職業(yè)院校單片機創(chuàng)新型課題教學

張俊

摘 要：當前，職業(yè)教育成為國家實現(xiàn)制造強國戰(zhàn)略的重要一環(huán)，職業(yè)院校學生展現(xiàn)出動手能力強的特點，但是對理論知識的學習興趣不高。為此，很多人認為職業(yè)院校的學生只能“做”而無法“想”和“創(chuàng)”。然而，只要我們注意身邊的點點滴滴，將生活資源變?yōu)樾滦驼n題并引入課堂教學，認真篩選素材，一樣能夠為職業(yè)院校的學生構建創(chuàng)新性學習的平臺，從而提高他們的學習興趣和創(chuàng)新興趣。本文根據(jù)單片機技術中一個教學實例，論述了如何從生活中選取課題資源，進而使課題在課堂中得到升華。

關鍵詞：生活資源 新型課題 單片機技術

職業(yè)院校的學生受各方面因素的影響，呈現(xiàn)出喜“動”不喜“靜”，好“動手”不好學“理論”的特點。然而，我們不能根據(jù)這些特點就認為他們無法安下心來做學問。其實，只要我們善于觀察、勤于思考，認真分析學生的興趣愛好，在生活中尋找切入點，將枯燥的理論知識融入到他們感興趣的教學環(huán)境中，就可以做到以任務為引領，以能力為導向，將職業(yè)院校的學生培養(yǎng)成高素質(zhì)、高技能人才。

一、如何從生活中選取課題資源

1.觀察生活，善于發(fā)現(xiàn)

從生活中選材指的是在日常生活中發(fā)現(xiàn)亮點，尋找可以轉(zhuǎn)化為教學課題的資源，將其進行典型工作任務的轉(zhuǎn)化，并應用到課堂教學中。

尋找課題需要我們仔細觀察生活，善于發(fā)現(xiàn)身邊的有用信息。以單片機應用技術為例，當學生學習了單片機最小系統(tǒng)后，我們可以讓學生運用發(fā)光二極管，設計各式各樣的花樣廣告燈；流感流行時，學生需要測量體溫，我們可以指導學生運用DS18B20溫度傳感器和數(shù)碼管設計單片機簡易溫度測量裝置；光伏太陽能等新能源技術在本地區(qū)得到大規(guī)模發(fā)展，我們可以指導學生進行太陽能新能源電子產(chǎn)品的制作等。

這些素材都來自于我們的生活，我們搜集到它們，加以整理，就可以將其作為我們課題的素材。例如，太陽能手機充電器的例子，就使學生在生活中對太陽能這種新能源產(chǎn)生了興趣，于是想到怎樣利用已學的知識制作一個作品來解決身邊的實際問題。

2.認真篩選，體現(xiàn)實用

當我們搜集到這些信息后，要認真篩選，選取適合學生訓練研究的課題。這些課題必須具備以下幾個特點。

（1）難度適中，適合學生。課題必須難度適中，使學生能夠在現(xiàn)有水平的基礎上，通過查閱資料、請教師長能夠基本完成課題，這樣學生會產(chǎn)生學習的成就感，也便于激發(fā)他們繼續(xù)學習的興趣。

隨著學習的深入，我們也可以逐步增加課題的難度，使學生得到良性循環(huán)發(fā)展。例如，太陽能手機充電器這個課題，難度中等，基本滿足讓學生在現(xiàn)有知識的基礎上略加深入，就能摸到門徑，有助于學生主動進行學習與研究。

（2）貼近生活、實用性強。我們的課題來源于生活，更要具備較強的實用性，這樣更有利于激發(fā)學生的研究興趣。很多課題完成后都可以方便我們的生活，這使學生感受到了運用所學知識解決身邊實際問題的快樂。例如，我們所做的電子體溫計、太陽能充電器、多功能定時插座等作品都具備很強的實用價值。

學生只有對生活敏感、學會感知生活，才能夠舒心地學習、探索未知世界，這也正是我們要從生活中選取課題的原因。例如，我們指導學生制作的太陽能手機充電器，該課題緊貼生活，不僅涉及目前流行的光伏太陽能技術，而且作品做出后具備較強的實用價值，學生用自己制作的手機充電器對自己的手機進行充電，心中格外興奮。

（3）內(nèi)容綜合，緊扣教學。以單片機應用技術為例，我們選取的課題基本包括了單片機應用技術的基本內(nèi)容，其中以顯示、傳感、按鍵等基本模塊為主，為的是提高學生的感性認識。例如，我們所選擇的太陽能手機充電器這個課題，其中包括了DS18B20傳感檢測、LCD1602液晶顯示、繼電器和蜂鳴器的應用、鍵盤的應用，計數(shù)與中斷的應用等。這些課題綜合性強，緊扣教學大綱，也為學生創(chuàng)造了一個展示自己個性與進行學習研究的平臺。

二、新型課題與傳統(tǒng)課題的對比

新型課題與傳統(tǒng)課題進行比較，其優(yōu)點是明顯的。第一，新型課題貼近生活，更利于激發(fā)學生的學習興趣，因為學生對完成課題充滿期待，會更加努力、認真地去完成課題。傳統(tǒng)課題由于偏重于理論，會使學生感覺枯燥無味，無法激發(fā)其學習熱情。

