中去。

技能大賽必將有力推動職業院校在培養更多高素質勞動者和技能型人才方面邁出更大步伐。

參考文獻

[1]胡政.論“工學結合”模式下高職單片機課程改革[J].現代商貿工業，2008（07）.

[2]于敏，孫蓓.淺談高職單片機課程教學改革[J].電子制作，2012（11）.

[3]任玲.論“工學結合”模式下高職單片機課程教學改革[J].漯河職業技術學院學報，2010（03）.

作者簡介：徐自遠（1983—），男，2005年畢業于常州工學院電氣控制及其自動化專業，講師，現供職于無錫機電高等職業技術學校，主要研究方向：單片機，ARM，嵌入式系統等。