關(guān)于職校單片機(jī)教學(xué)改革的思考

　　摘要：本文就筆者所在職校單片機(jī)課程的教學(xué)現(xiàn)狀作了分析，指出了學(xué)生學(xué)習(xí)、教師教學(xué)、教材的使用、教學(xué)平臺等方面出現(xiàn)的一系列問題。并根據(jù)以往教學(xué)經(jīng)驗(yàn)以及大量參考文獻(xiàn)，提出了一些改革的觀點(diǎn)。
　　關(guān)鍵字：職校；單片機(jī)；教學(xué)；改革
　　
　　對于計算機(jī)、電子、通信以及電氣工程及自動化專業(yè)的學(xué)生而言，單片機(jī)課程是必不可少的一道大餐。該課程具有很強(qiáng)的理論性、實(shí)踐性、技術(shù)性。但從我國職業(yè)學(xué)校的教學(xué)成效來看，普遍不理想。尤其體現(xiàn)在學(xué)生學(xué)習(xí)目的不明確、課堂積極性不高、理論與實(shí)踐脫節(jié)、教師教學(xué)手段與教學(xué)平臺落后等很多問題。所以，對職業(yè)學(xué)校的單片機(jī)教學(xué)，改革迫在眉睫。
　　一、對職校單片機(jī)課程教學(xué)現(xiàn)狀的分析
　　單片機(jī)是一門綜合性非常強(qiáng)的學(xué)科，涉及知識較多、較雜，學(xué)生學(xué)習(xí)時感覺非常累。此課程的學(xué)習(xí)除了需要學(xué)生有很扎實(shí)的硬件、編程理論知識、邏輯思考能力與動手能力外，還需要學(xué)生有一定的英語知識。下面筆者將教學(xué)時發(fā)現(xiàn)的問題作以分析：
　　1. 學(xué)生基礎(chǔ)薄弱
　　職業(yè)學(xué)校的單片機(jī)教學(xué)一般先讓學(xué)生學(xué)習(xí)指令與編程，接著學(xué)習(xí)接口、定時等。由于生源問題，很多學(xué)生的基礎(chǔ)相當(dāng)薄弱，不但理解能力差，而且英語基礎(chǔ)也很差。對于第一關(guān)——指令關(guān)，往往討厭英語的學(xué)生很難有興趣面對，他們不愿理解，更不愿有針對性地記憶。所以，雖然站在同一起跑線，但當(dāng)指令內(nèi)容學(xué)下來，往往水平已經(jīng)參差不齊。而對于接下去程序階段的學(xué)習(xí)，又是充分考驗(yàn)學(xué)生邏輯思維能力與綜合運(yùn)用各指令與關(guān)鍵字的能力，如果前階段指令一關(guān)過不了，在這一關(guān)幾乎無法學(xué)習(xí)。此時，課堂中相當(dāng)一部分學(xué)生儼然由于基礎(chǔ)薄弱導(dǎo)致興趣全無而無法正常完成單片機(jī)的學(xué)習(xí)。
　　2. 內(nèi)容抽象，學(xué)生無心戀學(xué)
　　單片機(jī)的體系龐大，從最基本的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、ROM、RAM、指令系統(tǒng)到中斷系統(tǒng)、定時計數(shù)器、串行通訊、A/D轉(zhuǎn)換、IO擴(kuò)展等，涉及的內(nèi)容較多，相關(guān)芯片更是數(shù)不勝數(shù)。這些繁雜而抽象的內(nèi)容讓職校學(xué)生更是頭疼。而所謂的理論聯(lián)系實(shí)際，一般教學(xué)也是先理論后實(shí)踐，既然這些理論讓學(xué)生學(xué)得痛苦不迭，那么實(shí)踐操作時缺少理論支持，理解與編程也就必然會更加困難。
　　3. 學(xué)生缺乏自主學(xué)習(xí)能力、依賴性強(qiáng)
　　學(xué)生在具體的學(xué)習(xí)過程中過分依賴教師，被動地聽課、被動地做筆記，依然沿襲著傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式。題目出現(xiàn)后，不愿意主動思索、探究解決問題的方法，而是寄希望教師給出答案，自己輸入進(jìn)行簡單的結(jié)果調(diào)試。
　　4. 教學(xué)模式陳舊
