任務(wù)驅(qū)動(dòng)法在電氣設(shè)計(jì)軟件教學(xué)中的探索和實(shí)踐

摘 要 本文針對(duì)單片機(jī)設(shè)計(jì)課程“電氣軟件設(shè)計(jì)”傳統(tǒng)授課過程中存在的問題，引入了模塊化結(jié)合“任務(wù)驅(qū)動(dòng)，項(xiàng)目引導(dǎo)”的教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)課程內(nèi)容先易后繁，相互銜接 逐層運(yùn)用，同時(shí)課程選用了難易呈梯度分布的案例庫，針對(duì)性地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，使學(xué)生在學(xué)習(xí)能力，創(chuàng)新能力，協(xié)作意識(shí)，實(shí)踐能力等方面得到提高。

關(guān)鍵詞 電氣設(shè)計(jì)軟件 任務(wù)驅(qū)動(dòng)法 模塊化

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

單片機(jī)作為微計(jì)算機(jī)技術(shù)的一個(gè)重要分支，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、網(wǎng)絡(luò)商務(wù)、智能儀表、家用電器、甚至電子玩具等各個(gè)領(lǐng)域。因此，越來越受到工程技術(shù)人員的重視。我校在開設(shè)該課程的同時(shí)，考慮到學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，相應(yīng)開設(shè)了電氣設(shè)計(jì)軟件這門單片機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課。電氣設(shè)計(jì)軟件的教學(xué)目的不僅僅是傳授單片機(jī)相關(guān)軟件基礎(chǔ)知識(shí)，更主要的是培養(yǎng)學(xué)生以單片機(jī)為工具，提高綜合設(shè)計(jì)素質(zhì)，解決各類應(yīng)用問題的能力。因此，教學(xué)任務(wù)、項(xiàng)目和主要的課堂活動(dòng)，都要緊緊圍繞這個(gè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，盡可能的取材于生活實(shí)例和專業(yè)課題。其重要的一個(gè)步驟就是在課程教學(xué)的設(shè)計(jì)上完成從“以知識(shí)的邏輯線索為依據(jù)”到“以實(shí)例項(xiàng)目的工作過程為依據(jù)”的轉(zhuǎn)型。因此，需要在現(xiàn)有的教材基礎(chǔ)上進(jìn)行修改補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)任務(wù)驅(qū)動(dòng)法在電氣設(shè)計(jì)軟件教學(xué)中的應(yīng)用。

“任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目導(dǎo)向”是以一個(gè)或幾個(gè)實(shí)訓(xùn)任務(wù)為載體，將所要學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)融入其中，包括課堂教授、教材組織和實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)等環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)設(shè)置均以實(shí)訓(xùn)任務(wù)為核心，教師的角色從課堂講授轉(zhuǎn)為課堂引導(dǎo)，簡約的講解與實(shí)訓(xùn)任務(wù)相關(guān)的基本內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn)，以學(xué)生為主導(dǎo)開展探究性學(xué)習(xí)。學(xué)生在教師引導(dǎo)下，通過激發(fā)自主學(xué)習(xí)動(dòng)力及能力，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，以完成實(shí)訓(xùn)任務(wù)為目標(biāo)，讓學(xué)生通過這個(gè)過程將書本上抽象的理論知識(shí)變成實(shí)際應(yīng)用，并能夠轉(zhuǎn)為己用、觸類旁通。①

1 課程現(xiàn)存問題

（1）課堂教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)沒有緊密聯(lián)系。學(xué)生書看的多，但自己動(dòng)手設(shè)計(jì)、自主學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)很少。

（2）傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)設(shè)定統(tǒng)一的考核目標(biāo)和傳授過程，以學(xué)生被動(dòng)式學(xué)習(xí)方式難以適應(yīng)學(xué)生個(gè)體各方面存在的差異，從而導(dǎo)致較大的教學(xué)效果差異，很難有效提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。

（3）學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣在傳統(tǒng)的示范實(shí)驗(yàn)和簡單的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目越來越低，學(xué)生以相同的實(shí)驗(yàn)原理、相同的實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)手段獲得幾何相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而學(xué)生的創(chuàng)造力與工程設(shè)計(jì)能力是企業(yè)迫切需要的人才標(biāo)準(zhǔn)。所以傳統(tǒng)的“設(shè)計(jì)性”實(shí)驗(yàn)，無法滿足學(xué)生專業(yè)實(shí)踐能力的培養(yǎng)，更扼殺了那些優(yōu)秀學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

（4）此外，電氣設(shè)計(jì)軟件是一門實(shí)踐性強(qiáng)極富創(chuàng)造性的課程，課程涉及到兩種軟件Keil C51和Proteus學(xué)習(xí)，大綱學(xué)習(xí)要求包括掌握基本語法知識(shí)、具備電路設(shè)計(jì)能力，能夠上機(jī)編程調(diào)試，并可以解決各種語法錯(cuò)誤和邏輯錯(cuò)誤。所以在學(xué)習(xí)過程中，以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，以具體項(xiàng)目引導(dǎo)，結(jié)合單片機(jī)系統(tǒng)，兼顧標(biāo)準(zhǔn)C語言的理論知識(shí)，進(jìn)行簡潔高效的設(shè)計(jì)，從而避免開始就讓學(xué)生陷入掌握基本概念，基本語法的局面，致使學(xué)生感到學(xué)習(xí)吃力，失去學(xué)習(xí)興趣，直接影響該課程和后繼課程的學(xué)習(xí)。

