以產(chǎn)品為教學(xué)載體的單片機(jī)課程的研究與實(shí)踐

夏金偉 于曉云 許連閣 郭海林遼寧機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 （丹東 118000）

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以產(chǎn)品為教學(xué)載體的單片機(jī)課程的研究與實(shí)踐

夏金偉 于曉云 許連閣 郭海林
遼寧機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 （丹東 118000）

摘 要單片機(jī)課程是高職自動(dòng)化專業(yè)的核心課程，該課程的教學(xué)質(zhì)量直接影響學(xué)生的專業(yè)能力。然而傳統(tǒng)的教學(xué)方式卻存在諸多問題，采用以產(chǎn)品為教學(xué)載體，采取項(xiàng)目導(dǎo)向，任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式可以有效的提高單片機(jī)課程的教學(xué)質(zhì)量

關(guān)鍵詞高職教育；單片機(jī)課程；實(shí)物載體；項(xiàng)目導(dǎo)向；學(xué)習(xí)情境

對(duì)于高職院校來說，單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)這門課程的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)出能熟練應(yīng)用機(jī)電產(chǎn)品中單片機(jī)，可以對(duì)單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析和應(yīng)用的人才。然而這門課程在實(shí)際教學(xué)時(shí)卻存在很多的問題，這其中包括了以下幾個(gè)問題：

課程設(shè)計(jì)不合理。傳統(tǒng)的單片機(jī)課程一般按照章節(jié)逐步講解。即先講解存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，再講解指令。按照這種教學(xué)方式進(jìn)行時(shí)，開始章節(jié)的理論難度太大，內(nèi)容抽象，學(xué)生剛開始學(xué)習(xí)就會(huì)遇到難關(guān)，很容易產(chǎn)生抵觸情緒，最終半途而廢，放棄學(xué)習(xí)。

驗(yàn)證式的實(shí)踐。傳統(tǒng)單片機(jī)課程的實(shí)踐教學(xué)通常是在制作好了的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板上進(jìn)行操作編程，學(xué)生的實(shí)踐操作只是將教材里預(yù)先編好的程序輸入驗(yàn)證。這種操作導(dǎo)致學(xué)生無法了解單片機(jī)的硬件電路，也容易造成學(xué)生不做思考，只會(huì)麻木的輸入代碼，失去了學(xué)習(xí)的意義。

單一的考核方式。單片機(jī)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的知識(shí)，采用試卷考核方式會(huì)使單片機(jī)的知識(shí)脫離硬件電路，使單片機(jī)脫離了應(yīng)用的本質(zhì)，這種考核根本無法考核學(xué)生分析和解決問題的能力，會(huì)造成學(xué)生只會(huì)死記概念，導(dǎo)致高分低能。

為改變上述情況，作者通過與企業(yè)人員的研討，與同行老師以及學(xué)生的交流，設(shè)計(jì)了以實(shí)際工作過程為導(dǎo)向，制作實(shí)際產(chǎn)品為載體的單片機(jī)課程學(xué)習(xí)情境。整個(gè)學(xué)習(xí)過程中項(xiàng)目引導(dǎo)，任務(wù)驅(qū)動(dòng)，將理論知識(shí)融入到各類任務(wù)中，使學(xué)生在實(shí)踐中不斷成長。

1 教學(xué)載體的選擇

該教學(xué)理念中，最重要的就是如何選擇教學(xué)載體，制定什么類型的實(shí)踐項(xiàng)目。以實(shí)際產(chǎn)品教學(xué)載體進(jìn)行單片機(jī)的課程教學(xué)，首先就要選擇好合適的教學(xué)載體。教學(xué)載體在選擇時(shí)，既要有實(shí)際工作崗位作為依托，也要將單片機(jī)的知識(shí)體系和技能訓(xùn)練融入其中，既要使該載體具有一定的連續(xù)性，拓展性以及趣味性。

