基于任務驅動的單片機原理與實訓校本教材建設

馬浩旻

摘 要：中職單片機原理與實訓課程課程中所采用的教材，往往會出現兩種情況，一個是教材偏重枯燥難懂的概念和全面的理論知識，另一個是實踐實訓內容與教學設備有差異，需要對其進行修改。直接利用任務驅動的教學模式，結合學校自身設備特點，編寫一本適合本校中職學生學習的校本教材，將會有助于課程的教學。

關鍵詞：中職；單片機；任務驅動；校本教材

一、現有課程教材情況

中職單片機原理與實訓課程所使用的教材大致可以分為兩種，一種是直接使用高職大學的單片機課程的教材，或者是這類教材的精簡版本，教材的內容安排與市面上的單片機學習材料基本相同，先介紹單片機的應用及發展，再介紹單片機的硬件結構，然后是指令系統，硬件資源的應用等，每個部分都是獨立作為一個章節，以理論知識為主，注重內容的全面完整，對于實踐方面的內容比較少。另一種是響應新課程改革的號召，出現的項目式的教材，這類教材以實訓項目為章節，增加了章節內容中的實踐部分，全書知識內容的安排還是與以往的教材相同，以至于項目之間知識點產生交叉重疊，甚至個別項目中涉及到還未學習的知識點，造成學生不易理解。

這門課程是一門極具實踐性的課程，在教學過程中必然與實驗實訓設備相結合。教材中的實踐性內容也是根據編者所使用的實驗設備來進行設計的，然而每個學校所擁有的實驗設備不可能與教材中的設備相同，因此學生在使用教材的時候不能直接參考書內的相關程序，也會對學生的學習產生影響。

二、校本教材建設方案

（一）教材內容的選擇

教材內容的選擇要根據學校自身的情況來定，包括合理的教學要求、學生的能力水平等。

單片機課程在中職的教學要求沒有必要跟高職和大學一樣做到全面的掌握。中職的教學最主要的是使學生了解單片機的應用前景，初步學會單片機的簡單編程控制，會自行設計和編寫簡單的項目，進而培養學生對這門課程的學習興趣，為大學的進一步學習和今后的自學打下基礎。

中職學校機電專業的學生在學習上普遍基礎薄弱，學習興趣與積極性不高，缺乏邏輯思維的鍛煉，但是大部分具有較強的動手能力，這就決定了中職學生不擅長理論性強、概念繁雜、抽象的專業理論知識，而比較容易接受動手實踐的訓練。

因此，校本教材的編寫應適當的篩選內容，將與大學課程中相重合的較為復雜抽象的知識去除，留下基礎入門的知識，同時增加各個知識點的實踐操作內容，利用動手實踐來強化學生所學知識，培養學生興趣。

（二）內容與實訓設備相結合

單片機原理與實訓課程實踐性較強，在教學過程中要配合實驗實訓設備來進行，然而每一個學校情況都不同，為課程配備的實訓設備也不可能是相同的。不同的設備根據設計和采用的元件不同，最后的編程方法也會產生不同的變化。這些因素會使學生在參考教材中的例程時出現不同的結果，或者直接產生程序錯誤，不利于學生對教材的學習和使用。

在校本教材編寫的時候，要結合本校的實驗實訓設備，設計與之相對應的程序。

教材與教學方法相結合。隨著新課程改革的提出，產生了各種新的、適應不同課程的教學方法，其中就包含了任務驅動這一教學模式。“任務驅動教學法”最根本的特點就是“以任務為主線、教師為主導、學生為主體”，是將以往以傳授知識為主的傳統教學理念，轉變為以解決問題、完成任務為主的多維互動式的教學理念，在整個教學過程中，將教學內容進行細致分解，并使之形成一個個具體任務交由學生思考和解決。根據任務驅動教學的特點，將整個課程所學的知識點融入到一個大的任務當中，再將這個任務進行肢解，分割成一系列的小任務，每個任務都包含相應的知識點，根據知識點之間的相互遞進關系，對任務進行排序，從而形成這個課程的教學流程，也就是校本教材的內容分布。

三、校本教材的編寫

根據中職學校學生的普遍特點，以及學校的教學安排，最終所確定的課程內容由以下幾個部分組成：LED顯示控制、數碼管顯示控制、定時器計數器控制、獨立鍵盤控制和矩陣鍵盤控制。上述五個部分包括了單片機的輸入和輸出模塊，可以讓學生掌握單片機控制最基本的方法。同時這幾個模塊也是與實驗設備中的模塊相對應，可以直接通過模塊的操作訓練達到理論與實踐相結合的要求。根據模塊之間相互聯系和控制的難度與編程語言的復雜程度，將上述課程內容進行排序，其結果為LED顯示控制→數碼管顯示控制→獨立鍵盤控制→矩陣鍵盤控制。定時器計數器控制為單片機的內部控制，沒有外部模塊與之相對應，因此這個部分的內容可以根據需求在LED顯示控制學完之后靈活加入。

根據對單片機原理與實訓這門課程教學內容的分析和篩選，以及學生學習能力的考察，和“任務驅動教學法”的研究，決定利用任務引導的方式進行編寫校本教材。以任務為主線。將“24小時可控時鐘設計”作為單片機原理與實訓課程一個學期最終的綜合任務，整個學期的教學實訓圍繞著完成這個任務而進行。然后將大任務進行分解，成為一個個章節的中型任務，再次對中型任務進行分解，最后得到每個課時的小任務。所有的任務都有明確的方向，就是為了完成最終的綜合任務。其結構如下圖所示。

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