針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方式中存在的問題，課程結(jié)合前人在模塊化和“任務(wù)驅(qū)動(dòng)，項(xiàng)目引導(dǎo)”教學(xué)模式課程改革經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上從教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)模式、實(shí)施方案、課程評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)做了些嘗試。

2 教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

課程的第一階段：簡單介紹兩種軟件Keil C51 和Proteus 的基本操作技巧，以典型的流水燈控制系統(tǒng)為實(shí)例，初步熟悉Keil C51的程序設(shè)計(jì)特點(diǎn)、Proteus的設(shè)計(jì)流程以及兩者的聯(lián)合調(diào)試步驟。

課程的第二階段的教學(xué)任務(wù)是：結(jié)合模塊化和“項(xiàng)目引導(dǎo)，任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)方式。以項(xiàng)目之間的邏輯關(guān)系和包含知識(shí)點(diǎn)的層次關(guān)系，任務(wù)驅(qū)動(dòng)，采用啟發(fā)式引導(dǎo)學(xué)生以基礎(chǔ)知識(shí)、項(xiàng)目關(guān)聯(lián)和任務(wù)目標(biāo)的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)進(jìn)行學(xué)習(xí)。整個(gè)課程以這樣的小任務(wù)組成，并組成四大模塊，囊括了課程要求的全部知識(shí)點(diǎn)。其中四大模塊包括：（1）端口基本功能模塊；（2）中斷基本功能模塊；（3）基本通信功能模塊；（4）外圍驅(qū)動(dòng)高級(jí)功能模塊。各模塊實(shí)例從課程知識(shí)邏輯出發(fā)，結(jié)合應(yīng)用，由難及易，細(xì)選幾十個(gè)典型小任務(wù)，既保證課堂教學(xué)知識(shí)面的覆蓋，兼顧學(xué)生課后自主練習(xí)內(nèi)容。②③

2.2 課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

針對(duì)項(xiàng)目導(dǎo)向，任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式的特點(diǎn)，為更好發(fā)揮以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式，學(xué)生以3～5個(gè)人的項(xiàng)目小組為學(xué)習(xí)單位，教師首先明確任務(wù)目標(biāo)，然后對(duì)具體項(xiàng)目涉及知識(shí)和方法分析簡約解釋，并對(duì)任務(wù)難點(diǎn)做出簡易演示，然后各項(xiàng)目小組分工合作完成任務(wù)，期間對(duì)涉及的相關(guān)理論知識(shí)做鞏固提高，最后老師按照質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)任務(wù)完成情況予以評(píng)價(jià)，并根據(jù)反饋信息對(duì)課外活動(dòng)做出相應(yīng)安排。

2.3實(shí)施方案

項(xiàng)目的具體任務(wù)以學(xué)習(xí)小組為單位來完成，同時(shí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的協(xié)作學(xué)習(xí)，具體實(shí)施方案由以下三個(gè)環(huán)節(jié)組成：（1）建立項(xiàng)目小組。結(jié)合項(xiàng)目教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)分組，培養(yǎng)小組合作意識(shí)，分組工作最好在課程初期完成，一般根據(jù)學(xué)生自身的興趣、愛好、學(xué)習(xí)能力、聯(lián)絡(luò)方式、動(dòng)手能力、性別比例等進(jìn)行分組。（2）分工合作。因?yàn)閷W(xué)生基礎(chǔ)差異，學(xué)習(xí)過程中解決問題的能力千差萬別，所以小組成員按照個(gè)人特點(diǎn)分工合作，在解決教師布置的任務(wù)的過程中發(fā)揮自己所長，學(xué)習(xí)他人分析問題，解決問題的學(xué)習(xí)方式，最終完成任務(wù)目標(biāo)。（3）質(zhì)量評(píng)價(jià)。教師能否有效掌握和控制學(xué)生的項(xiàng)目實(shí)施過程直接關(guān)系到學(xué)習(xí)的效果，因此教師必須有效監(jiān)控小組活動(dòng)。監(jiān)控手段包括，為各個(gè)小組選取一名組長，在任務(wù)實(shí)施過程中，小組長的任務(wù)不僅要完成監(jiān)督，協(xié)調(diào)和幫助自身小組各成員的學(xué)習(xí)進(jìn)度，撰寫任務(wù)實(shí)施說明單；同時(shí)和旁邊的小組結(jié)成對(duì)子，交換監(jiān)督任務(wù)完成效果，為其填寫任務(wù)完成說明單。

3 結(jié)束語

針對(duì)課程現(xiàn)狀，采用模塊化結(jié)合“任務(wù)驅(qū)動(dòng)，項(xiàng)目引導(dǎo)”的教學(xué)方法，改善目前傳統(tǒng)教學(xué)的弊端，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)效果，以及與企業(yè)無縫對(duì)接的實(shí)踐能力培養(yǎng)。

注釋

① 錢曉菩，馬玉娟.試論任務(wù)驅(qū)動(dòng)[J].中國電化教育，2002（4）.

② 劉國光.任務(wù)驅(qū)動(dòng)法在單片機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用[J].高等教育研究學(xué)報(bào)，2004.27（4）.

③ 楊洪亮.“單片機(jī)原理”課程層次式教學(xué)改革研究.計(jì)算機(jī)教育，2008（18）.