問題解決8步法在單片機(jī)學(xué)訓(xùn)一體化教學(xué)中的應(yīng)用

【摘要】在單片機(jī)“學(xué)訓(xùn)一體化”教學(xué)的過程中應(yīng)用“問題解決8步法”，能有效解決理論教學(xué)與技能教學(xué)相互脫節(jié)的問題，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和解決新問題的能力。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī)8步法學(xué)訓(xùn)一體化

【中圖分類號】G【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2012）10C-0187-02

以往的單片機(jī)教學(xué)，通常是要么偏重于技術(shù)理論而缺少實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目和課時(shí)，要么偏重于實(shí)習(xí)操作而忽視技術(shù)理論知識的傳授，造成理論與實(shí)際的脫節(jié)。再加上采用灌輸式教學(xué)法，形式呆板、僵化，內(nèi)容抽象、枯燥，束縛了學(xué)生動(dòng)手和創(chuàng)新實(shí)踐的能力。這影響了學(xué)生整體素質(zhì)提高，達(dá)不到培養(yǎng)實(shí)用人才的目的和要求。因此，傳統(tǒng)的教學(xué)觀念和模式已難以適應(yīng)現(xiàn)代高等職業(yè)教育的發(fā)展，也難以滿足現(xiàn)代社會(huì)對高素質(zhì)技能型人才的需求。

針對以上這些問題，很多高校和教師進(jìn)行了多方面的探討，提出了很多有效的教學(xué)方法，其中比較典型的就是項(xiàng)目教學(xué)法。它在一定程度上使教學(xué)質(zhì)量得到了改善，但很多的高職院校要么受到應(yīng)試教育制度的影響，要么教學(xué)資料、教學(xué)場所、實(shí)訓(xùn)設(shè)施等短缺，其教學(xué)模式、教學(xué)方法、教學(xué)風(fēng)格、教學(xué)策略和學(xué)習(xí)風(fēng)格等仍然沒有很大改觀，甚至培養(yǎng)目標(biāo)也沒有發(fā)生變化。

為了尋求適合學(xué)院自身發(fā)展的教學(xué)方法和思路，以“能力為主”為指導(dǎo)，把教學(xué)理論和技能訓(xùn)練融為一體，構(gòu)建一種新的教學(xué)形式，即“學(xué)訓(xùn)一體化”教學(xué)模式。

一、“學(xué)訓(xùn)一體化”教學(xué)模式

“學(xué)訓(xùn)一體化”是指以“能力為主”為指導(dǎo)，以“就業(yè)為導(dǎo)向，提高學(xué)生技能”為目標(biāo)，通過校企合作、工學(xué)結(jié)合等方式，利用學(xué)院自身的有限資源，整合課程教學(xué)內(nèi)容，將理論教學(xué)與技能實(shí)踐融為一體，旨在建立一個(gè)教師為輔、學(xué)生全員參與，在“學(xué)中訓(xùn)，訓(xùn)中學(xué)”，“學(xué)訓(xùn)相融”的教學(xué)環(huán)境中完成課程學(xué)習(xí)的教學(xué)形式。“學(xué)訓(xùn)一體化”教學(xué)模式改變現(xiàn)有教學(xué)組織模式和課程體系，構(gòu)建新的教學(xué)模式和課程體系，加強(qiáng)理論教學(xué)與技能教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，將理論知識模塊化并融于每一個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目之中，有效解決技術(shù)理論和技能操作相互脫節(jié)的問題。這是一種全新、開放式的教學(xué)思路，是提高學(xué)生工程實(shí)踐能力和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的一種全新途徑。

我院將柳州、廣州等地區(qū)的電子行業(yè)和企業(yè)所提供的工作單引入教學(xué)情景，同時(shí)參考了“單片機(jī)工程師助理”職業(yè)崗位的要求，對講授的內(nèi)容進(jìn)行了融合，體現(xiàn)了教學(xué)情景與企業(yè)崗位工作、教學(xué)的內(nèi)容與企業(yè)的崗位需求、培養(yǎng)目標(biāo)與企業(yè)的人才需求相一致的三大原則。在授課過程中，課程采用的是一人主講，多人輔導(dǎo)的教學(xué)方式，真正體現(xiàn)以學(xué)生為主，教師引導(dǎo)，在“學(xué)訓(xùn)一體化”教學(xué)中充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，充分發(fā)揮學(xué)生潛在的能力，構(gòu)建開放式的教學(xué)。

二、問題解決8步法的應(yīng)用

把“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”、“項(xiàng)目教學(xué)”融入課程教學(xué)整個(gè)過程，以學(xué)習(xí)型工作任務(wù)為載體，按任務(wù)的實(shí)施過程開展教學(xué)，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用和教師的主導(dǎo)作用。每一個(gè)項(xiàng)目都有相應(yīng)的學(xué)生工作單，明確學(xué)生的工作內(nèi)容、知識、態(tài)度、技能的要求以及考核方式等信息。為了提高教學(xué)質(zhì)量，改善教學(xué)效果，采用了問題解決8步法，使學(xué)生在“邊學(xué)邊訓(xùn)，邊訓(xùn)邊學(xué)”的過程中激發(fā)學(xué)習(xí)的熱情，并不斷地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力。

