任務驅動法在微機原理與單片機技術教學中的應用探究

任斌 宋躍

[摘 要]將任務驅動法應用到微機原理與單片機技術教學中，能夠有效促進教學效果的提升，并在此基礎上促進學生綜合能力的提升。文章對傳統教學模式存在的問題進行了分析，介紹了任務驅動這種教學方法，探索了任務驅動法在單片機教學中的具體應用情況，最后提出了應用任務驅動法進行單片機教學時的注意事項，希望有助于教學工作者正確應用任務驅動法來進行單片機教學，從而促進教學質量的提升。

[關鍵詞]任務驅動法;單片機教學;應用

[基金項目]2019年廣東省高等教育教學改革項目“新工科背景下深化產教融合聚焦智能制造現代產業學院人才培養體系建設的探索和實踐”（No.586）;2019年廣東省教學質量與教學改革項目“測控技術省級教學團隊”（No.75）;2018年東莞理工學院質量工程項目“自動化重點專業建設”（No.201802005）;“測控技術教學團隊”（No.201802016）

[作者簡介]任 斌（1975—），男，河南周口人，博士，東莞理工學院電子工程與智能化學院教授，主要從事機器人、自動化裝備、智能控制等研究;宋 躍（1963—），男，湖南邵陽人，碩士，東莞理工學院電子工程與智能化學院教授，廣東省教學名師，主要從事嵌入式系統與智能測量研究。

[中圖分類號] G642[文獻標識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）32-0268-03[收稿日期] 2020-02-22

在信息科技快速發展的社會背景下，單片機已經在各行各業得到了比較廣泛的應用，與此同時市場對相關技術人才的需求也在不斷增加，這就對學校的單片機教學工作提出了更高的要求[1]。學校在進行單片機教學時應當注意面向市場并結合單片機市場的發展形勢，這樣才能培養出符合市場需求的優秀技術人才。在計算機、機械等各專業的課程中都有與單片機相關的教學內容，而這些課程通常都是一些需要將理論和實踐緊密結合到一起的課程。而任務驅動法就是一種能夠將理論和實踐教學結合到一起的教學方法，因此對其在單片機教學中的應用情況進行探究是非常必要的。

一、傳統教學模式存在的問題

目前，很多學校在單片機教學時仍采用傳統的教學模式，即先讓學生了解單片機內部結構、指令系統，然后進行程序設計方面的教學，最后針對系統擴展以及相關外圍器件的應用進行講解，在講解過程中還要結合一些相關的應用實例。這種傳統教學模式主要存在以下幾個方面的問題：

（一）教學方法落后

傳統教學模式下，單片機教學通常將理論教學和實驗教學分開，而理論教學通常在課堂上完成，但是單片機專業理論知識比較枯燥難懂，因此純理論的課堂教學方式并不能獲得預期的教學效果。而實驗教學通常都是對課堂講授的理論知識進行驗證，實驗不具備綜合性、開放性，而且嚴重缺乏創新性[2]。這種傳統教學模式，不僅缺乏趣味性，而且也難以讓學生理解單片機技術中的精髓，也無法促進學生操作能力、創新能力的有效提升。

（二）現有教材有待完善

目前，職業院校使用的單片機技術教材，比較偏重于理論內容，實例相對而言比較少，而職業院校的學生接受能力并不是太高，尤其是在理論教學方面，加之課程內容具有較強的抽象性，這就致使學生難以通過理論學習的方式對單片機原理和其他抽象性較強的理論知識進行深入理解，久而久之會跟不上教師的教學進度，學習效果自然無法獲得有效保障。此外，教材更新速度較慢，這就使得學校教授的內容跟不上市場發展，從而導致培養出的學生難以符合市場需求[3]。

（三）教學針對性不足

傳統教學模式下，教學針對性必然不足，也就無法做到我們常說的因材施教，教學效果自然無法獲得保障。而且學校教學將軟件和硬件割裂開來，導致學生在進行實際設計時，并不具備系統化設計的思想，從而影響其設計效果，這也是傳統教學模式的一大劣勢。

二、任務驅動法概述

（一）任務驅動法的概念界定

任務驅動法就是教師將需要教授的內容予以合理的設計，使其成為具體的任務，然后以此作為驅動，并結合相應的實例來引導學生通過主動學習和思考的方式來解決問題[4]。任務驅動法使得學生能夠將學習和操作結合起來，在邊學邊做的情況下更加深入地掌握相關知識技能，從而達到預期教學目標。學生在完成任務的過程中，必然會遇到很多問題并嘗試合適的問題解決方法，因此任務驅動法還能全面培養學習者分析和解決相關問題的能力。

