以技能競賽思路引導(dǎo)單片機課程教學(xué)改革

黃麗吉

摘 要：本文對當(dāng)前中職校單片機實訓(xùn)教學(xué)中存在的問題進行分析，以在中職校“單片機設(shè)備組裝與調(diào)試”技能競賽中取得的成績和經(jīng)驗，對單片機實訓(xùn)課程進行教學(xué)改革探索。

關(guān)鍵詞：職業(yè)技能競賽 單片機實訓(xùn) 教學(xué)改革

一、單片機實訓(xùn)教學(xué)存在的問題

1.實踐教學(xué)與理論教學(xué)分開，缺乏科學(xué)性

單片機是一門實踐性、專業(yè)性很強的課程，而現(xiàn)在中職校的傳統(tǒng)教學(xué)仍然采用將實踐與理論課程分開上的方式，通常是理論老師在課堂上將理論知識一股腦地“拋售”給學(xué)生，實訓(xùn)老師緊接其后上一到兩周的實訓(xùn)課。在上理論課期間，學(xué)生因為無法理解這些晦澀難懂的知識而對單片機這門課程失去興趣，在接下來的實踐教學(xué)時學(xué)生只是依葫蘆畫瓢地將實踐項目做完，根本不知道為什么這么做，甚至不知道做這個項目的知識點在哪。因此，這樣的設(shè)計很不合理，缺乏科學(xué)性。

2.實訓(xùn)項目單一，缺乏系統(tǒng)性

目前中職校單片機實踐教學(xué)普遍還是采用實驗電路已經(jīng)搭建好的實驗箱進行實驗，學(xué)生按照設(shè)備廠商提供的實驗指導(dǎo)書進行程序輸入、編譯、下載、驗證，驗證的結(jié)果與實驗指導(dǎo)書一致就算項目結(jié)束。在整個實踐過程中，學(xué)生根本沒有開動自己的思維去理解實訓(xùn)程序和實訓(xùn)電路，只是單純地進行驗證性實驗，無法建立整個單片機應(yīng)用系統(tǒng)的概念。這樣就造成了學(xué)生實訓(xùn)后對單片機的知識知之甚少，更別提如何應(yīng)用了。

3.實訓(xùn)教學(xué)手段單一，缺乏靈活性

單片機實訓(xùn)教學(xué)的手段較為單一，基本是教師在黑板上講解要完成的項目內(nèi)容及知識點、學(xué)生操作、教師指導(dǎo)。這樣的模式往往造成一個學(xué)生操作多個學(xué)生在看或在玩的局面，同時，學(xué)生數(shù)量多，兩個實訓(xùn)教師無法兼顧，學(xué)生一遇到問題就停留在那里，造成很多學(xué)生無法按時完成任務(wù)。

二、以技能競賽為導(dǎo)向的單片機實踐教學(xué)改革

“單片機設(shè)備組裝與調(diào)試”職業(yè)技能競賽模擬了真實的工作場景，要求選手在4個小時內(nèi)高質(zhì)量地完成所有任務(wù)。因此就需要選手不但具備較強的專業(yè)能力及技術(shù)操作能力，同時還要具備一定的應(yīng)變能力。將該技能競賽的思想引入到單片機實踐教學(xué)中，就是讓學(xué)生得到系統(tǒng)化、專業(yè)化的培訓(xùn)，真正做到“以賽促教、以賽促學(xué)”。

1.理實一體化教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

單片機是一門專業(yè)性很強的課程，它所涉及的知識面很廣，涵蓋了電子電路、傳感器、微機接口、編程語言等，對于中職學(xué)生來說學(xué)習(xí)起來比較吃力。在職業(yè)技能競賽集訓(xùn)時我們采用理實一體化教學(xué)取到較好的教學(xué)效果。在之后的教學(xué)中，筆者將單片機整個課程教學(xué)安排在實訓(xùn)室里完成，采用理實一體化教學(xué)。

在理實一體化的實施過程，我們把項目教學(xué)法引入到教學(xué)中，把項目細(xì)分為小模塊進行分解，按步驟實施。學(xué)生圍繞項目小模塊分組討論，通過互動教學(xué)把理論的知識點滲透到實訓(xùn)的整個過程。

2.以技能競賽為指導(dǎo)，巧妙設(shè)計實訓(xùn)項目

以往的單片機實踐項目都是以設(shè)備廠家提供的實驗指導(dǎo)書為準(zhǔn)，各個模塊及知識點分得比較散，無法讓學(xué)生對單片機知識有個系統(tǒng)性的認(rèn)識。筆者通過對歷年單片機安裝與調(diào)試職業(yè)技能大賽題目的分析，發(fā)現(xiàn)競賽重點考查的是學(xué)生對單片機專業(yè)知識的理解與掌握及其綜合能力的應(yīng)用，題目的實質(zhì)就是一個小型的工程項目。基于此，筆者意識到，以職業(yè)技能競賽為導(dǎo)向設(shè)計單片機實踐項目應(yīng)由易到難、循序漸進，同時需要兼顧到實踐項目的趣味性、實用性、系統(tǒng)性。