（一）學(xué)生分組

教師下發(fā)工作任務(wù)后，就要對學(xué)生進(jìn)行分組。分組完成項(xiàng)目這種學(xué)習(xí)方式可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，可以改變師生和生生之間的關(guān)系，讓教師更好地發(fā)揮主導(dǎo)作用，充分發(fā)揮學(xué)生的個(gè)性和潛能。分組是否合理是“學(xué)訓(xùn)一體化”教學(xué)的關(guān)鍵。在分組過程中，教師要綜合考慮學(xué)生的特點(diǎn)、能力，合理分配角色，讓小組中的每一個(gè)學(xué)生都有發(fā)揮自己長處的機(jī)會(huì)，也都有相互學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。在分組時(shí)，結(jié)合高職院校職業(yè)技能比賽項(xiàng)目的相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)，遵循“優(yōu)勢互補(bǔ)，相互促進(jìn)”的原則，按照硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、文檔處理等職責(zé)進(jìn)行分工，有效避免學(xué)生“搭車”現(xiàn)象，使他們正確認(rèn)識自己的價(jià)值。為了使項(xiàng)目順利和有效地進(jìn)行，必須選出小組的負(fù)責(zé)人。教師對組長進(jìn)行有效的指導(dǎo)。在項(xiàng)目進(jìn)行的整個(gè)過程中，組長要對組員進(jìn)行合理安排和監(jiān)督，才能達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目的。

（二）分析題目，構(gòu)建模型

學(xué)生接到工作任務(wù)書后要認(rèn)真地閱讀，認(rèn)真分析設(shè)計(jì)要求，根據(jù)應(yīng)用場合、工作環(huán)境、具體用途，考慮系統(tǒng)的可靠性、通用性、可維護(hù)性、先進(jìn)性，以及成本等，提出合理的、詳盡的功能技術(shù)指標(biāo)。這個(gè)過程可以采用自頂向下方法，建立系統(tǒng)框圖，劃分出功能模塊，將功能盡可能細(xì)化，技術(shù)指標(biāo)盡可能表達(dá)清楚，設(shè)備盡可能齊全，做到不漏任務(wù)細(xì)節(jié)。學(xué)生一定要多看、多思考。最后把功能的設(shè)計(jì)構(gòu)建成合理的系統(tǒng)模型。

（三）確定項(xiàng)目方案

搜集和閱讀相關(guān)的資料，比如各種教材的相關(guān)內(nèi)容、期刊雜志上的相關(guān)文章、網(wǎng)絡(luò)資料、圖書館資料等。這一步的工作要求是把系統(tǒng)要完成的任務(wù)分配給若干個(gè)單元電路，并畫出一個(gè)能表示各單元功能的整機(jī)原理框圖。對比現(xiàn)有資料或方案，選擇一種技術(shù)上先進(jìn)、合理、可行、性價(jià)比比較高的最佳方案，比如考慮各個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)、設(shè)計(jì)的工作量、以往的經(jīng)驗(yàn)和熟悉程度等。在這個(gè)過程中要敢于探索，勇于創(chuàng)新，力爭做到設(shè)計(jì)方案合理、可靠、經(jīng)濟(jì)、功能齊全、技術(shù)先進(jìn)。

（四）項(xiàng)目的實(shí)施

根據(jù)系統(tǒng)的指標(biāo)和功能流程圖，明確各部分任務(wù)，進(jìn)行各單元電路的設(shè)計(jì)，參數(shù)計(jì)算和器件選擇。單元電路是整機(jī)的一部分，只有把各單元電路設(shè)計(jì)好才能提高整機(jī)設(shè)計(jì)水平。每個(gè)單元電路設(shè)計(jì)前都需明確各單元電路的任務(wù)，詳細(xì)擬定出單元電路的性能指標(biāo)，與前后級之間的關(guān)系，分析電路的組成形式。這個(gè)過程可以采用經(jīng)典設(shè)計(jì)電路，比如：別人用過的電路、應(yīng)用實(shí)例電路、或者是器件應(yīng)用手冊中介紹的電路等，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的修改、增補(bǔ)、刪減或創(chuàng)新，應(yīng)盡可能選擇標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、功能強(qiáng)、集成度高的典型電路。在設(shè)計(jì)中要綜合考慮各個(gè)單元電路之間的插接方式、接口參數(shù)和共享等。為保證單元電路達(dá)到功能指標(biāo)要求，就需要用電子技術(shù)知識對參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。例如，放大電路中各電阻值，放大倍數(shù)的計(jì)算；振蕩器中電阻，電容，振蕩頻率等參數(shù)的計(jì)算。只有很好地理解電路的工作原理，正確利用計(jì)算公式，計(jì)算的參數(shù)才能滿足設(shè)計(jì)要求。計(jì)算參數(shù)時(shí)，同一個(gè)電路可能有幾組數(shù)據(jù)，注意選擇一組能完成電路設(shè)計(jì)要求的功能，在實(shí)踐中能真正可行的參數(shù)。