教學(xué)載體的連續(xù)性。在制定教學(xué)載體時(shí)，需要按照由易到難的順序，制定出若干個(gè)教學(xué)項(xiàng)目，各個(gè)項(xiàng)目又可以分解成若干個(gè)實(shí)驗(yàn)任務(wù)。教師在引導(dǎo)學(xué)生完成任務(wù)的時(shí)候，將相應(yīng)的理論知識(shí)貫徹其中，學(xué)生在完成這些任務(wù)后便可獨(dú)立完成引導(dǎo)項(xiàng)目，達(dá)到學(xué)習(xí)目的。以第一章節(jié)為例，作者制定了一個(gè)交通燈控制器的項(xiàng)目作為引導(dǎo)，學(xué)生在完成該項(xiàng)目之前，可以先完成若干的子任務(wù)。包括點(diǎn)亮一個(gè)led、點(diǎn)亮多個(gè)led、轉(zhuǎn)向燈、流水燈、跑馬燈等等。這些任務(wù)內(nèi)容前后一致，順序連貫，前面任務(wù)的內(nèi)容為后面任務(wù)的做引導(dǎo)，后面任務(wù)的內(nèi)容則不斷引進(jìn)新知識(shí)，同時(shí)任務(wù)也兼顧一定的趣味性和創(chuàng)新性。整個(gè)教學(xué)過程呈現(xiàn)螺旋上升的狀態(tài)，學(xué)生在實(shí)踐中得到鍛煉和成長。

教學(xué)載體的拓展性。教學(xué)中學(xué)生的理解能力參差不齊，有的學(xué)生可能會(huì)剛剛跟得上學(xué)習(xí)進(jìn)度，而有的學(xué)生也有可能會(huì)覺得“吃不飽”。因此在制定教學(xué)載體時(shí)，學(xué)習(xí)情境的設(shè)置應(yīng)具有拓展性。以數(shù)碼管顯示單元為例，能力一般的同學(xué)只要能實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管可以動(dòng)態(tài)顯示“0～9”的數(shù)字即可，而優(yōu)秀的同學(xué)還可以完成“顯示HELLO字符”的任務(wù)，“HELLO字符閃爍”的任務(wù)，這些任務(wù)都可以應(yīng)用于電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中。而任務(wù)的拓展性，也使得不同層次的學(xué)生都可以得到鍛煉和提高。

教學(xué)載體的趣味性。由于每個(gè)實(shí)訓(xùn)任務(wù)都有實(shí)際產(chǎn)品作為依托，學(xué)生可以按照自己的想法應(yīng)用理論知識(shí)，親自設(shè)計(jì)，親自制作。學(xué)生在完成各項(xiàng)任務(wù)時(shí)，還同時(shí)使用到各種工具、設(shè)備和儀器，學(xué)生不再僅僅對(duì)著電腦編程，腦手一體，學(xué)習(xí)過程不再枯燥。同時(shí)在教學(xué)實(shí)施時(shí)，教師角色也進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在知識(shí)傳達(dá)時(shí)，教師由傳統(tǒng)的“主講”轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙龑?dǎo)”和“輔助”；在實(shí)際操作時(shí)，教師變?yōu)椤皫煾怠保處熒眢w力行，學(xué)生跟著師傅操作，學(xué)習(xí)氛圍互動(dòng)性也更強(qiáng)。

2 教學(xué)情景的實(shí)施

在教學(xué)過程的實(shí)施過程中，教學(xué)情景通常需要按照如下順序執(zhí)行：

（1）項(xiàng)目引導(dǎo)。首先要由一個(gè)實(shí)際的項(xiàng)目作為載體，項(xiàng)目的選取既要包含理論知識(shí)，也有一定的實(shí)際操作性。如任務(wù)一的交通燈控制器，即模擬一個(gè)實(shí)際交通燈的執(zhí)行過程。項(xiàng)目中包含了I/O口的操作、軟件延時(shí)、C語言的運(yùn)算符、C語言的基本語句結(jié)構(gòu)等知識(shí)，學(xué)生在完成項(xiàng)目后即可掌握C51的基本應(yīng)用方法。對(duì)學(xué)生理解理論知識(shí)有很大的幫助。

