基于學(xué)習(xí)視角的高職單片機(jī)課程教學(xué)方法探尋*

陳杰

（鹽城紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇 鹽城 224005）

基于學(xué)習(xí)視角的高職單片機(jī)課程教學(xué)方法探尋*

陳杰

（鹽城紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇 鹽城 224005）

在分析高職院校單片機(jī)課程學(xué)生學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，結(jié)合單片機(jī)精品課程建設(shè)實(shí)踐，提出了在思維方式上注重形象思維與發(fā)散思維的應(yīng)用；在實(shí)踐教學(xué)設(shè)備上以仿真環(huán)境、獨(dú)立實(shí)驗(yàn)板、綜合開發(fā)板取代實(shí)驗(yàn)箱的思路。并就單片機(jī)課程項(xiàng)目教學(xué)的任務(wù)驅(qū)動(dòng)、教學(xué)目標(biāo)的分層次提出了一些建議。

學(xué)習(xí)視角；高職；單片機(jī)課程；教學(xué)方法

單片機(jī)課程的知識(shí)特點(diǎn)決定了在單片機(jī)的課程學(xué)習(xí)過程中，不僅要適當(dāng)?shù)赜洃洸糠种匾R(shí)點(diǎn)，還要能夠熟練地掌握相關(guān)開發(fā)軟件的操作技能。高職學(xué)生往往在學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和抽象思維能力上相對(duì)較弱，因此，單片機(jī)課程學(xué)習(xí)的難度就成為不少學(xué)生學(xué)習(xí)的重要障礙。在我院的單片機(jī)精品課程建設(shè)實(shí)踐中，筆者有以下幾點(diǎn)體會(huì)。

思維方式的探索

在單片機(jī)的理論知識(shí)教學(xué)中，對(duì)于單片機(jī)的引腳結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)等知識(shí)的記憶是必需的。無論是在后續(xù)知識(shí)的學(xué)習(xí)理解，還是在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)際開發(fā)應(yīng)用過程中，這些知識(shí)都是非常重要的。在這部分知識(shí)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生由于剛剛開始接觸單片機(jī)，記憶知識(shí)點(diǎn)過多往往是學(xué)生覺得學(xué)習(xí)困難的重要原因。

形象思維的探索 在教學(xué)實(shí)踐中，充分發(fā)揮形象思維的作用，將理論知識(shí)圖形化，無論是對(duì)于學(xué)生的理解還是記憶都會(huì)起到良好的教學(xué)效果。在課程建設(shè)中，我們將本部分知識(shí)點(diǎn)歸納成三個(gè)大圖：?jiǎn)纹瑱C(jī)引腳結(jié)構(gòu)圖、程序存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)圖及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)圖。在教學(xué)實(shí)踐中，這種做法不僅讓學(xué)生更好地把握住了知識(shí)要點(diǎn)，也達(dá)到了更好的記憶效果。同時(shí)，為了加強(qiáng)學(xué)生對(duì)單片機(jī)結(jié)構(gòu)圖的理解，我們專門對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行了細(xì)化，見圖1。單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與引腳部分的知識(shí)盡量圍繞這三幅圖展開教學(xué)，客觀上降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度。

發(fā)散思維的探索 在單片機(jī)的教學(xué)實(shí)踐中，部分知識(shí)點(diǎn)的記憶比較困難。許多需要記憶的內(nèi)容都是一些表面上看來沒有關(guān)聯(lián)的英文單詞縮寫，這對(duì)于初學(xué)單片機(jī)的學(xué)生來說，無疑增加了困難。具體而言，比如，在單片機(jī)P3口第二功能中，對(duì)于P3.0到P3.7的RXD、TXD、INT0、INT1、T0、T1、WR、RD這8個(gè)引腳功能的知識(shí)點(diǎn)掌握中，采用情境化的講生活故事的方式，學(xué)生記憶效果十分明顯。結(jié)合單片機(jī)引腳功能的簡(jiǎn)圖（見圖2）我們?cè)O(shè)計(jì)了如下故事：由于你沒有汽車，所以，收到（RXD的首字母R理解為receive）別人給你的車，然后你發(fā)車出去（TXD的首字母T理解為transfer），由于你不會(huì)開車，所以路上熄火2次（INT0、INT1），浪費(fèi)了2次時(shí)間（T0、T1），遇到交警被寫了（WR）罰單，自己走上去看了一下罰單（RD）。通過這個(gè)小小的故事，不僅讓學(xué)生快速記住了P3口的第二功能，還活躍了課堂氣氛，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