第二，新型課題屬于一種研究性課題。其目的不是單純地讓學生去做，而是給學生一個創(chuàng)新的學習平臺。學生依據(jù)項目任務要求，從構思開始，經(jīng)過設計與論證，多角度地思考問題，最終完成項目的整體構架，在整個過程中都處處體現(xiàn)學生的主體作用。在這個過程中，學生充分發(fā)揮了自己的創(chuàng)造能力、展現(xiàn)了自己鮮明的個性，學生是整個項目執(zhí)行的主體，把自己掌握的理論知識應用到了解決實際問題的過程中。

第三，進行新型課題的訓練也能夠激發(fā)教師的靈感。由于這些課題都是貼近生活中遇到的實際問題，因此，教師通過觀察學生的研究設計過程，很容易有所感悟，從而萌發(fā)靈感，對其中某些項目進行深入研究與開發(fā)。例如，我們已對太陽能手機充電器、多功能定時插座等課題進行深入研究，力求將其做成成熟的項目產(chǎn)品。

綜上所述，進行新型課題的訓練使教師和學生教學相長，可以促進雙方能力的提高。

三、實例演示

本節(jié)以筆者所在系教師自行指導學生設計的單片機應用技術課題：CM12232液晶顯示溫度計為例，進行說明。

設計背景：溫度的檢驗測定及調(diào)節(jié)在日常生活及工農(nóng)業(yè)出產(chǎn)中時常要用到。熱電偶和熱電阻是傳統(tǒng)的測溫元件。而熱電偶和熱電阻需要較多的外部硬件支撐，從而將測出的電壓量轉(zhuǎn)換成對應的溫度，這個過程需要龐大的硬件電路設計、軟件調(diào)試工作。

基于單片機控制的液晶顯示溫度計采用一種智能溫度傳感器DS18B20作為檢驗測定元件，它是由DALLAS半導體公司推出的，最大分辨率為0.0625℃，溫度規(guī)模為-55～125℃。

DS18B20的優(yōu)點在于可以直接讀出被測溫度值，并且與單片機采用三線制連接，這樣可以減少硬件電路的設計，達到了降低設計成本的目的。

具體設計如下。

1.方案選擇

本任務是利用單片機控制系統(tǒng)設計制作的一個液晶顯示溫度計，AT89S52單片機是該系統(tǒng)的主控元件，溫度傳感器采用DS18B20，溫度顯示由CM12232液晶顯示模塊完成，這樣設計既便捷又直觀。通過該設計，重點培養(yǎng)學生對DS18B20溫度傳感器和液晶顯示模塊的使用，以及對單片機最小控制系統(tǒng)的認知。提高學生對單片機的學習興趣，使學生在生活中感受學習知識的樂趣。其原理框圖如下圖所示。

2.硬件選擇與設計

（1）主控電路。本電路主控單片機的型號是AT89S52。工作電壓為直流+5V。C1、C2和CY構成6MHz時鐘電路，為單片機的工作提供時鐘。R2、C3、S組成單片機按鍵復位電路，實現(xiàn)系統(tǒng)的復位與清零。

（2）DS18B20溫度傳感器。DS18B20智能型數(shù)字溫度傳感器是本系統(tǒng)的溫度信號采集裝置。

DS18B20溫度傳感器具有獨特的一線接口，它的通信只需要一條進口線。DS18B20溫度傳感器的用途十分廣泛，包括空調(diào)環(huán)境控制，感測建筑物內(nèi)溫設備或機器，并可進行過程監(jiān)測和控制。它的工作電壓范圍可以達到3.0V至5.5V。可以測量-55℃至+125℃之間的溫度。

（3）CM12232液晶顯示。目前，一般液晶顯示器利用液晶的物理特性是通過外加電壓對顯示區(qū)域進行控制。被廣泛用于便攜式電腦、數(shù)字攝像機、移動通信工具等領域。它可以顯示字符或圖形，具備適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動、易于實現(xiàn)全彩色顯示的特點。本設計采用CM12232點陣液晶屏進行顯示，它具備了讀數(shù)直觀和使用方便的特點，顯示精度為0.1℃。

（4）電源模塊。三端集成穩(wěn)壓器7805作為本電路的直流穩(wěn)壓電源，A、B兩個端子可以輸出5V直流電壓。

四、參考程序

本設計采用C語言對單片機進行編程，程序省略。

五、安裝與調(diào)試

本設計制作較為簡單，根據(jù)原理圖進行安裝、焊接與調(diào)試。在調(diào)試過程中需要注意RP1電位器的選擇及調(diào)試，若選擇的阻值過大則可能導致液晶顯示器無法正常工作。

六、小結

通過以學生身邊的生活資源作為案例的學習過程，學生作為學習的主體全身心地投入到學習中去，激發(fā)了學生巨大的學習潛力，并且其不再討厭理論知識，在項目學習過程中明白了理論學習指導實踐操作的重要意義，取得了良好的教學效果。

我們應當努力為職業(yè)院校學生搭建良好的學習研究平臺，使他們能夠在學習的天空任意翱翔，促使他們通過不懈的努力與奮斗，擁有美好的未來。

（作者單位：無錫技師學院）