（2）項(xiàng)目分解。由于實(shí)際項(xiàng)目中包含的知識(shí)面很多，一次性完成會(huì)給學(xué)生造成一定的困難。因此明確項(xiàng)目要求后，教師可以根據(jù)該項(xiàng)目包含的知識(shí)點(diǎn)分解成若干個(gè)子任務(wù)，子任務(wù)相對(duì)綜合項(xiàng)目任務(wù)簡單，知識(shí)點(diǎn)鮮明，便于學(xué)生盡快獨(dú)立完成。

（3）教師引導(dǎo)。設(shè)計(jì)到新知識(shí)點(diǎn)的任務(wù)教師可帶領(lǐng)學(xué)生畫出硬件電路圖和程序的系統(tǒng)框圖，教師引領(lǐng)，學(xué)生思考，共同完成主要程序。之后的任務(wù)由學(xué)生獨(dú)立完成。考慮到教學(xué)進(jìn)度和課時(shí)進(jìn)度，教師可采用仿真軟件的方式實(shí)現(xiàn)。如采用proteus仿真繪制電路原理圖、仿真運(yùn)行，可以讓教師盡快完成任務(wù)要求，而且仿真效果和實(shí)際效果類似又有所不同，既有利于提起學(xué)生的興趣，又便于學(xué)生拓展研究。

（4）學(xué)生執(zhí)行。學(xué)生可以兩人為一組，一人負(fù)責(zé)硬件設(shè)計(jì)制作，另一人負(fù)責(zé)軟件調(diào)試與聯(lián)調(diào)，并在下個(gè)任務(wù)時(shí)交換角色。學(xué)生執(zhí)行時(shí)，教師進(jìn)行指點(diǎn)，提醒學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、尋找程序規(guī)律，并幫助總結(jié)新的知識(shí)點(diǎn)。

（5）任務(wù)評(píng)價(jià)。采用實(shí)物為載體的教學(xué)對(duì)于學(xué)生的考核評(píng)價(jià)主要關(guān)注與任務(wù)完成的過程和效果，使學(xué)生明確工作過程。教師可將考核評(píng)價(jià)作為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性的一項(xiàng)措施。可以對(duì)每個(gè)小組的任務(wù)作品進(jìn)行自評(píng)、互評(píng)與師評(píng)。教師要對(duì)出色完成任務(wù)和有創(chuàng)新的小組進(jìn)行加分鼓勵(lì)。同時(shí)過程考核中還要關(guān)注學(xué)生的工作態(tài)度、作品完成的質(zhì)量、團(tuán)隊(duì)精神、文明規(guī)范、生產(chǎn)安全等方面。便于促進(jìn)學(xué)生工作技能、個(gè)人素質(zhì)的全面提高。

（6）總結(jié)歸類。單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品的開發(fā)是一個(gè)綜合的系統(tǒng)工程，不僅包括電路硬件、程序軟件，還需要從業(yè)人員具有相應(yīng)的職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)。這些能力包括電子產(chǎn)品功能的分析分解、電子器件的資料引用、單片機(jī)的資源調(diào)配、產(chǎn)品的制作調(diào)試、技術(shù)文件編制等。因此學(xué)生還要完成可行性論證報(bào)告、調(diào)試報(bào)告、項(xiàng)目說明書和任務(wù)訓(xùn)練報(bào)告。

表1 第一章節(jié)的教學(xué)情境設(shè)置

3 結(jié)語

實(shí)踐表明，采用實(shí)際產(chǎn)品為載體的單片機(jī)教學(xué)方式后，整個(gè)學(xué)習(xí)過程中邊學(xué)邊做，學(xué)用結(jié)合，使單片機(jī)課程的學(xué)習(xí)氣氛發(fā)生了很大變化，最大程度的激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)通過這門課的學(xué)習(xí)，學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)、主體意識(shí)、協(xié)作精神都有明顯提高，使得單片機(jī)這門課程重新回到趣味、生動(dòng)、工學(xué)一體的軌道上，真正培養(yǎng)出適應(yīng)當(dāng)代社會(huì)需求的應(yīng)用型人才。

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（責(zé)任編輯：興安）

中圖分類號(hào)：G712

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-3319（2016）02-00039-02