探索高職《單片機(jī)原理》教學(xué)方法新思路

尹國(guó)柱 商順強(qiáng)

（河南工業(yè)和信息化職業(yè)學(xué)院，河南 焦作 454000）

探索高職《單片機(jī)原理》教學(xué)方法新思路

尹國(guó)柱 商順強(qiáng)

（河南工業(yè)和信息化職業(yè)學(xué)院，河南 焦作 454000）

本文從職業(yè)教育的特點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合多年的《單片機(jī)》教學(xué)工作經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)提出了“通過(guò)組織競(jìng)賽提高職業(yè)技能”的教學(xué)新思路，并詳細(xì)介紹了實(shí)施競(jìng)賽的相關(guān)要求和評(píng)分細(xì)則，使學(xué)生通過(guò)參加競(jìng)賽活動(dòng)，提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，從而綜合提高學(xué)生的職業(yè)技能。

競(jìng)賽；職業(yè)技能；單片機(jī)教學(xué)

《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》是機(jī)電一體化、自動(dòng)控制等專業(yè)的重要專業(yè)課程之一，但是由于該課程涉及電工電子、數(shù)字電路、微型計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)等多門(mén)課程的相關(guān)內(nèi)容，所以對(duì)多數(shù)學(xué)生而言，難度較大，不容易掌握。本人根據(jù)職業(yè)教育的特點(diǎn)，結(jié)合近幾年教學(xué)改革的實(shí)際情況，認(rèn)為在《單片機(jī)》的教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)重點(diǎn)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行探索，有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效果。

1 放棄填鴨式教學(xué)，采用“任務(wù)”教學(xué)法

所謂“任務(wù)”教學(xué)法，也就是說(shuō)，每次上課（以2學(xué)時(shí)為一個(gè)單位），都要提出通過(guò)對(duì)本節(jié)課程的學(xué)習(xí)應(yīng)該能夠完成的任務(wù)。在制定任務(wù)時(shí)，任務(wù)的選擇不易太大、太難，否則容易使學(xué)生失去信心。應(yīng)該選擇一些簡(jiǎn)單并且易于實(shí)現(xiàn)的、效果明顯的任務(wù)。比如本人在給學(xué)生上第一次課時(shí)，提出的任務(wù)是掌握計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和組成原理。在上課時(shí)拿去三樣演示器材讓學(xué)生觀察識(shí)別，分別是普通電腦主板、單板機(jī)和單片機(jī)。通過(guò)實(shí)際上課，效果非常明顯。再比如，當(dāng)課程進(jìn)行到“移位指令”時(shí)，提出的任務(wù)就是觀察生活中所見(jiàn)到的廣告燈的閃爍方式，并記錄下來(lái)，為以后編制“流水燈”程序做好準(zhǔn)備。接下來(lái)再講解分析實(shí)現(xiàn)方法和原理。當(dāng)簡(jiǎn)單的任務(wù)能夠完成之后再提出更高要求。

2 重點(diǎn)介紹相關(guān)軟件的使用方法，提供機(jī)會(huì)多加練習(xí)

單片機(jī)的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)，用到的相關(guān)軟件較多。在具體的教學(xué)過(guò)程中重點(diǎn)介紹了在單片機(jī)開(kāi)發(fā)過(guò)程中應(yīng)用較廣的兩個(gè)常用的基本軟件keil μVision2和Proteus，通過(guò)這兩個(gè)軟件的相互結(jié)合，可以很好地實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的動(dòng)態(tài)仿真，效果明顯，調(diào)試方便。

3 適時(shí)開(kāi)展競(jìng)賽活動(dòng)，提高綜合應(yīng)用能力

在相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)完成后，就可以設(shè)計(jì)出相應(yīng)的題目，開(kāi)展競(jìng)賽活動(dòng)，不一定非要把整本書(shū)學(xué)完后再開(kāi)展。為了更好地開(kāi)展競(jìng)賽活動(dòng)，達(dá)到提高學(xué)生應(yīng)用單片機(jī)進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的能力，我們應(yīng)該從以下幾個(gè)方面做好準(zhǔn)備。

3.1 預(yù)先給出競(jìng)賽訓(xùn)練題目

訓(xùn)練題目的設(shè)計(jì)一定要結(jié)合當(dāng)前所學(xué)進(jìn)度和實(shí)驗(yàn)條件。例如，可以擬定以下5個(gè)訓(xùn)練題目：①單片機(jī)數(shù)字秒表的設(shè)計(jì)、調(diào)試與仿真；②智能太陽(yáng)能熱水器的設(shè)計(jì)、調(diào)試與仿真；③電動(dòng)感應(yīng)門(mén)的設(shè)計(jì)、調(diào)試與仿真；④直流電機(jī)無(wú)極調(diào)速控制器的設(shè)計(jì)、調(diào)試與仿真；⑤單片機(jī)控制的流水燈設(shè)計(jì)、調(diào)試與仿真。并且一定要明確告訴學(xué)生競(jìng)賽題目選自訓(xùn)練題目之一并通過(guò)修改得來(lái)，相似度大于70%。目的是便于學(xué)生準(zhǔn)備，有的放矢。

3.2 規(guī)定參賽學(xué)生應(yīng)完成的工作任務(wù)