圖1 單片機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)詳圖

實(shí)踐教學(xué)工具的探索

單片機(jī)是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，其課程的實(shí)踐教學(xué)非常重要。在傳統(tǒng)單片機(jī)課程的實(shí)踐教學(xué)中，往往較多地采用了實(shí)驗(yàn)箱。實(shí)驗(yàn)箱集成了數(shù)十個(gè)實(shí)驗(yàn)，且單個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)備成本很低。但它的缺陷是：一旦實(shí)驗(yàn)箱發(fā)生故障，維修起來非常麻煩，對(duì)于大多數(shù)高職院校學(xué)生而言，過多的實(shí)驗(yàn)集成在一起，反而妨礙理解基本的實(shí)驗(yàn)電路。針對(duì)目前學(xué)生自己配置計(jì)算機(jī)比較普遍的情況，采用給學(xué)生配置開發(fā)板，結(jié)合計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)室“搬進(jìn)”學(xué)生宿舍，收到了良好的效果。

開發(fā)板的應(yīng)用探索 在教學(xué)實(shí)踐中，我們的單片機(jī)選用了某公司生產(chǎn)的STC89C51系列單片機(jī)。該款單片機(jī)的程序下載可以直接通過串口在線編程，不需要專門的編程器。因此，只要將單片機(jī)開發(fā)板發(fā)給學(xué)生，學(xué)生就可以課后在宿舍或者教室自己做實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)室搬進(jìn)學(xué)生宿舍，可使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐得到保障。學(xué)生在領(lǐng)取開發(fā)板以后，往往將開發(fā)板看成是自己的物品，特別注重對(duì)于開發(fā)板的保護(hù)。一般開發(fā)板成本都在200元以內(nèi)，電路也相對(duì)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)箱簡(jiǎn)單很多，多數(shù)學(xué)生在指導(dǎo)教師的幫助下，能夠理解電路板上的電路，一旦發(fā)生故障，教師檢查、維修比較方便，即使偶爾出現(xiàn)損壞，成本也不是很高。部分家庭條件比較好的學(xué)生，甚至自己愿意買下開發(fā)板。

獨(dú)立實(shí)驗(yàn)板的應(yīng)用探索 在單片機(jī)開發(fā)相關(guān)的Proteus等軟件、電路焊接與調(diào)試等技能的訓(xùn)練中，我們采用了獨(dú)立實(shí)驗(yàn)板的教學(xué)方式，見圖3。在教學(xué)實(shí)踐中，從實(shí)驗(yàn)演示到學(xué)生設(shè)計(jì)電路板，再到安裝調(diào)試的過程，均采用從開發(fā)板上拆解下來的某一個(gè)具體的實(shí)驗(yàn)，同時(shí)，再通過學(xué)生按照要求采取部分變化與改進(jìn)的方式，在教學(xué)實(shí)踐中取得了良好的效果。

圖2 單片機(jī)引腳功能簡(jiǎn)圖

軟件仿真應(yīng)用探索 Proteus和MULTISIM軟件均具有單片機(jī)仿真功能，有些高職院校編寫的教材中，甚至比較系統(tǒng)地設(shè)計(jì)出了基于Proteus軟件的實(shí)驗(yàn)。的確，仿真軟件的使用對(duì)于單片機(jī)課程的教學(xué)，不僅可以大大提高實(shí)驗(yàn)效率，不存在實(shí)驗(yàn)耗材的損耗，而且能夠有利于學(xué)生理解相關(guān)電路，同時(shí)，對(duì)于學(xué)生訓(xùn)練單片機(jī)開發(fā)過程中需要使用的KEIL等軟件也有一定的好處。但在應(yīng)用中，需要注意的是，仿真的內(nèi)容畢竟與實(shí)際產(chǎn)品有一定的距離，因此，在教學(xué)中，仿真環(huán)境與實(shí)際產(chǎn)品的差異需要特別注意強(qiáng)調(diào)。