（二）任務驅動法的特點

應用任務驅動法進行單片機教學時，無論是教師的教學活動，還是學生的學習活動，都是以具體任務為核心開展的，這是其最為重要的特點。在此情況下，教師能夠更好地理順自己的教學思路，而學生也能更好地明確自己的學習目標，從而獲得更好的教學效果。教師在指導學生完成任務時，可以將涉及的各種新知識、新技能采用穿插性的方式進行講解，不必完全遵照教材順序進行講解，這樣學生能夠更加清楚地理解相關知識和技能在單片機技術中的具體應用情況，同時也避免了純理論教學的枯燥、抽象，增加學生對單片機技術學習的興趣。

（三）任務驅動法的應用步驟

任務驅動法的具體應用主要包括以下四個步驟：

第一，教師設計出具體的任務。此處的任務不僅是指教學任務，同時也是指教師為學生設計的學習任務。這是應用任務驅動法進行教學時的首要環節，此環節最為重要的地方就是任務設計。教師設計的任務必須與實際生活相貼合，最好是學生見過的實例，同時還要能夠引發學生的興趣。

第二，為了完成任務應當采用的思路、方法及具體操作。教師設計出具體的任務后，需要采用適當的方法對任務進行講解，使學生能夠對完成任務的思路、方法及具體操作等有一個清晰的了解，在這一環節教師要充分發揮主導者的作用。

第三，學生需要邊學邊練。教師應當結合任務實際情況，指導學生通過邊學邊練的方式來掌握相關知識和技能。在此過程中，教師應當注意尊重學生的主體地位，積極引導學生發揮自身的主觀能動性及創新創造能力。這樣有助于學生更加深刻地感受整個認知過程，并且在此過程中培養自身的問題解決能力，增強創新創造意識。

第四，總結相關規律，并且注意突出重點。任務完成之后的總結是非常重要的，能夠起到畫龍點睛的作用。教師可以引導學生根據自己在任務進行中的具體情況來總結相應的規律和技巧，從而使其能夠將實踐所得上升至理論層面，并且對任務重點有一個突出的了解。此階段可以采用教師點評、學生討論等方式進行。

三、任務驅動法在單片機教學中的應用情況

（一）教學運用說明

在單片機教學中應用任務驅動法，如果單純使用理論說明的方式來進行教學指導，可以在一定程度上增強學生對單片機學習的興趣[5-6]。大部分學生能夠在完成教師分配的任務的過程中，理解并掌握相應的理論知識，并且提升自身的操作技能，但是少部分優秀學生會感覺學有余力，因此可以為這些學生設計更高的教學要求。而單純利用任務驅動法進行講解，學生在解決問題時需要獨立查找內容、制訂任務方案、進行任務總結，教師只要負責從旁指導，學生在整個任務完成的過程中都是主導者，但是這種教學方式明顯對學生的綜合素質要求較高。因此，教師可以將理論教學、任務驅動法這兩種教學方式結合起來，使用先簡后繁的方法進行教學指導。首先指導學生了解任務驅動法，其次引導其在實踐操作的過程中逐漸掌握新的技能和知識，最后還要開展針對性教學，這樣可以讓學生全方位了解將任務驅動法應用于單片機教學中的重要性。

（二）具體應用過程

論文以“道路燈具系統”為例，對應用任務驅動法進行單片機教學的具體過程進行介紹。

第一，教師對需要學生完成的任務進行介紹。此次任務主要是利用單片機設計合適的道路燈具系統，該系統主要是對十字路口的紅綠燈進行控制，使其按照規定的要求亮起、熄滅。具體要求如下：開始時全部紅燈亮起，之后南北綠燈亮、東西紅燈亮，此時車輛可南北向行駛，經過固定時長后，南北綠燈滅、黃燈亮，經過固定時長后紅燈閃爍，同時東西綠燈亮，此時車輛可東西向行駛，經過固定時長后，東西綠燈滅、黃燈亮，如此循環往復，指導交通運行。

第二，教師應適當提高任務要求。任務驅動法應用的第二階段，學生對任務已經非常清楚，此時教師應當結合任務內容引導學生進行創新，促進其創新能力的提升。教師可以更加深入地從任務中發掘問題，也可對相關實例進行分析。比如，教師可以增加道路燈具系統的設計難度，為其增加一些要求，比如，道路交通系統能夠根據人流量、車輛情況進行控制。學生可在網絡上查找相關設計資料，也可以向教師請教，在此基礎上制訂出合理的設計方案，之后根據方案進行軟件和硬件系統的設計，最后進行任務總結。學生進行任務操作時，教師應當給予其適當的引導和幫助，包括為其提供必要的資料，這樣才能幫助學生順利完成相關任務，并掌握相應的知識和技能。

第三，進行任務分析。教師在進行任務設計時，應當結合課本實際內容，同時學生也應當結合課本知識來解決任務進行過程中的一系列問題，這樣才能達到任務驅動教學的主要目的。任務完成后，教師還需要對整個任務操作過程進行分析，總結相應的任務技巧，使得理論知識能夠上升到實踐應用中。