根據(jù)職業(yè)技能競賽的要求及學(xué)校現(xiàn)有的設(shè)備，筆者采用YL-236型單片機控制功能實訓(xùn)考核裝置作為實踐設(shè)備。該設(shè)備配備了電源模塊、主機模塊、指令模塊、顯示模塊、繼電器模塊、傳感器模塊等11個模塊，在這11個模塊中每個模塊又細(xì)分出多個子模塊，可以滿足基礎(chǔ)性、靈活性、綜合性的實踐要求。根據(jù)“單片機設(shè)備組裝與調(diào)試”職業(yè)技能競賽的考核要求，筆者設(shè)計了6個單片機實訓(xùn)項目，每個項目又由淺入深分解為三四個子項目，具體如下。

一是流水燈項目。

點亮一盞燈——點亮8盞燈——一盞燈閃爍——流水燈。

二是模擬小車往返項目。

電動機正轉(zhuǎn)控制——應(yīng)時電動機轉(zhuǎn)動——模擬小車往返。

三是四路搶答器項目。

一個開關(guān)控制一盞燈——七段碼顯示“4”——顯示8個開關(guān)數(shù)字——4路搶答器。

四是彈奏歌曲“兩只老虎”。

喇叭發(fā)出報警聲——喇叭發(fā)出音樂“1”——彈奏音樂“1234567i”——彈奏歌曲“兩只老虎”。

五是簡易電壓表設(shè)計。

模擬量轉(zhuǎn)成數(shù)字量——數(shù)字量轉(zhuǎn)成模擬量——簡易電壓表設(shè)計。

六是恒溫系統(tǒng)。

DS18B20的讀取——溫度的采集——溫度設(shè)定——恒溫系統(tǒng)。

以上的項目設(shè)計由易到難、層層遞進，既設(shè)計了單片機基礎(chǔ)模塊訓(xùn)練，也設(shè)計了綜合性訓(xùn)練。將單片機的知識點及職業(yè)技能包含其中，有效地提高了實踐項目的實用性、趣味性、系統(tǒng)性。

3.采用信息化教學(xué)手段，促進教學(xué)

單一的、傳統(tǒng)的教學(xué)手段使得實踐教學(xué)課堂效率低，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高。筆者學(xué)校“單片機設(shè)備組裝與調(diào)試”職業(yè)技能競賽集訓(xùn)時采用現(xiàn)代化信息教學(xué)手段，有效地提高了教學(xué)質(zhì)量和效率。結(jié)合職業(yè)技能競賽“以賽促教、以賽促學(xué)”的精神，筆者將其有效地應(yīng)用到單片機實踐教學(xué)中。

首先利用網(wǎng)絡(luò)讓學(xué)生有效地進行預(yù)習(xí)。現(xiàn)在每個學(xué)生都有手機，那么就可以建立一個QQ群，將每天要做的項目及知識要點發(fā)布到群公告欄上，讓學(xué)生能夠提前預(yù)習(xí)。在這預(yù)習(xí)當(dāng)中讓學(xué)生對所要學(xué)的知識有個初步的認(rèn)識。

在實踐環(huán)節(jié)中，對于初學(xué)單片機的同學(xué)來說，由于實踐經(jīng)驗及專業(yè)知識不足，在實訓(xùn)室動手操作過程中能夠參與的實驗項目較少，而且容易損壞元件及設(shè)備，因此鼓勵學(xué)生應(yīng)用Proteus仿真軟件。Proteus軟件是一個兼容性很強的仿真軟件，它能與Keil編程軟件有效對接。通過這兩個軟件的結(jié)合，可以方便地進行軟件編程、程序編譯、下載電路、原理圖的設(shè)計和仿真測試， 還可以觀察仿真電路的工作狀態(tài)及軟件運行后的變化情況。這對于學(xué)生深入學(xué)習(xí)有巨大的幫助，可以用Keil完成單片機軟件設(shè)計調(diào)試，用Proteus完成硬件設(shè)計及系統(tǒng)運行結(jié)果查看。用Proteus來做單片機的仿真分析和設(shè)計非常方便，極大地開拓了單片機學(xué)習(xí)的空間，降低了單片機的學(xué)習(xí)成本，提高了學(xué)習(xí)效果。

在實踐教學(xué)中，運用微課也是一個行之有效的教學(xué)手段。實訓(xùn)老師在課前將當(dāng)天所做項目的操作及知識講解拍攝下來，課堂上用投影儀播放，學(xué)生在實踐的過程中如果有不理解的知識點，就可以讓“另一個”教師教他，很好地解決了實踐教師忙不過來的現(xiàn)象，也讓學(xué)生的學(xué)習(xí)效率得到有效的提高。

三、小結(jié)

以職業(yè)技能大賽為導(dǎo)向的單片機實訓(xùn)教學(xué)改革，有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生的單片機水平有不同程度的提高。在教革的過程中還有效地磨煉了教師，讓教師的專業(yè)技能水平和教學(xué)水平都得到了提高，真正做到“以賽促教、以賽促學(xué)”。

（作者單位：福建工業(yè)學(xué)校）endprint