（五）項(xiàng)目完善，再實(shí)施

經(jīng)過初步的電路設(shè)計(jì)后，教師舉行方案論證會(huì)，讓每一小組的負(fù)責(zé)人，以口頭或課件的形式，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)闡述本組的設(shè)計(jì)方案。各小組在教師的正確引導(dǎo)下，以及同學(xué)的建議下，對所設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行完善。接著進(jìn)行項(xiàng)目總體設(shè)計(jì)和制作。總體設(shè)計(jì)就是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)、指標(biāo)要求和給定條件，設(shè)計(jì)出符合現(xiàn)場條件的軟、硬件方案，并進(jìn)行方案優(yōu)化。應(yīng)劃分硬件、軟件任務(wù)，畫出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。要合理分配系統(tǒng)內(nèi)部的硬件、軟件資源。由總體設(shè)計(jì)所給出的硬件框圖所規(guī)定的硬件功能，在確定單片機(jī)類型的基礎(chǔ)上進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)。進(jìn)行必要的工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，制作出印刷電路板，組裝后即完成了硬件設(shè)計(jì)。結(jié)合硬件結(jié)構(gòu)，明確軟件任務(wù)，確定具體實(shí)施的方法，合理分配資源。定義輸入／輸出、確定信息交換的方式（數(shù)據(jù)速率、數(shù)據(jù)格式、校驗(yàn)方法、狀態(tài)信號等）、時(shí)間要求，檢查與糾正錯(cuò)誤。

（六）項(xiàng)目調(diào)試和測試

單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟、硬件制作完成后，必須反復(fù)進(jìn)行調(diào)試、修改，直至完全正常工作，經(jīng)過測試，功能完全符合系統(tǒng)性能指標(biāo)要求，應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)才算完成。在硬件的調(diào)試，要教會(huì)學(xué)生使用各種調(diào)試方法和手段、使用各種測試儀器、排除故障的技巧等。調(diào)試時(shí)應(yīng)注意做好調(diào)試記錄，準(zhǔn)確記錄各部分的測試數(shù)據(jù)和波形，以便于分析和運(yùn)行時(shí)參考。經(jīng)過調(diào)試、測試后，若系統(tǒng)完全正常工作，功能完全符合系統(tǒng)性能指標(biāo)要求，項(xiàng)目設(shè)計(jì)結(jié)束。

（七）總結(jié)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)

項(xiàng)目小組對整個(gè)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行總結(jié)，總結(jié)設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題，解決的措施和方法，同時(shí)撰寫項(xiàng)目設(shè)計(jì)說明書。最后，有選擇地保留重要文檔，將心得形成文件，記錄備案，方便在以后的項(xiàng)目設(shè)計(jì)中不再有類似問題發(fā)生。對于好的方法將繼續(xù)保持，對于容易出現(xiàn)的問題，要及時(shí)糾正。只有這樣，才能培養(yǎng)學(xué)生務(wù)實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，提高解決新問題的能力。

（八）項(xiàng)目評價(jià)

在項(xiàng)目評價(jià)過程中，采用了知識、技能、態(tài)度三位一體的考核標(biāo)準(zhǔn)，更應(yīng)注重學(xué)生綜合能力的評價(jià)。評價(jià)形式有過程評價(jià)、自我檢查、自我評價(jià)、成果呈現(xiàn)、學(xué)生小組評價(jià)、師生互評、企業(yè)老師評價(jià)等。學(xué)生把項(xiàng)目設(shè)計(jì)的思路、方案、實(shí)現(xiàn)的過程、結(jié)論、存在的問題等以課件的形式在全班進(jìn)行答辯，并進(jìn)行產(chǎn)品演示。各個(gè)小組對其表現(xiàn)進(jìn)行評分。通過答辯和演示，讓所有的學(xué)生都了解在項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中所出現(xiàn)的問題，加強(qiáng)認(rèn)識，避免重復(fù)發(fā)生，還可以培養(yǎng)學(xué)生的交流和溝通、語言表達(dá)能力等。最后，教師進(jìn)行講評，進(jìn)行鼓勵(lì)教育。對于表現(xiàn)好的學(xué)生進(jìn)行表揚(yáng)，對于存在的問題及時(shí)糾正，讓學(xué)生都知道自己的優(yōu)點(diǎn)和不足。讓同學(xué)們都感受到成就感，激發(fā)他們積極向上，不斷學(xué)習(xí)的動(dòng)力。

通過“學(xué)訓(xùn)一體化”教學(xué)，學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐、創(chuàng)新能力、解決實(shí)際問題能力都在不同程度上得到了提高。總之，為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，教師要不斷探索教學(xué)改革的新路子，不斷改進(jìn)教學(xué)方法、豐富教學(xué)手段。

（責(zé)編 丁夢）