（三）總結經驗

任務完成后，教師應當及時組織學生進行討論，讓學生能夠相互交流自己在進行任務操作時的各種體會，并且分享彼此在任務過程中解決問題的相關經驗。教師還應當指導學生對這些經驗進行總結和分享，以此來促進學生自主學習能力的提升。

四、運用任務驅動法進行單片機教學的注意事項

（一）角色和地位的轉變

任務驅動法的特征：一是以任務為主線，二是以教師為主導，三是以學生為主體。任務驅動法進行單片機教學時，整個教學過程都離不開學生的參與和配合，因此教師必須采取措施調動學生的參與積極性，而想要做到這一點，教師必須做好自身的角色轉換工作。教師應當從原來的知識灌輸和講授者，轉變為任務教學的組織者、引導者;教師還應當走向講臺，深入到學生中為其進行指導，同時要加強與學生之間的交流，注重與學生共同進行討論和學習。應用任務教學法進行單片機教學時，教師必須明確自身的角色，認識到教師應當通過合理的指導，幫助學生自主實現相關知識的建構。任務驅動教學模式下，教師起著尤為重要的作用，因此教師應當積極主動地了解學生，當其遇到問題時可以幫助其搭建相應的支架，并在此基礎上引導其自主解決相關問題;當學生缺乏學習主動性時，應當通過提出問題的方式激發其探索欲，促使其主動探究相關問題;學生完成教師分配的任務后，教師還要及時進行評價，并且鼓勵其進一步完善該任務。

（二）任務操作要與理論相結合

應用任務驅動法進行單片機教學的一個重要目的在于，將傳統的被動型學習模式，轉變為主動型學習模式，讓學生在比較真實的環境中進行學習，并且完成教師分配的任務，因此教師需要創建出與學習主題相關，并且貼合實際的學習情景。教師應當引導學生學會帶著任務學習，這樣學生的學習可以更加直觀、形象。教師還要注意引導學生在接到分配的任務后，積極思考怎樣完成任務，遇到難題時要注意與相關理論進行結合，對現有理論進行深入的理解和掌握，這樣才能更加快速準確地解決相關難題。

（三）任務設計應當分散重點和難點

學生要想全面掌握相應的單片機知識、技術等內容，需要以循序漸進的方式進行逐步積累。在進行任務設計時，教師應當對任務大小、知識容量、前后知識銜接等方面的問題予以充分考慮。同時還應當考慮各個學生之間的接受能力差異，積極了解每個學生的實際情況，對其專業基礎、認知能力等有一個較為清晰的了解，在此基礎上進行因材施教。在任務設計時，還應當將教學內容中的重點、難點問題予以分散，避免由于其過于集中導致學生無法有效地消化理解相關內容。教師在指導學生完成任務時，要注意培養學生的質疑能力、批判能力及創新創造能力，使其突破固定模式，大膽進行猜想和判斷，并在此基礎上進行創新。

（四）重視知識建構

知識建構就是讓學生在進行任務操作的過程中，對習得的技能和知識，以及其深層次的本質屬性予以重新認識，對于自己已經掌握的知識則要依據自身的思維方式予以銜接和歸類，在此基礎上對已有知識重新進行整合，最終依照自己的方式完成相應的知識建構。知識建構完成后，需要在教師指導、學生交流和實踐的過程中對其進行完善。

五、結束語

綜上所述，任務驅動法是當前比較常用的一種教學方法，對于培養學生的動手能力、自主學習能力等有著非常重要的作用。傳統的單片機教學模式存在一定的問題，而采用任務驅動法進行單片機教學有助于解決這些問題。而在應用任務驅動法進行單片機教學時，需要注意角色和地位的轉變、任務操作要與理論相結合、重視知識建構以及任務設計應當分散重點和難點，這樣才能保證教學效果。

參考文獻

[1]趙翠榮.任務驅動法在單片機教學中的應用[J].西部素質教育，2018，4（14）：208+210.

[2]李聰玲.任務驅動法在單片機控制設備安裝與調試課程中的應用[J].職業，2018（29）：60-61.

[3]李莎，曹吉花，宗素蘭.任務驅動教學法與應用型人才培養[J].銅仁學院學報，2017，19（9）：104-107.

[4]王健，李琦，陳思喜.技能類課程中任務驅動和項目教學法的運用[J].湖南大眾傳媒職業技術學院學報，2019，19（2）：102-105.

[5]劉巖.任務驅動法在《單片機原理及應用》教學中的應用[J].科技視界，2016（3）：238+285.

[6]顧婭軍，李駿.基于“任務驅動法”的單片機教學研究[J].電腦知識與技術，2012，8（16）：3899-3901+3933.