單片機課程項目化教學探索

摘 要：當前《單片機原理及應用》課程項目化教學存在著一些問題，針對弊端，本文重新設計教學過程，包括對項目的設置和任務的安排進行改革；對理論知識和實踐知識重新整合。在學生中進行調研，發現只有根據學情，從易到難地安排項目內容，選擇根植于生活實踐的任務，采取多元化的考核方式，才能達到較好的教學效果。

關鍵詞：單片機；任務驅動；項目化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.205

1 課程改革前的教學模式

2012年，《單片機原理及應用》在課程上已經進行了初步改革，該課程從傳統的按教材章節授課的教學模式轉變為以任務驅動為載體，整合理論知識和實踐知識的項目化教學模式，課堂的教學效率有所提高。

但是幾年實踐下來，學生仍然感覺單片機難學，學習興趣不高。問題的癥結在于某些項目安排不合理，任務不能引起學生的興趣，部分理論和實踐知識是拼湊而非科學整合；評價依然以教師評價為主，方式單一。

在這種背景下，迫切需要深入研究適合單片機的項目化教學過程，修改課程的項目設置，選擇合適的任務和考核機制，讓理論教學與實踐教學真正的統一，才能吸引學生的學習興趣，提高教學質量，最終實現增強學生職業素養的目的。

2 《單片機原理及應用》教學過程設計

2.1 項目設置

通過實施一個完整的項目而展開教學，其目的是在課堂教學中把理論與實踐教學有機地結合起來，充分發掘學生的創造潛能[1]。學生是初中畢業生，他們理論基礎薄弱，編程水平低，操作易出錯。教師應根據課標和學情設置項目。

職業教育是以全面素質教育為基礎，能力為本位的教育[2]。為突出對學生實踐能力的訓練，理論知識的選取緊緊圍繞工作項目完成的需要來進行，融合單片機基本原理、功能、應用、程序設計方法和編程技巧等內容將本課程分成了四個項目，分別是：《流水燈》、《三人表決器》、《交通信號燈》、《電子琴》。以下是新舊項目設置對比表：

根據學生的認知規律，項目一《流水燈》，著重讓學生掌握單片機的基本構成和工作原理、數據傳送指令；能讀懂程序和接線示意圖。項目二《三人表決器》是在項目一的基礎上讓學生掌握邏輯運算指令和子程序調用指令的功能；能夠畫出簡單的控制電路圖，能讀懂和調試程序。項目三《交通信號燈》是在前兩者的基礎上讓學生掌握定時器指令和中斷指令的功能；能夠畫出控制電路圖，能編寫程序并調試程序。項目四《電子琴》對前三個項目所學知識的綜合運用。

新的項目設置對單片機理論和技術進行重構，難度逐漸增加，體現出漸進式原則，培養了學生的實踐能力。

2.2 教學過程

每個項目由若干子任務構成，子任務的安排由易到難，符合學生的認知規律和技能形成規律，兼顧了學生的可持續發展性。下面以《交通信號燈》為例，展示項目教學過程。

《交通信號燈》項目分為四個子任務。任務一：認識定時器/計數器。任務二：用定時器、技術器實現交通燈的控制。任務三：認識中斷。任務四：帶緊急按鈕的交通信號燈的控制。

任務一：認識定時器/計數器。教師用鬧鐘和停車場的計數器引入定時器/計數器，用PPT演示單片機定時器的工作方式、初值設置；讓學生從網上下載“單片機產生脈沖”的程序，指導學生分析語句，把程序輸入電腦，編譯，運行，觀察實驗箱現象。

任務二：用定時器/技數器實現交通燈的控制。本任務的難點是延時和順序控制。教師以任務一為基礎，讓學生先編寫50ms的延時子程序，然后用循環控制指令，編寫1s、2s、10s的延時。按照時間順序把一個周期分成4個狀態。例如其中一個狀態：東西紅燈亮、南北綠燈亮，延時10s。每個狀態由一個學生小組編程調試，最后把4個狀態的程序整合起來，完成任務。

任務三：認識中斷。為了讓學生理解中斷的概念和處理過程，教師給學生展示一個簡單的中斷處理事件：正常情況下實驗箱上一盞led綠燈亮；突發事件，綠燈滅紅燈亮；事件解決，紅燈滅，綠燈又亮起來。教師給學生程序，指導學生分析，讀懂程序，并在實驗室完成實驗。

任務四：帶緊急按鈕的交通燈控制。在任務二、三的基礎上，增加一個帶緊急按鈕的手動控制開關。當有救護車、消防車等特殊車輛通過時，按下緊急按鈕，可使南北向和東西向均亮紅燈。當救護車和消防車通過后恢復原來狀態。學生分成4人一組，小組成員合作，接線、編程、調試、運行。

考核方式多元化，有理論考核、操作考核和學習態度考核；操作考核采用教師評價和學生小組評價相結合。

3 學生調查問卷分析

為了進行兩種教學過程的對比，本人選擇了電氣11高職班和電氣13高職班各35名學生進行問卷調查，其中電氣11高職班采用的改革前的教學過程，電氣13高職班采用的是改革后的教學過程。調查結果如表2。

調查中電氣11班學生普遍覺得單片機引腳功能復雜、指令多難掌握、畫原理圖困難，看不懂程序，這種狀況在電氣13班學生上出現了好轉。電氣13班學生覺得“單片機有趣”的比例要顯著高于電氣11班學生。

4 總結

改革后的教學優點：（1）選擇的任務來源于生活，容易激發學生的學習興趣。（2）教學內容由易到難，循序漸進，提高了學生學習的自主性。（3）評價多元化。采用學生自評、小組互評及教師評價結合的方式，使學生能找到了理論和操作上的不足，獲得提高。

單片機是一門實踐性和理論性都極強的課程，高中畢業生學都有難度，何況我們的學生是初中畢業，所以要讓他們在一學期內精通單片機是十分困難的。做為一名職業學院的老師，應該讓學生覺得單片機學習有趣。讓學生樹立自信：學好單片機的學生能在就業市場上成為搶手的技能型人才。

參考文獻：

[1]姜大源.職業教育學研究新論[M].教育科學出版社，2007.

[2]鄧澤民，陳慶合.職業教育課程設計[M].中國鐵道出版社，2006.

作者簡介：黃青穎（1975-），女，江蘇丹陽人，碩士，講師，研究方向：建筑電氣工程技術。