　　在實(shí)踐課程中，很多教師出于對學(xué)生的不信任，對于一些實(shí)際開發(fā)問題不放手讓學(xué)生自己揣摩，而是將自己設(shè)計好的原理圖、程序以及選擇的元件帶到實(shí)驗(yàn)室。學(xué)生根本不知如何而來，導(dǎo)致程序無法調(diào)試、運(yùn)行失敗等好多問題。也有很多教師對待一些開發(fā)問題讓學(xué)生照著理論知識與以往實(shí)例逐步照搬，一個相對比較大的項(xiàng)目沒有具體的分工。本來平時學(xué)生接觸的實(shí)際開發(fā)機(jī)會比較少，對以往的實(shí)例也沒有一個系統(tǒng)的掌握，所以當(dāng)面對一個復(fù)雜的問題束手無策時，產(chǎn)生了巨大的壓力，導(dǎo)致厭學(xué)。
　　5. 授課教師自身的實(shí)際開發(fā)經(jīng)驗(yàn)較少，水平不高
　　在我們單片機(jī)系列課程的教學(xué)之中，授課教師的水平尤其重要，無論理論還是實(shí)踐，缺一不可。而在我國很多職校里，教師自身水平普遍不高，尤其是實(shí)際開發(fā)能力。大部分教師理論強(qiáng)、實(shí)踐弱，導(dǎo)致實(shí)踐課無法站在一定的高度跟學(xué)生講解與指導(dǎo)。
　　6. 教材選擇不恰當(dāng)
　　市場上流行的單片機(jī)系列較多，例如51、AVR、PIC、MSP430、凌陽等。不同系列的單片機(jī)各有優(yōu)劣，在市場中也都占有一席之地，因而單片機(jī)教材也很多。而這些教材大多內(nèi)容陳舊，技術(shù)落后。
　　7. 實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺落后
　　這種問題存在比較普遍，我們知道《單片機(jī)原理與應(yīng)用》這門課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺主要是教師直接讓學(xué)生采用單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行開發(fā)與實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)箱的優(yōu)點(diǎn)很明顯：它集成了單片機(jī)課程中要驗(yàn)證的絕大部分基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與接口功能，實(shí)驗(yàn)的硬件設(shè)計過程簡單、可靠性高，學(xué)生的學(xué)習(xí)注意力主要集中在系統(tǒng)的架構(gòu)和軟件開發(fā)上，而不會造成硬件線路搭建不當(dāng)?shù)膯栴}，從而加深學(xué)生對實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡恼莆铡５瞧淙秉c(diǎn)也是明顯的。實(shí)驗(yàn)裝置功能有限，各元器件固定的搭配限制了學(xué)生的思維，使其無法發(fā)揮主觀能動性及創(chuàng)造思維，也不能滿足千變?nèi)f化的系統(tǒng)設(shè)計需要，因此，與這類開發(fā)系統(tǒng)配套的實(shí)驗(yàn)裝置在綜合性、創(chuàng)新性設(shè)計實(shí)驗(yàn)中幾乎無用武之地。
　　二、對單片機(jī)課程教學(xué)手段的改革
　　1. 實(shí)用性選材與教學(xué)是根本
　　在選材方面，可根據(jù)市場、技術(shù)的發(fā)展形勢，結(jié)合中職學(xué)生的能力特點(diǎn)。首先，51系列是發(fā)展最久、資源最豐富的單片機(jī)，初學(xué)者不管遇到什么問題，都很容易通過書籍、網(wǎng)絡(luò)找到解決方案。雖然51系列單片機(jī)在效率、芯片容量上存在不足，但是它一直在不斷完善，例如推出STC、C8051F等大容量、高速的新產(chǎn)品，市場份額也依然在繼續(xù)增長。因此，作為最流行的產(chǎn)品，51系列單片機(jī)比較適合中職學(xué)生學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握該技術(shù)后在市場中也具有良好的就業(yè)前景。其次，選擇那些內(nèi)容經(jīng)過精簡、適合中職學(xué)生理解的51系列教材。同時，在教學(xué)中，應(yīng)該貫徹從實(shí)用出發(fā)的思想，不拘泥于教材的內(nèi)容，靈活將各種市場主流技術(shù)，例如超聲波、數(shù)控電位器、觸摸屏、顏色傳感器等工業(yè)實(shí)用技術(shù)融入教學(xué)當(dāng)中，對學(xué)生是非常有益的。
