單片機(jī)接口技術(shù)“用—學(xué)—教”創(chuàng)新教學(xué)模式的探索

王子菡 羅致春

（1.湘潭大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 湖南·湘潭 411105；2.湘潭大學(xué)物理與光電工程學(xué)院 湖南·湘潭 411105）

0 引言

著名科學(xué)家錢(qián)學(xué)森院士晚年在各種場(chǎng)合不止一次提出的問(wèn)題：“為什么我們的學(xué)校總是培養(yǎng)不出杰出人才？”錢(qián)學(xué)森之問(wèn)振聾發(fā)聵，實(shí)際上指出了中國(guó)的教育所存在的問(wèn)題，其中一個(gè)重要的方面，就是學(xué)校培養(yǎng)創(chuàng)造人才的教育模式亟待改進(jìn)。如何進(jìn)行教學(xué)創(chuàng)新，培養(yǎng)出社會(huì)需要的創(chuàng)新人才，是一線(xiàn)教師面臨的重要課題。

《單片機(jī)接口技術(shù)》是一門(mén)應(yīng)用性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)課程，它對(duì)整個(gè)專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用[1-2]。在實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，按傳統(tǒng)的“教—學(xué)—用”教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)時(shí)，當(dāng)遇到實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的具體問(wèn)題時(shí)，學(xué)生往往不能綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析解決，更不用說(shuō)實(shí)踐創(chuàng)新了。因此單片機(jī)接口技術(shù)迫切需要進(jìn)行教學(xué)模式上的創(chuàng)新，改善目前這種學(xué)生只會(huì)學(xué)，不會(huì)用的尷尬現(xiàn)狀，提高教育教學(xué)成效。

本文提出一種單片機(jī)接口技術(shù)“用—學(xué)—教”創(chuàng)新教學(xué)模式，就是以學(xué)以致用為立足點(diǎn)，以提高學(xué)生實(shí)踐能力為導(dǎo)向，為了用而學(xué)，為了學(xué)而教。根據(jù)創(chuàng)新的教學(xué)模式，在教學(xué)實(shí)踐中進(jìn)行了初步的嘗試，取得了一些有益的成果，希望得到同行的關(guān)注與探討，并由此推動(dòng)課程教學(xué)質(zhì)量的提高。

1 單片機(jī)接口技術(shù)課程創(chuàng)新教學(xué)模式教學(xué)分析

單片機(jī)接口技術(shù)這門(mén)課程對(duì)于學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力要求很高，筆者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)體會(huì)，探索了“用—學(xué)—教”一體化的單片機(jī)接口技術(shù)創(chuàng)新教學(xué)模式，用案例教學(xué)加強(qiáng)理論基礎(chǔ)，用項(xiàng)目教學(xué)提高實(shí)踐技能，用競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)提供上升空間。

1.1 “用—學(xué)—教”一體化創(chuàng)新教學(xué)模式

“用—學(xué)—教”一體化的創(chuàng)新教學(xué)模式，也就是將學(xué)生的“用”作為目的，引導(dǎo)學(xué)生的“學(xué)”，實(shí)現(xiàn)老師的“教”。這種教學(xué)模式有利于學(xué)生盡早地融入社會(huì)實(shí)踐，激發(fā)學(xué)生對(duì)單片機(jī)接口技術(shù)課程濃厚的興趣，有利于學(xué)生變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)探究式學(xué)習(xí)，更好地提高單片機(jī)接口技術(shù)的課堂教學(xué)效果。用“用—學(xué)—教”一體化的創(chuàng)新教學(xué)模式，使學(xué)生具有良好的理論基礎(chǔ)以及較強(qiáng)的實(shí)踐能力，真正達(dá)到教育教學(xué)的目的，做到學(xué)以致用。

