基于職業(yè)院校技能競(jìng)賽的單片機(jī)課程教學(xué)改革

【摘 要】針對(duì)當(dāng)前職業(yè)院校技能競(jìng)賽反映出高職院校單片機(jī)課程教學(xué)的不足，提出了單片機(jī)教學(xué)改革的思路，即建立泛課程體系，強(qiáng)調(diào)學(xué)生動(dòng)手能力，開(kāi)展微課教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與競(jìng)賽，以更好地培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力，適應(yīng)電子技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)的需求。

【關(guān)鍵詞】技能競(jìng)賽 單片機(jī) 教學(xué)改革

【中圖分類號(hào)】 G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A

【文章編號(hào)】0450-9889（2015）07C-0033-02

全國(guó)職業(yè)院校技能競(jìng)賽作為教育部主辦，主要面向全國(guó)職業(yè)院校學(xué)生的國(guó)家級(jí)競(jìng)賽，因賽項(xiàng)設(shè)置合理，密切聯(lián)系實(shí)際，面向社會(huì)和企業(yè)的實(shí)際需求，對(duì)學(xué)生綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)有很大的幫助，深受學(xué)生、職業(yè)院校及企業(yè)的歡迎，參賽人數(shù)和學(xué)校逐年增長(zhǎng)。“以賽促學(xué)、以賽促改”的理念深刻影響著我國(guó)職業(yè)教育的發(fā)展，從近幾年的競(jìng)賽看，賽項(xiàng)的設(shè)置緊貼行業(yè)技術(shù)前沿，先進(jìn)技術(shù)的引入已倒逼學(xué)校進(jìn)行專業(yè)教學(xué)改革。

以單片機(jī)課程為例，每年職業(yè)院校技能競(jìng)賽涉及到單片機(jī)的賽項(xiàng)較多，比如機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用、電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用等，這些賽項(xiàng)都不同程度地使用了不同單片機(jī)，這既反映了單片機(jī)在電類專業(yè)中的重要地位和普及程度，同時(shí)通過(guò)參賽也暴露出當(dāng)前單片機(jī)課程教學(xué)的不足和需要改進(jìn)的地方。

一、單片機(jī)課程教學(xué)的現(xiàn)狀與不足

（一）“唯一性”太強(qiáng)。目前，大多數(shù)高職高專院校電類專業(yè)基本上都開(kāi)設(shè)單片機(jī)課程，各校基本延續(xù)課堂講授和課程實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的傳統(tǒng)教學(xué)模式，選擇某一款單片機(jī)（比如AT89C51）為對(duì)象開(kāi)展教學(xué)，從單片機(jī)性能指標(biāo)、引腳、寄存器、編程等按順序推進(jìn)，這樣做的好處是課程組織比較容易，實(shí)施過(guò)程簡(jiǎn)單，但容易給學(xué)生造成誤解，比如：?jiǎn)纹瑱C(jī)就是AT89C51、單片機(jī)就是DIP40封裝等一些錯(cuò)誤的傾向，認(rèn)識(shí)面較窄，對(duì)當(dāng)前單片機(jī)新技術(shù)、新功能缺乏了解。

（二）過(guò)度依賴仿真軟件。仿真軟件是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，仿真軟件可以幫助設(shè)計(jì)人員在沒(méi)有硬件電路的情況下對(duì)電路功能或程序功能進(jìn)行模擬測(cè)試。不可否認(rèn)的是仿真軟件可以給設(shè)計(jì)人員帶來(lái)較大的便利和降低了學(xué)習(xí)成本，是一種較為快捷經(jīng)濟(jì)的學(xué)習(xí)手段，但需要強(qiáng)調(diào)的是仿真軟件是在理想環(huán)境下工作的，比如部分仿真軟件默認(rèn)電路接通電源、默認(rèn)單片機(jī)晶振電路正常工作，在仿真時(shí)即使不加電源、不加晶振電路，單片機(jī)也能正常工作，這顯然在實(shí)際的單片機(jī)電路是絕對(duì)不允許的。但學(xué)生畢竟是初學(xué)者，他認(rèn)為仿真軟件仿真沒(méi)有問(wèn)題，只要實(shí)際電路按照仿真電路設(shè)計(jì)肯定也沒(méi)有問(wèn)題，所以有部分同學(xué)在競(jìng)賽訓(xùn)練之初設(shè)計(jì)出的單片機(jī)電路根本沒(méi)有辦法工作。