項(xiàng)目實(shí)踐中的任務(wù)驅(qū)動(dòng)探索

在單片機(jī)課程的實(shí)踐教學(xué)中，項(xiàng)目化的任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)效果良好。在實(shí)踐教學(xué)中，我們?cè)陧?xiàng)目任務(wù)說明材料、仿真效果圖解讀、原理分析后，要求學(xué)生對(duì)已完成的項(xiàng)目進(jìn)行改進(jìn)，并設(shè)計(jì)出PCB圖，在電路板上調(diào)試，完成項(xiàng)目報(bào)告的方式，使學(xué)生較好地理解單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)流程。具體教學(xué)流程見圖4。

圖3 單片機(jī)LED彩燈獨(dú)立實(shí)驗(yàn)板圖

圖4 單片機(jī)課程教學(xué)任務(wù)驅(qū)動(dòng)實(shí)踐流程圖

在理論知識(shí)教學(xué)中，由于單片機(jī)課程知識(shí)體系邏輯性強(qiáng)，為促進(jìn)學(xué)生對(duì)于必要的知識(shí)點(diǎn)的掌握，保障實(shí)踐教學(xué)的良好效果，結(jié)合課程考核方式的改革，采用分單元測(cè)驗(yàn)的方法，并作為主要的平時(shí)成績(jī)記入總成績(jī)的方式，在實(shí)踐教學(xué)中取得了良好的效果。

教學(xué)目標(biāo)分層次的探索

高職學(xué)生的個(gè)體差異比較大，即便是在本科院校單片機(jī)的教學(xué)實(shí)踐中，也不能保證所有學(xué)生都能夠達(dá)到一個(gè)比較高的水平。同時(shí)，在實(shí)際的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的生產(chǎn)、開發(fā)、應(yīng)用過程中，也不是要求所有技術(shù)人員都具有同樣的水平。因此，在單片機(jī)課程教學(xué)中，嘗試分層次教學(xué)能夠更好地實(shí)現(xiàn)因材施教。這一點(diǎn)與英語(yǔ)、數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科分級(jí)教學(xué)的實(shí)踐是有相似之處的。在教學(xué)實(shí)踐中，我們將教學(xué)目標(biāo)定位為三個(gè)層次：了解與認(rèn)識(shí)、理解與應(yīng)用、應(yīng)用與開發(fā)。能夠在企業(yè)技術(shù)人員的指導(dǎo)下，做一些輔助性的工作；能夠在企業(yè)已有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，根據(jù)需要作適當(dāng)改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)新功能；結(jié)合興趣小組，大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目等，培養(yǎng)能夠根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)的人才是針對(duì)三個(gè)層次的具體要求。

總之，在單片機(jī)的教學(xué)實(shí)踐中，要根據(jù)學(xué)生的客觀實(shí)際情況，結(jié)合單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r和相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)條件，靈活地采用教學(xué)方式，最大限度地實(shí)現(xiàn)因材施教的目標(biāo)。

[1]陳杰.高職院校單片機(jī)課程教學(xué)改革探討[J].中國(guó)校外教育，2008，（11）:143.

[2]陳杰.基于Proteus軟件的彩燈控制器仿真設(shè)計(jì)[J].職業(yè)教育研究，2008，（7）:148.

[3]李淑萍.高職單片機(jī)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革初探[J].職業(yè)教育研究，2011，（6）:131-132.

G712

A

1672-5727（2012）01-0114-02

陳杰（1978—），男，江蘇東臺(tái)人，碩士，鹽城紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，主要從事環(huán)境參數(shù)檢測(cè)與控制研究和單片機(jī)教學(xué)。

鹽城紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院2008年精品課程建設(shè)項(xiàng)目；鹽城紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級(jí)重點(diǎn)課題《單片機(jī)教學(xué)教具的設(shè)計(jì)與開發(fā)》（課題編號(hào): yfy1048）；鹽城紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級(jí)重點(diǎn)課題《單片機(jī)課程普適化教學(xué)研究》（課題編號(hào):yfy0819）