單片機應用技術課程立體化教學資源建設

李庭貴

(1.瀘州職業技術學院機械系，四川瀘州 646005;2.四川省瀘州市工程機械智能優化設計重點實驗室，四川瀘州 646005)

單片機應用技術是機電一體化專業的核心課程，為從事機電一體化產品生產與開發，企業培養具有單片機應用產品設計、分析、調試與制作能力的實踐人才，對學生職業崗位能力培養和職業素質養成起重要作用。傳統單片機教材和教學過多重視知識體系的演繹和推理，加之課程本身所固有的抽象性、傳統教學存在諸多問題，使較多數學生對單片機課程產生了畏懼心理，以至于影響了其學習積極性。因此，要提高單片機應用技術課程的教學質量，實現精品課程優質教學資源的全面開放，應大力開發單片機應用技術立體化教學資源［1］。

1 開發項目化課程體系

項目課程開發包括典型工作過程、職業能力、學習領域、教學方式等方面。在對機電一體化專業人才職業能力需求進行調研的基礎上，根據單片機應用技術在機電一體化技術專業中的關鍵作用，校、企專家共同篩選與單片機應用技術相關的典型工作任務，如表1所示，將單片機應用技術的知識點、能力點加以整合重組，打破“硬件結構→指令系統→軟件編程→單片機系統的擴展和各種外圍器件的應用”的原有界限，選擇能夠貫穿職業能力培養的生產性項目，如表2所示，教學內容在逐步完成項目的過程中展開，課內課外并行訓練，通過完成項目的訓練過程實現以能力培養為核心的教學目標。

表1 與單片機技術相關的生產崗位典型工作任務

表2 基于項目任務驅動的《單片機應用技術》課程教學設計

2 教材建設

教材是體現教學內容和教學方式的載體，是實現培養目標的重要工具。傳統的單片機教材按照單片機的結構體系編寫，多注重理論而輕實踐，強調課程知識的系統性、完整性，缺乏單片機技術在生產一線的應用實例。學生學習起來覺得單片機系統結構抽象、指令功能多、程序編寫困難，導致入門困難、對單片機學習望而生畏，嚴重挫傷了學習積極性。為解決此類問題，需要在教學方法上進行改革，而教學方法的改革，其核心問題是課程改革與教材建設［2］。

文中根據高職教育的培養目標，從高職學生的特點和認知規律出發，并結合自己多年來的教學與實踐經驗，與目前國內大量單片機教材相比，其具有以下特色與創新點:

(1)打破傳統格局，創新教材結構。按項目化課程教材體例編寫，在指令系統介紹前就結合I/O口的應用描述開展項目實訓，體現了單片機硬件系統和軟件開發緊密結合的特點，從而激發學生學習興趣，配合實施教改。以項目課題形式開展教學，便于加強學生的創新意識和實踐能力的培養。

(2)理論與實踐有機融合，體現了單片機課程完整的教學過程。該教材集課堂教學、課題訓練和綜合實訓內容為一體，以新穎實用的項目課題將理論與實訓協調統一;精選的實訓項目內容豐富，其包含“單片機應用技術課程標準”規定應掌握的所有知識點，普適性強，適合面向全國各行業所屬院校開展實踐教學。

(3)應用特色鮮明。教材設計以學生為主體，能力培養為目標，行動導向為本位。全書以單片機應用能力培養為主線，從應用的角度出發，遵循“知識為技能服務，技能為綜合能力和素質服務”的思想精心組織教材內容。

(4)體現工學結合意識。按照學科體系，站在為工程服務的高度上，精選項目，體現出教學為工程服務的思想。教材充分體現了項目化教學、基于工作過程的工學結合課程開發、任務引領與實踐導向課程設計的思想，以理論與實踐相結合為主線，使學生學習后能夠輕松掌握單片機的基礎知識，并具有初步開發、設計單片機產品的能力。