　　2. 因材施教是基礎(chǔ)
　　為了減少學(xué)生在接觸單片機(jī)之前由于這門課程的特性而存在的抗拒心理，授課教師在課程之前，應(yīng)該為學(xué)生詳細(xì)地介紹單片機(jī)的涉及領(lǐng)域，學(xué)習(xí)單片機(jī)課程的價值、發(fā)展前景，正確引導(dǎo)學(xué)生喜歡學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生端正的學(xué)習(xí)態(tài)度等。當(dāng)然，也要對學(xué)生的基礎(chǔ)進(jìn)行摸底。對不同基礎(chǔ)層次的學(xué)生，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)輔導(dǎo)，并制訂針對不同基礎(chǔ)的學(xué)生的教學(xué)計劃、教學(xué)手段等。
　　3. 提高興趣是關(guān)鍵
　　單片機(jī)是一門很有趣的課程，教師應(yīng)該想辦法讓學(xué)生加大對本課程的學(xué)習(xí)興趣。若在授課過程中，教師只講解理論不結(jié)合實(shí)例，學(xué)生會覺得十分枯燥，從而產(chǎn)生厭學(xué)心理。比如，將I/O接口與定時器結(jié)合應(yīng)用時，教師可事先編制一個紅綠燈程序，讓學(xué)生體會單片機(jī)的實(shí)用性，這樣，就能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使他們以飽滿的熱情投入到本課堂的學(xué)習(xí)中。
　　4. 擯棄傳統(tǒng)匯編語言
　　在單片機(jī)教學(xué)過程中，匯編語言一直是編程教學(xué)中的傳統(tǒng)語言，但由于匯編語言可讀性差、難理解、有錯不易修改等一些特點(diǎn)，學(xué)生學(xué)習(xí)起來更加困難，所以教師可將C語言引入單片機(jī)的編程教學(xué)。C語言相對匯編語言而言，可讀性高、易于維護(hù)調(diào)適、具有強(qiáng)大的庫函數(shù)，能減少代碼的寫作量，也更容易讓學(xué)生接受。
　　5. 進(jìn)行單片機(jī)學(xué)科技術(shù)競賽是提高
　　學(xué)校可定期組織開展單片機(jī)技術(shù)競賽。通過競賽，可讓學(xué)生凝聚成一支學(xué)習(xí)能力強(qiáng)、學(xué)習(xí)潛力大、學(xué)習(xí)效果明顯，代表優(yōu)良學(xué)風(fēng)的學(xué)生骨干隊(duì)伍；這支隊(duì)伍在競賽過程中、在獲獎表彰中獲得了全校學(xué)生的關(guān)注，會對全校學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的示范和影響力。這實(shí)際上就是優(yōu)良學(xué)風(fēng)的標(biāo)準(zhǔn)和要求在學(xué)生個體身上的具體落實(shí)，也就是抓示范形象的塑造、積極氛圍的營造、優(yōu)良風(fēng)氣的形成。將職校一年一度技能競賽中一些基礎(chǔ)而用實(shí)用的單片機(jī)比賽項(xiàng)目放入對這些骨干隊(duì)伍的培訓(xùn)中，如驅(qū)動電機(jī)項(xiàng)目、數(shù)模轉(zhuǎn)換等，不僅可為學(xué)校選拔一些競賽苗子，還能使學(xué)生在培訓(xùn)過程中掌握到單片機(jī)的實(shí)用技術(shù)，成為實(shí)用性高、動手能力強(qiáng)的高素質(zhì)人才。
　　6. 培養(yǎng)興趣小組，提高學(xué)生技能
　　