1.2 案例教學(xué)模式

案例教學(xué)就是將現(xiàn)實(shí)的工程應(yīng)用問(wèn)題與課本理論知識(shí)結(jié)合起來(lái)，提供了一種學(xué)習(xí)、模仿、借鑒直至引申的實(shí)際范例給學(xué)生。眾所周知，引導(dǎo)學(xué)生積極參與到教學(xué)活動(dòng)中，并充當(dāng)教學(xué)活動(dòng)的主角，不斷培養(yǎng)他們的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性尤為重要[3]。在案例教學(xué)模式中，老師通過(guò)對(duì)典型實(shí)例的分析講解，使學(xué)生明白所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)可以起到什么作用，解決什么問(wèn)題，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的應(yīng)用能力。

1.3 項(xiàng)目教學(xué)模式

隨著高等教育改革的推進(jìn)，越來(lái)越把實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)作為培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新性思維的有效途徑之一[4]。在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)開(kāi)發(fā)綜合性與創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提高學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力[5]。項(xiàng)目教學(xué)以小組的形式開(kāi)展，由學(xué)生自行選題，完成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的項(xiàng)目，包括項(xiàng)目的調(diào)研、方案的設(shè)計(jì)以及項(xiàng)目實(shí)施。學(xué)生通過(guò)完成該項(xiàng)目，了解和把握整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，各個(gè)環(huán)節(jié)的操作流程以及相關(guān)工具軟件的使用，獲得最終的結(jié)果。項(xiàng)目教學(xué)模式不僅培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和設(shè)計(jì)能力，提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)分析解決問(wèn)題的能力，而且培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和合作精神。

1.4 競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式

為了貫徹因材施教的原則，為學(xué)有余力的學(xué)生提供更多的更好的鍛煉機(jī)會(huì)，極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)能動(dòng)性[6]，引入競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式。科技競(jìng)賽是為部分優(yōu)秀學(xué)生提供深入學(xué)習(xí)和實(shí)踐鍛煉的機(jī)會(huì)，為他們創(chuàng)新能力的發(fā)揮提供上升空間。科技競(jìng)賽的題目一般為本領(lǐng)域?qū)W科前沿，具有很強(qiáng)的綜合性。參賽學(xué)生不僅拓展學(xué)習(xí)了要針對(duì)競(jìng)賽所涉及的相關(guān)學(xué)科知識(shí)，培養(yǎng)了正視困難、勇于挑戰(zhàn)、不斷創(chuàng)新的精神，而且，在比賽過(guò)程中，通過(guò)與同學(xué)，老師，專(zhuān)家之間的溝通交流，開(kāi)闊眼界，對(duì)本領(lǐng)域相關(guān)內(nèi)容及未來(lái)發(fā)展有了更深層次的了解和認(rèn)識(shí)。

2 創(chuàng)新教學(xué)模式在單片機(jī)接口技術(shù)課程中的具體執(zhí)行方式

單片機(jī)接口技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)立足于“學(xué)以致用”，目的是“用-學(xué)-教”，即為了用而學(xué)，為了學(xué)而教。為了充分發(fā)揮本創(chuàng)新教學(xué)模式的教學(xué)效果，筆者給出幾種其在教學(xué)過(guò)程的具體執(zhí)行方式，讓學(xué)生在此過(guò)程中自發(fā)主動(dòng)地學(xué)習(xí)，掌握理論知識(shí)，提高實(shí)踐能力，體現(xiàn)這種教學(xué)模式的創(chuàng)新意義。

2.1 圍繞案例講解課本知識(shí)