根據(jù)不同的學(xué)習(xí)階段，可以將參賽學(xué)生分成不同的層次組進(jìn)行競(jìng)賽，如分成初級(jí)賽和高級(jí)賽兩種類(lèi)型。

3.2 .1 初級(jí)賽

參賽學(xué)生要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，根據(jù)競(jìng)賽時(shí)發(fā)給學(xué)生的試卷內(nèi)容所提出的系統(tǒng)功能及性能要求，完成以下兩方面考核內(nèi)容：

（1）原理圖設(shè)計(jì)：根據(jù)題目要求、主要元件介紹等文件，依據(jù)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行原理圖設(shè)計(jì)，并在Proteus軟件環(huán)境中繪制原理圖。

（2）模擬調(diào)試：利用賽場(chǎng)提供的keil μVision2編輯平臺(tái)，編寫(xiě)單片機(jī)源程序，并配合使用Proteus進(jìn)行軟件仿真調(diào)試及功能驗(yàn)證，保留調(diào)試數(shù)據(jù)及程序，形成實(shí)驗(yàn)調(diào)試報(bào)告。

表1 初級(jí)賽評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，共計(jì)100分

表2 高級(jí)賽，應(yīng)增加的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，共計(jì)60分

3.2 .2 高級(jí)賽

如果是舉行過(guò)多次競(jìng)賽，在學(xué)生的整體能力提升之后，可以再增加兩點(diǎn)難度要求，進(jìn)入高級(jí)階段。在高級(jí)賽中，學(xué)生除了完成初級(jí)賽的兩項(xiàng)任務(wù)，即原理圖設(shè)計(jì)和模擬調(diào)試之外，還應(yīng)該完成以下任務(wù)：

①電路板焊接；可以利用現(xiàn)成的單片機(jī)學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)所提供的最小應(yīng)用系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)題目要求，學(xué)生設(shè)計(jì)的擴(kuò)展電路需要焊接和調(diào)試，并撰寫(xiě)焊接調(diào)試報(bào)告。

②單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)綜合調(diào)試：調(diào)試好的程序，利用下載線或編程器，將程序?qū)懙絾纹瑱C(jī)的存儲(chǔ)器中，根據(jù)題目要求進(jìn)行各工作點(diǎn)調(diào)整及各部分電路功能測(cè)試，直至實(shí)現(xiàn)題目要求的所有功能；根據(jù)調(diào)試方法、調(diào)試步驟和調(diào)試結(jié)果，撰寫(xiě)綜合調(diào)試報(bào)告。

3.3 規(guī)定參賽學(xué)生應(yīng)提交的電子文檔和演示場(chǎng)景

提交的電子文檔有：原理圖、單片機(jī)源程序（.ASM或.C格式）、單片機(jī)目標(biāo)代碼（.BIN或.HEX格式）、實(shí)驗(yàn)報(bào)告（.DOC格式）、焊接調(diào)試報(bào)告（.DOC格式）。

應(yīng)提交的演示過(guò)程和場(chǎng)景：在競(jìng)賽實(shí)驗(yàn)箱上模擬調(diào)試的結(jié)果；單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)綜合調(diào)試結(jié)果。

應(yīng)提交的實(shí)物（高級(jí)階段）：焊接裝配完成的電路板。

3.4 制定詳細(xì)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

3.4 .1 評(píng)分說(shuō)明

除了使用實(shí)驗(yàn)箱模擬調(diào)試和利用Proteus進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真這2個(gè)步驟需現(xiàn)場(chǎng)評(píng)分外，其余步驟的操作結(jié)果均以電子文檔和實(shí)物的方式提交。

3.4 .2 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)及分值

在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，根據(jù)選手完成工作任務(wù)的情況，參照有關(guān)技能大賽標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)生的實(shí)際情況。制定評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表1、表2。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，上述競(jìng)賽活動(dòng)的開(kāi)展和實(shí)施，需要一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，同時(shí)也需要任課教師投入大量的時(shí)間和精力去策劃組織，還需要有足夠?qū)嶒?yàn)耗材、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地的支撐。經(jīng)過(guò)近幾年在教學(xué)活動(dòng)中的貫徹落實(shí)，對(duì)提高職業(yè)院校學(xué)生的職業(yè)技能起到了較好的作用，為以后組織學(xué)生參加各類(lèi)大型的技能競(jìng)賽和自主創(chuàng)業(yè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。

[1]隆平,石紹軍,田偉軍,王建國(guó),夏豐.職業(yè)技能競(jìng)賽對(duì)職業(yè)院校專業(yè)人才培養(yǎng)影響因素分析[J].職業(yè)教育研究,2012，14.

[2]李臻穎.高職項(xiàng)目化課程管理主體能動(dòng)性之策略[J].職業(yè)教育研究,2011，13.

[3]楊豐,李云.高職院校實(shí)踐教學(xué)模式研究與探索[J].職業(yè)教育研究,2011，13.

G712

A

1003-5168(2014)02-0264-02

尹國(guó)柱（1967—），男，漢族，河南安陽(yáng)人，工程碩士，河南工業(yè)和信息化職業(yè)學(xué)院高級(jí)講師，研究方向：?jiǎn)纹瑱C(jī)應(yīng)用與自動(dòng)控制。