機電一體化專業單片機技術教學模式探究

廣東省核工業華南高級技工學校 王 璐

機電一體化專業單片機技術教學模式探究

廣東省核工業華南高級技工學校 王 璐

現代科技的進步和發展,對于單片機的運用也非常的廣泛。技工院校的學生在學習單片機這門課程的時候會覺得單片機非常有神秘感，在掌握其工作原理上會有相當的壓力。傳統的以實驗箱為載體講授知識的教學方法存在著很大問題。不能很好地解決課程的重難點問題，而且只學習單片機的編程容易造成學生厭學。因此構建一個以學會為本位，以學透為主旨，以學精為目標，使學生能夠自己動手創新的項目教學和以就業為導向的符合職業教育目標的一體化教學體系顯得尤為重要。

項目驅動；創新動手；一體化；單片機

現代社會中，任何職業者首先要學習掌握該職業的科學技術知識，再將所學知識應用在從事該職業的過程中，并在職業生涯中不斷進行職業創新，技能創新。單片機課程注重培養學生從事相關崗位應具備的知識結構和技能，但是學生無論在理論知識學習時，還是在技能訓練中，常常會反映單片機知識抽象、枯燥、乏味以及在訓練時無從下手的問題。因此，為了提高這門課程的教學效果，研究其教學方法尤為重要。

在單片機電路中的基礎知識的就是認識常用的電子元器件和了解最基本的C語言編程語句。單片機的種類多，原理大致相同，但不同系列的單片機的內部功能及引腳順序各不相同。每一種單片機的內部結構及硬件組成不同，學生在學習的過程中會對單片機的工作產生神秘感。為了能讓學生對新技術的學習充滿信心，淡化學生對單片機的神秘感，培養學生學習專業知識的興趣，在教學過程中我們結合專業創立難易適度的項目，通過讓學生自己動手操作，使學生認識到單片機系統就是運用我們日常熟悉的基本知識的有機結合。

1 針對專業特點，精選教學內容，明確教學目標

單片機技術課程是機電專業學生的主要專業課程。它的實用性較強，主要介紹了單片機系統的顯示界面、單片機系統的鍵盤、單片機系統的模擬量處理、單片機系統的電氣控制、綜合實訓等。教學工具是實現教學目標的載體，而當前使用的教材普遍過于強調內容的完整性和系統性，理論偏多、偏深，實踐性差和聯系實際少等不足，不利于學生理解和應用。因此，在教學過程中，首先根據學生性質的不同，對教材進行大膽取舍，精心挑選，確定教學的重點，把一些內容與其他基礎課進行有機的結合，把教材與其他專業課程相關且學生感興趣在實際應用較多的內容盡可能進行擴展，以便更好地培養學生的綜合水平，以“夠用、實用、適用”為度；其次，考慮到學生已有的知識程度，以“畫、焊、編、銷”為重點教學內容，其他內容以幻燈片和教材為載體進行講解。

項目的選取是教學內容的關鍵。項目的內容要讓學生充分感覺到學有所用，這樣才能激發他們強烈的求知欲，將所學知識運用到實際中，起到事半功倍的效果。

1.1 項目要具有典型性

所選的項目最好來源于生活，而且體現工作過程系統化，具有直觀性、技術性和應用性。選擇項目時，要明確進行該項目能夠為培養學生怎樣的技能，能夠提升學生哪些能力，掌握哪些知識點。

1.2 項目要具有層次性

所選項目要在現有的條件、環境和學生興趣的條件下學生能夠進行探索和完成的。所以要求所選項目難易程度要是適中，前后項目之間要求按照從易到難的遞進關系進行設計，以為學生的后續學習預留空間。

2 針對學生特點，選擇一體化及項目驅動教學模式，確定教學方法

所教授班級為機電專業班級，專業基礎薄弱，學習主動性不高，綜合能力弱。為了培養學生的自學能力、表達溝通能力、探索能力和團隊合作精神等綜合能力，在本課程的教學過程中，以學生為主體，采用多種教育形式，將以學生自學為主，教師講解輔導為輔有效的結合，確定項目驅動為本課程的主要教學方法。把整個班級進行分組，以項目為導向，模擬企業內部的工作方式，按所擅長的知識面進行分組，分為“研發技術中心”、“設備維護中心”、“超能制圖中心”、“設備生產中心”和“產品營銷中心”，讓每個成員都能夠發揮自己的特長并且學到新的知識，在課堂中實踐，以便畢業時能夠盡快的融入到企業的工作模式。采用信息共享、協商解決的合作方式完成課上的內容，以做到對單片機及其他電子知識有更好的認知和了解。教學過程分為以下幾步。

2.1 制定計劃

下發任務書，給學生布置明確的學習任務。以“基于at89s52單片機控制的電子萬年歷”為例，項目要求為：1) 可顯示公歷年、月、日和時、分、秒；2）走時準確，可調整公歷年、月、日和時、分、秒；3）采用市電通過電源適配器供電，當市電停電時，不但萬年歷所有的數據不丟失，且萬年歷照常運行（有后備電池供電，可供數年）；4）萬年歷設置運行到2030年。“研發技術中心”根據任務要求查閱相關資料，小組成員通過討論制定出最合理的設計理念、確定選用液晶還是點陣顯示，以及實現各項目要求所用到的芯片類型及型號；“超能制圖中心”根據設計理念及芯片的型號繪制出合理的電路原理圖，指導老師在此過程中進行詳細的指導，對電路原理圖是否合理及存在的技術問題等提出明確的觀點，引導學生繪制能夠實現項目要求的合理可行電路原理圖；“設備生產中心”按照電路原理圖及給出的電子元器件焊接完成該產品；“設備維護中心”根據項目要求對成型產品進行質量檢測，并對電路存在的硬件問題提出解決方法并進行修改，例如出現萬年歷不能顯示的情況，“設備維護中心”通過用萬用表等工具的測量確定其硬件沒有問題，則需向“研發技術中心”提出可能為軟件問題，并由技術中心對程序進行修改，最后完成合格的萬年歷產品。“產品營銷中心”針對該產品編寫產品介紹手冊（手冊要求圖文并茂），該中心可以利用課外活動時間在產品制作期間在校園內散發產品介紹手冊，以此吸引學生和老師的目光，在產品逐步成熟之后在全校范圍內進行實地推廣，甚至可以在互聯網平臺上推廣和銷售。