(5)適應高職學生的認知能力，遵循“寬、淺、新、用”的原則?！皩挕笔侵R面寬，教材組織了部分選學內容和課外閱讀資料，一方面能夠拓寬學生視野，培養學習能力。另一方面便于進行分層教學，使學有余力的學生能夠獲得較大的收獲;“淺”是指點到為止、夠用為度，針對高職學生普遍表現出抽象思維薄弱的特點，在對原理敘述時通俗易懂。如教材運用情境教學的理念，以某人在看書的過程中突然電話鈴響為例，引出中斷的概念等;“新”是體現了單片機應用的新知識、新技術和新工藝;“用”是注重應用、面向工程實踐。

(6)采用“教、學、做”相結合的構架，使學生能夠循序漸進地學習單片機、應用單片機，符合高職學生學習特點。學習基礎知識與開展項目課題訓練巧妙融合。前面的項目為后面的項目應用打基礎;在必要的項目學習和訓練環節結束后，綜合運用所學知識完成綜合性項目的設計和調試，非常符合學習者從初學到綜合應用的學習規律。

3 網絡課程建設

單片機應用技術網絡課程是提供多種信息服務和多渠道溝通的平臺。既可方便教師的學術研討、教學交流;也可以提供學生的自學、答疑、討論、作業、測試等功能。更重要的是，通過提供此類交流空間，還可進一步促進教學資源的建設與不斷完善。其特點是突出實時性和交互性，且不再受時間與空間的限制。

單片機應用技術精品課網站包括課程基本信息、課程標準、在線考試、在線答疑、電子教案、網絡課件、學習指導、重點難點分析、試題庫、習題解答、典型例題精解、課程設計題目、教學成果、教學方法、建設規劃、教學錄像、CAI課件、案例分析、實訓指導書、實驗指導、實驗方案等。豐富的網上資源為學生學習提供了大量信息，學生可在網上進行學習，或與教師交流和討論等。

4 課程實訓基地建設

(1)建設校內實訓基地。建設單片機理實一體化實訓基地，配備了單片機開發板、PC機與仿真系統。完善《單片機應用技術》課程教學條件，為課程項目化教學創造了堅實的基礎，把教學過程的“教、學、做”有效地融為一體。實踐教學構建以項目為中心，構建虛擬實訓和實際實訓相結合，與學生畢業設計相結合，形成了理、實一體化的教學體系。建立以能力培養為主線，使工程背景的項目為載體，將理論教學和工程實際有機聯系起來的課程體系。

(2)打造校外實訓基地。為強化學生單片機技能訓練，課程組注重校外實訓基地建設，與四川儀島電子有限公司、瀘州市聚源電力設備有限公司等企業建立了長期課程合作關系。帶領學生到校外實習基地進行實習，在企業的課程實習，使學生感到了單片機學習的真實性、現場性，拉近學生學習內容與企業實際產品的距離。還聘請機電、自動化行業專家來我院擔任該課程的實習實訓老師。建立“四合、四共”校企合作長效機制，共建課程標準和共同開發教材。

5 結束語

通過對單片機應用技術課程教學資源信息全方位、多層次、系統性整合，構建了立體化、數字化、實時性的教學空間，實現了優質課程教學資源的全面開放，提高課程的教學質量，提升學生的專業能力、方法能力和社會能力，培養了學生的實踐能力及團結協作的職業素養。為高職專業課程項目化教學改革和立體化教學資源建設提供借鑒，具有推廣示范價值。

［1］ 許艷惠.“信號與系統”精品課程立體化教學資源的建設［J］.吉林工程技術師范學院學報，2009，25(8):12 －13.

［2］ 張浩宇.建設立體化教材的思考［J］.出版視野，2006(2):6－7.

［3］ 李庭貴.單片機應用技術及項目化訓練［M］.成都:西南交通大學出版社，2009.

［4］ 吳興純，趙金燕，楊秀蓮，等.單片機運用系統的軟件抗干擾技術研究與分析［J］.電子設計工程，2011(16):40－43，50.

［5］ 丁易新.PC機與AVR單片機之間串行通信的實現［J］.現代電子技術，2005，29(12):40 －42.

［6］ 黃海鳳，胡漢春.電磁場產生裝置的仿真與設計［J］.計算機仿真，2010(10):367－370.