　　興趣是學(xué)習(xí)的動力，是學(xué)生求知和成功的起點(diǎn)。針對學(xué)生的特點(diǎn)，學(xué)校可開設(shè)單片機(jī)興趣小組，并抽調(diào)一批有業(yè)務(wù)專長的教師指導(dǎo)每個興趣小組的課程。這樣，不僅給優(yōu)秀的學(xué)生創(chuàng)造了一個良好的學(xué)習(xí)空間，而且培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的專業(yè)知識和專業(yè)技能。
　　7. 加強(qiáng)教師業(yè)務(wù)能力，更新專業(yè)知識
　　由于很多中職學(xué)校的單片機(jī)教師理論能力強(qiáng)于實(shí)踐能力，學(xué)校應(yīng)該嚴(yán)格對教師自身的專業(yè)知識、業(yè)務(wù)能力進(jìn)行考核。為加強(qiáng)教師在單片機(jī)領(lǐng)域的實(shí)際開發(fā)能力與經(jīng)驗(yàn)的獲得，教育局、學(xué)校應(yīng)定期對教師進(jìn)行培訓(xùn)，或讓教師下企業(yè)頂崗實(shí)習(xí)。只有這樣，教師才能學(xué)習(xí)到最前沿、最迎合市場主流的單片機(jī)知識，才能具有更強(qiáng)的動手能力，培養(yǎng)的學(xué)生才能更好地被社會接納。
　　8. 對單片機(jī)課程實(shí)踐平臺的改革
　　考慮到職校生的綜合素質(zhì)，對于大部分學(xué)生而言單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱足夠?qū)嶒?yàn)與開發(fā)。但對于一些高技班與技師班的學(xué)生而言，這些顯然不夠。我們需要學(xué)生能自主硬件搭建，有能力實(shí)現(xiàn)數(shù)字電路、模擬電路的設(shè)計等。但所有這些，如果為了配合教學(xué)購入大量元器件或儀表儀器，顯然給學(xué)校增添了很大支出，而且容易被學(xué)生損壞。為了降低實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行成本，減小整個使用過程中的元器件損耗等問題，為了給社會培養(yǎng)優(yōu)秀的技能人才，為了我們選拔出來的學(xué)生能真正成為企業(yè)的骨干，我們必須對單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺作些改革。
　　目前，相當(dāng)一部分大專院校采用Proteus虛擬實(shí)驗(yàn)平臺作為入口學(xué)習(xí)環(huán)境，筆者認(rèn)為，對于職校的技師班學(xué)生或者興趣小組成員也可采納這種平臺。
　　因此，針對一些典型的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)，特別是Preoteus 處理得不太好的實(shí)驗(yàn)，如A/D、D/A實(shí)驗(yàn)等，以及后期進(jìn)行創(chuàng)新性和綜合性實(shí)驗(yàn)時，可以根據(jù)具體實(shí)際情況，先進(jìn)行軟件仿真，然后用完全硬件搭建實(shí)驗(yàn)平臺的方法來對其進(jìn)行補(bǔ)充與修正。這樣既節(jié)省了成本，又達(dá)到了實(shí)驗(yàn)設(shè)計的目的。
　　三、結(jié)論
　　為了加深我國職業(yè)學(xué)校的單片機(jī)教學(xué)成果，筆者認(rèn)為職校的單片機(jī)教學(xué)改革十分必要，其中方法、模式、教學(xué)水平以及教學(xué)平臺的改革是單片機(jī)課程教學(xué)改革的基礎(chǔ)。只有改革，才能調(diào)整教師的教學(xué)模式，才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，才能培養(yǎng)對社會有貢獻(xiàn)的單片機(jī)技能人才。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]馮剛.單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺的改革[J].計算