（三）缺乏與其他課程的關(guān)聯(lián)。傳統(tǒng)的課程設(shè)置，一門(mén)課程一個(gè)老師負(fù)責(zé)，課程獨(dú)立，課程與課程之間關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)，前后脫節(jié)，學(xué)生無(wú)法將學(xué)過(guò)的知識(shí)融為一體。學(xué)習(xí)了單片機(jī)、傳感器、電子技術(shù)等課程后，學(xué)生就應(yīng)該知道這些課程在一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的各自地位，要檢測(cè)物理信息用什么樣的傳感器，輸出是數(shù)字量還是模擬量，信息在傳遞過(guò)程中是否需要調(diào)理，以什么樣的方式送給單片機(jī)，單片機(jī)處理完信息如何回饋給外界，這都需要課程間的交融。

二、單片機(jī)課程教學(xué)改革的思路

（一）強(qiáng)調(diào)“之一”而非“唯一”。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，市場(chǎng)上單片機(jī)的種類越來(lái)越多，各種規(guī)格、各種型號(hào)的單片機(jī)隨處可見(jiàn)，類別、型號(hào)成千上萬(wàn)，即使同一個(gè)廠家生產(chǎn)的單片機(jī)、不同型號(hào)性能也千差萬(wàn)別。面對(duì)市場(chǎng)上如此多的單片機(jī)，我們不可能在有限的時(shí)間內(nèi)講完所有的單片機(jī)。單片機(jī)教學(xué)過(guò)程中，可以有針對(duì)性地選擇一款單片機(jī)作為主講對(duì)象，圍繞該單片機(jī)開(kāi)展教學(xué)，但應(yīng)同時(shí)注意強(qiáng)調(diào)該款單片機(jī)僅是單片機(jī)世界中的冰山一角，不能代表整個(gè)單片機(jī)世界。在授課的過(guò)程中可以選擇幾款性能指標(biāo)不同的單片機(jī)或架構(gòu)類別不同的單片機(jī)為例，說(shuō)明單片機(jī)在不同場(chǎng)合中的應(yīng)用，要讓學(xué)生明白一個(gè)項(xiàng)目中選擇哪一款單片機(jī)，一定要結(jié)合項(xiàng)目的需求去選擇，堅(jiān)持“夠用、性價(jià)比高”為原則，而不是一成不變固定選擇某一款單片機(jī)，也不是說(shuō)一定要選擇性能最好的單片機(jī)。

（二）構(gòu)建“泛”課程體系。嘗試大課程體系，將電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)編程、傳感器等基礎(chǔ)性課程與單片機(jī)融為一體，弱化課程概念，可以由幾位老師共同負(fù)責(zé)，但各有側(cè)重，以項(xiàng)目為教學(xué)單元，由簡(jiǎn)到繁，循序漸進(jìn)，從項(xiàng)目的任務(wù)分析、任務(wù)分解到單元電路的設(shè)計(jì)、信號(hào)的處理、單片機(jī)編程整個(gè)過(guò)程讓學(xué)生參與其中，讓學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，老師起輔助作用，在師生的共同作用下完成任務(wù)。即使在短時(shí)間內(nèi)無(wú)法實(shí)現(xiàn)“泛”課程體系，也可以嘗試在實(shí)驗(yàn)課中設(shè)置綜合性實(shí)驗(yàn)，將幾門(mén)課程的實(shí)驗(yàn)綜合一體來(lái)驗(yàn)證。

（三）“教、學(xué)、做”一體化。單片機(jī)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，一定要加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐教學(xué)，在教的同時(shí)讓學(xué)生做，邊做邊學(xué)，邊學(xué)邊做，從做的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，然后理解消化所學(xué)的知識(shí)。比如：中斷是一個(gè)很抽象的概念，與其通過(guò)老師的講來(lái)讓學(xué)生理解和掌握，還不如先給學(xué)生一些參考代碼，給學(xué)生講解代碼的含義，然后讓學(xué)生“照貓畫(huà)虎”般地將參考代碼輸入程序編輯器，編譯、下載，然后實(shí)現(xiàn)相關(guān)的功能。一般情況下，在“抄”這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生總會(huì)或多或少的出現(xiàn)（下轉(zhuǎn)第74頁(yè)）（上接第33頁(yè)）問(wèn)題，比如少了一個(gè)標(biāo)點(diǎn)符號(hào)，多輸了一個(gè)字母，丟了一個(gè)括弧等形形色色的問(wèn)題，但這些問(wèn)題一般都是粗心造成的，教師不要急于幫學(xué)生排查，而讓學(xué)生自己查找和排錯(cuò)，以此來(lái)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅、謹(jǐn)慎的學(xué)習(xí)態(tài)度和工作作風(fēng)。同時(shí)，學(xué)生在排查的過(guò)程中，對(duì)于自己粗心大意造成的錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)要深刻得多。當(dāng)學(xué)生完成例程代碼的程序功能后，老師適當(dāng)做個(gè)點(diǎn)評(píng)，同時(shí)對(duì)程序的功能做個(gè)小小的變化，比如增加一項(xiàng)功能，或改變?cè)泄δ埽寣W(xué)生在例程的基礎(chǔ)上修改實(shí)現(xiàn)，給學(xué)生自由發(fā)揮的空間，以此來(lái)提高學(xué)習(xí)效率。另外，做的過(guò)程中，不要過(guò)度依賴仿真軟件，也不要全部在實(shí)驗(yàn)箱上完成，要虛實(shí)結(jié)合，充分發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的功能，達(dá)到最佳的教學(xué)效果。