在教學(xué)過(guò)程中，教師如何提出教學(xué)任務(wù)，激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生主動(dòng)參與到教學(xué)中來(lái)，是提高教學(xué)效果的關(guān)鍵一環(huán)。區(qū)別于傳統(tǒng)的先給出各個(gè)知識(shí)點(diǎn)，然后將各個(gè)知識(shí)點(diǎn)組合的教學(xué)方式，本創(chuàng)新模式用案例將各個(gè)知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)，圍繞案例講解課本知識(shí)。比如，在學(xué)習(xí)單片機(jī)I/O口的擴(kuò)展芯片8155時(shí)，傳統(tǒng)的教學(xué)模式先講8155眾多的命令字和狀態(tài)字，煩冗的時(shí)序功能，學(xué)生在學(xué)習(xí)這些知識(shí)點(diǎn)時(shí)因?yàn)闆](méi)有牽涉到具體應(yīng)用，對(duì)這些命令字和狀態(tài)字中各位的功能意義并不能領(lǐng)會(huì)，在學(xué)習(xí)的過(guò)程中并沒(méi)有多大興趣，而且學(xué)過(guò)就忘。而創(chuàng)新教學(xué)模式首先介紹電路整體功能，然后介紹I/O接口芯片8155，其各個(gè)組成部分，如何使用8155實(shí)現(xiàn)I/O擴(kuò)展，然后再針對(duì)每個(gè)功能去學(xué)習(xí)相關(guān)的命令字，狀態(tài)字，學(xué)習(xí)相關(guān)時(shí)序設(shè)計(jì)及電路控制。這樣學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)候帶有很強(qiáng)的針對(duì)性，對(duì)學(xué)過(guò)的知識(shí)也能理解其功能含義，有深刻印象。通過(guò)這種方法激發(fā)學(xué)生的興趣，明確學(xué)習(xí)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生在主觀意識(shí)上去積極主動(dòng)認(rèn)識(shí)和探索相關(guān)知識(shí)。

2.2 項(xiàng)目與競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)，提高實(shí)踐能力

在課本知識(shí)的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)之上，就可以結(jié)合本院學(xué)生的后續(xù)課程《單片機(jī)課程設(shè)計(jì)》，進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)踐。在這個(gè)階段，學(xué)生按小組展開(kāi)分工與合作，在討論與溝通中將已學(xué)知識(shí)進(jìn)行強(qiáng)化和重構(gòu)，提高實(shí)踐能力，從而達(dá)到激發(fā)興趣、啟迪心智、感悟積淀、創(chuàng)新發(fā)展的四重境界[7]。從選題調(diào)研、任務(wù)分工、器材選型、調(diào)試運(yùn)行等各個(gè)環(huán)節(jié)都由學(xué)生自己負(fù)責(zé)，教師只起到引導(dǎo)與疑難解答的作用。科技競(jìng)賽則是為有濃厚興趣的同學(xué)提供深入學(xué)習(xí)和時(shí)間鍛煉的機(jī)會(huì)，為創(chuàng)新能力的更好發(fā)揮提供平臺(tái)。通過(guò)項(xiàng)目和競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)，提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，培養(yǎng)解決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題的專(zhuān)業(yè)技能。

2.3 完善學(xué)生評(píng)價(jià)體系

從評(píng)價(jià)體系看，傳統(tǒng)的單片機(jī)接口技術(shù)課程學(xué)生評(píng)價(jià)指標(biāo)過(guò)于單一，學(xué)生的成績(jī)主要由筆試體現(xiàn)。這種評(píng)價(jià)方法不能全面的反映學(xué)生對(duì)課程的掌握程度，教師應(yīng)通過(guò)多樣化的評(píng)價(jià)方式來(lái)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，如考試、平時(shí)作業(yè)、論文和實(shí)踐報(bào)告等。創(chuàng)新的教學(xué)模式對(duì)學(xué)生教學(xué)的評(píng)價(jià)注重實(shí)踐實(shí)效，從多角度、多方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，采用“平時(shí)+考試+實(shí)踐”多方面進(jìn)行，體現(xiàn)評(píng)價(jià)體系的客觀、公正。同時(shí)，這種評(píng)價(jià)體系可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)于課程的整體把握能力，并認(rèn)識(shí)到自己在這方面的潛力。

3 結(jié)論

本文打破傳統(tǒng)教育模式，創(chuàng)新地將提出“用-學(xué)-教”的教學(xué)模式。本著為用而學(xué)，為學(xué)而教的教學(xué)方針，將實(shí)踐與教學(xué)相結(jié)合，形成了一種全新的教學(xué)模式。通過(guò)這種教學(xué)模式的嘗試，學(xué)生既學(xué)到了理論知識(shí)也掌握了實(shí)踐技能，較好地實(shí)現(xiàn)了知識(shí)與技能向?qū)嶋H應(yīng)用的有效遷移，取得了良好的教學(xué)效果，具有較強(qiáng)的實(shí)踐性和可操作性。