2.2 過程實施

進行本課程的教學時，考慮到學生的學習能力、思想認知能力及今后的就業狀況等問題，對教學內容重新安排，以“畫、焊、編、銷”為重點教學內容。每個項目安排一定的時間去理解、查閱相關資料分析項目要求，針對項目的難易程度確立每個項目完成的具體時間要求，一體化教師把每個班分成五組，學生根據自己小組名稱明確自己的任務，讓每個學生帶著任務去實踐，去搜集相關知識。實踐期間由各任課老師指導實踐，班主任輔助指導，一體化教師全天跟蹤指導、督促學生完成當天任務。將貼近學生今后工作崗位、邏輯性強的內容進行詳細講解教學，簡單及學習過的內容由學生自主組織整理，提高學生的綜合能力。教學過程中時刻貫穿“3Q（好員工、好產品、好公司）7S（整理、整頓、清掃、清潔、素養、安全、節約）”教育，同時結合本項目內容，要求學生按照相關企業的規章制度進行操作，使學生牢固樹立“安全第一，保證質量”的觀念。

每個項目完成后，各小組制作本組的PPT，且能夠真實反應每組同學的學習成果，內容要求包含設計思路、操作流程、分組情況等。每組寫一篇項目完成總結，歸納在操作中運用到的知識點、實際操作中出現的問題及解決方法等。

2.3 指導檢查

各專業課教師對任務涉及到的知識點進行羅列，哪部分知識點需重點掌握，哪部分知識點只需理解，教師按照重難點的不同對學生提出相應要求。對需重點掌握的知識進行不定期的檢查，以保證學生能夠百分百掌握；而對于難點則需要進行更進一步的講解，以保證學生能夠理解和掌握。一體化教師每天準時對學生的任務完成情況進行檢查和記錄，發現學生的不足之處并及時反饋給學生，以便與學生及時有效的對自己掌握不夠扎實的基礎知識進行學習；對學生存在疑問或者不懂的任務進行具體指導，提高學生理解和分析任務的能力；并且對每小組進行每天的任務分配和指導分析，以保證學生每天都有新的任務，每天都能學到不同的知識且都能夠有所收獲。專業課教師和一體化教師的合作能夠提高學生對知識點的掌握情況，并且能夠大大提高學生順利完成任務的概率。

3 根據一體化教學要求，選擇合理的考核方式，檢驗教學成果

單片機教學過程采用一體化教學，為了檢驗教學成果，要求我們對標準化的考試形式進行改革，怎樣考核、考核的分數如何確定成為我們一體化教學評價的難題。針對單片機的一體化教學確立考核方式為過程性考核，即每個項目分別以百分制進行量化打分，再把本學期的所有項目成績的平均作為本學期的最終成績。考核內容包括：出勤（20%）、知識掌握（30%）、項目完成（30%）、成果展示（20%）。

3.1 出勤

學生在項目實施過程中都嚴格按照規定進行考勤，端正學生學習的態度。對于小組成員全勤的在項目結束的時候進行表彰，以此激勵大家在下個項目實施過程中的出勤及小組成員之間的監督和促進作用。

3.2 知識掌握

知識掌握的過程包括學習積極性、認真程度、對知識點的掌握與綜合運用情況等內容。在評價的過程中把這些內容按照一定的比例進行合理評價，只有這樣才能發現學生的綜合素質，依次作為對學生查漏補缺的依據，促進學生的綜合發展，提高學生的學習水平和綜合素養。

3.3 項目完成

項目的完成包括基本功能的實現、拓展功能的實現、PPT的制作及項目總結情況等。每個項目的功能實現，都必須給予學生公正公平的評價，不斷考核學生的學習能力，同時提高學生的團隊合作能力及交流溝通能力等，極大地提高學生的學習興趣及其積極性。

3.4 成果展示

邀請所有專業課教師參加每個項目的成果展示，在展示過程中教師根據學生的展示課件對其進行提問，教師可以指定學生回答或者學生進行搶答，對回答正確的同學進行加分政策，回答錯誤的同學進行減分政策，加強學生對基礎知識的掌握；在展示過程中學生也可以就項目實施過程中出現的有疑問的問題向專業老師提出，專業老師對其進行詳細的講解，彌補學生薄弱的基礎知識，以此來提高學生的交流溝通能力和學習積極性。

通過一體化教學方式、項目驅動教學法及過程性考核方式的實施，單片機課程教學將實現以下幾個轉變：教學由“知識的講解”向“知識的處理”轉變；教師由“專業型”向“綜合型”轉變；學生由“被動型”向“主動型”轉變；課堂由“固定型”向“移動型”轉變；教學手段由“書本講解”向“網絡化探索”轉變，由“課程獨立”向“課程綜合”轉變。從而體現“一體化”教學模式的開放性、實踐性和實用性。

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王璐（1986—），男，工學學士，電工技術助理講師，研究方向：機電一體化教學。