（四）建設(shè)微課程體系。隨著高職高專“2+1”人才培養(yǎng)模式的推進(jìn)，學(xué)生在校時(shí)間進(jìn)一步被壓縮，理論課時(shí)逐年遞減，要想在有限的課時(shí)內(nèi)保質(zhì)保量地完成教學(xué)任務(wù)，必須要從教學(xué)手段上做出改革和嘗試。近年來(lái)，隨著信息技術(shù)的發(fā)展和智能手機(jī)的普及，越來(lái)越多的人學(xué)會(huì)了借助智能手機(jī)從互聯(lián)網(wǎng)上獲取知識(shí)，而微課作為一種新型的教學(xué)形式已經(jīng)深入人心，我們可以借助微課這一教學(xué)形式，將課程教學(xué)分解為若干個(gè)小模塊，每個(gè)模塊作為一個(gè)微課教學(xué)單元，建設(shè)微課程體系，學(xué)生可以借助互聯(lián)網(wǎng)隨時(shí)隨地地學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)不受時(shí)間、空間的限制，想學(xué)就學(xué)，特別適合以項(xiàng)目為載體的這種教學(xué)模式，好多知識(shí)需要學(xué)生課后復(fù)習(xí)和掌握。另外，微課是以視頻為載體，可以將一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或工作過(guò)程記錄下來(lái)，以幫助學(xué)生理解和加深記憶。比如講單片機(jī)控制LED實(shí)現(xiàn)流水燈的內(nèi)容，可以事先錄制一些形式各異的流水燈的工作效果，在課前以課程背景的形式導(dǎo)入課堂，這種感官式教學(xué)可以引起學(xué)生的興趣，將被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，來(lái)提高教學(xué)效果。

（五）注重競(jìng)賽，以賽促學(xué)、以賽促改。參加競(jìng)賽也是一種提高單片機(jī)學(xué)習(xí)的好方法，通過(guò)競(jìng)賽既可以讓學(xué)生了解單片機(jī)技術(shù)在實(shí)際產(chǎn)品中的應(yīng)用，了解單片機(jī)技術(shù)的最新成果，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和就業(yè)能力，同時(shí)也可以檢驗(yàn)課程的教學(xué)效果。優(yōu)點(diǎn)繼續(xù)保持，缺點(diǎn)想辦法改正，最終形成特色鮮明的教學(xué)方法和教學(xué)手段。近年來(lái)，與單片機(jī)相關(guān)的競(jìng)賽很多，比如前面提到的全國(guó)職業(yè)院校技能大賽，每年有好幾個(gè)賽項(xiàng)與單片機(jī)有關(guān)，不同的賽項(xiàng)對(duì)單片機(jī)的需求不盡相同，但都是單片機(jī)在一些高新技術(shù)中的應(yīng)用，比如物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用、機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用、智能家居等；除此之外還有一個(gè)競(jìng)賽就是全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽，通過(guò)這些競(jìng)賽，可以提高學(xué)生的動(dòng)手能力、解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

【參考文獻(xiàn)】

[1]楊奕，徐鵬，彭小峰. 電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽與實(shí)踐教學(xué)改革[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2013（04）

【基金項(xiàng)目】柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院校級(jí)立項(xiàng)課題

【作者簡(jiǎn)介】萬(wàn)選明（1982- ），男，柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師，研究方向：自動(dòng)控制技術(shù)。

（責(zé)編 丁 夢(mèng)）