五年制高職單片機教學的實踐與思考

陳峰

五年制高職單片機教學的實踐與思考

陳峰

江蘇省南通商貿高等職業學校 江蘇南通 226011

單片機是應用電子技術專業一門重要的專業課。依據五年制高職學生的特點，結合學校的實訓條件，適當選取部分任務作為本課程教學內容的載體，在教學中采用任務驅動為主的師生互動教學方法，學生的積極性和學習興趣明顯提高。但在教學過程也存在一些問題，在以后的教學過程中還需不斷改進。

單片機教學；任務驅動教學法；應用電子技術專業

10.3969/j.issn.1671-489X.2012.27.092

作者：陳峰，講師，研究方向為單片機、C語言。

Author’s addressNantong commerce high Vocational College, Nantong, Jiangsu, Ch ina 226011

1 課程地位

單片機是實現電子產品智能化的有效的途徑，廣泛用于工業控制、汽車電控系統、家用電器等領域，因此學習單片機并掌握其設計應用技術已經成為電子類學生必須掌握的一門技術，也是現代工科學生就業的一個基本條件。

2 教學內容的選取

2.1 教材的選用

由于目前圖書市場中針對五年制高職的單片機應用技術教材很少，大部分是針對三年制高職高專的，所以只能選擇高職高專的教材。選用的教材是電子工業出版社出版，王靜霞主編的《單片機應用技術》這本書。該教材打破傳統的學科課程模式，以工作任務為核心，以工作任務引導教與學，而且原理性內容描述通俗易懂，比較適合五年制高職學生，同時安排了許多任務，任務設計具有針對性，貼近職業崗位需求[1]。

2.2 根據學生情況和課程標準要求調整教學內容

依據專業人才培養方案及課程標準的要求，同時根據五年制高職學生的培養目標，遵循理論知識“必需、夠用”的原則，對書中部分內容進行刪減。根據五年制高職學生的認知特點及學校現有的實訓條件，適當選取書中部分任務作為本課程教學內容的載體。具體安排如表1所示。

3 教學方法

3.1 學生情況的分析

本課程的授課對象是五年制高職應用電子技術專業三年級學生，他們初步具備了專業課程的學習能力，雖然基礎能力比較薄弱，但是動手能力并不差；在知識技能上，通過前期電工、模電、數電等課程的學習，掌握了常見電路的工作原理，會使用常用儀器儀表（比如萬用表、示波器等），能識別和使用基本的元器件（如電阻、電容、二極管燈），并能對簡單的電路進行安裝、測量及簡單調試；同時學生較厭煩傳統的課堂灌輸式教學，喜愛理實一體化式的教學模式。

表1

3.2 教學模式的確定

根據五年制高職學生的認知特點，同時學校建有電子工藝實訓室、單片機實訓室，因此采用理實一體化的教學模式，講練結合，以學生為主體，教師加以適當的引導，提高學生分析問題、解決問題的能力，提高學生的實踐技能。

3.3 教學方法的確定

在本課程的教學過程中，筆者遵循“學為主體，教為主導，實踐操作為主線”的教學理念，圍繞教學目標，采取以任務驅動[2]為主的師生互動教學方法。在具體任務執行過程中采用問題教學法、啟發引導教學法、討論教學法、演示教學法等多種教學方法。

第一步：教師提出任務，并進行實物演示、仿真演示，學生觀察、思考，激發學生的學習興趣。

第二步：教師引導學生分析完成任務所需解決的問題，學生分組討論，并完成有關資料的搜集，從而培養學生分析問題的能力及主動參與教學的熱情。

第三步：軟硬件設計。圍繞任務所需解決的問題，講解有關的知識點，并進行拓展訓練鞏固知識點，最終由學生根據有關的知識點來解決所有問題——完成整個電路的軟硬件設計，從而培養學生應用知識解決問題的能力。

第四步：利用Proteus仿真，可以讓學生直觀地觀察程序在實際硬件系統中的運行過程，驗證程序設計是否正確，提高學生解決問題的能力。

第五步：學生分組完成項目的制作，教師個別指導。通過項目的制作，提高學生裝配、調試電路的能力，同時學會應用所學知識點去解決項目制作過程中出現的問題。

第六步：學生匯報，總結項目完成過程中出現的問題、如何解決的。教師根據學生出現的問題總結有關的知識點，并對任務中涉及的知識點進行梳理，從而使學生系統地掌握相關知識點。

通過任務驅動為主等多種教學方法的靈活使用，將知識點融入任務中進行講解，讓學生自主尋求完成任務的方法，并在教師的指導下不斷地提高解決問題的能力和培養完成任務的技能，提高學生參與教學的積極性。同時通過實際項目的設計與制作，培養學生的成就感，提高學生的學習興趣和樂趣，將學生的被動學習轉變為在教師指導下的主動學習。

4 具體實例

下面以本課程的第一個課題“單片機最小系統”為例，來闡述具體實踐方案。

1）根據知識點、學生的知識結構和能力素質的要求，結合學校的實訓條件，確定采用單個LED閃爍燈的設計制作作為該課題教學內容的載體并進行演示、描述該任務的要求。

2）教師引導學生分析完成任務所需解決的問題：什么是單片機？如何讓單片機工作起來？LED外圍電路如何設計？

3）硬件設計。圍繞任務所需解決3個問題，進行硬件電路設計，并對有關知識進行講解。

①什么是單片機——單片機引腳的識讀。教師首先通過圖片及實物展示，讓學生對單片機有個初步的認識；接著分發芯片讓學生分組學習、觀察單片機外型及引腳分布、性能特點，進一步認識單片機芯片；然后教師引導學生識讀每個引腳，并舉例說明該引腳與外圍電路的連接，學生觀察芯片引腳并記錄引腳功能；最后進行分組考核，一名學生說出芯片引腳的功能，另一名學生對他的表述進行評判。

②單片機如何工作——單片機最小系統。教師首先通過單片機如何工作這一問題引入單片機最小系統這一概念，并引導學生思考單片機最小系統的組成；接著學生分組討論確定方案，學生根據討論方案繪制單片機最小系統原理圖；然后教師根據學生原理圖繪制情況進行正反例分析，讓學生找出自己的錯誤，并進行修改。

③LED外圍電路如何設計——LED外圍電路設計。教師引導學生自行完成該部分電路的設計，從而就完成整個硬件電路的設計，如圖1所示。

在整個教學中，緊緊圍繞任務所需要解決的問題，將知識點融入任務中進行講解，引導學生主動發現問題，主動構建新知識，形成更為深刻的印象。并通過拓展訓練讓學生鞏固知識點。

4）分組完成任務。在整個實訓過程中，學生動手實踐，教師巡回個別指導。

①實訓準備，學生根據單個LED閃爍燈系統所需的元器件進行元器件的篩選。

②元器件的識別檢測——利用萬用表完成元器件的檢測并記錄有關數據。

③元器件的布局、布線——學生根據原理圖完成元器件的布局、布線，為下一步焊接、連線做好準備。（要求：布局合理、走線方便）

④元器件焊接。學生合作共同完成電路的焊接。

⑤通電（仔細檢查線路板，測量電源與地是否有短路），思考LED為什么不閃爍？

⑥程序下載——TOP編程器使用。

⑦檢測調試。對于單片機系統的檢測調試，大部分教材都沒描述，這對學生來說是一個難點，因此在教學中教師首先講解檢測調試的步驟，并在每一步的檢測過程中，教師引導提問——學生回答——確定參數——利用儀器儀表檢測是否一致——檢查電路并排除故障，從而培養學生應用知識解決問題的能力，提高學生檢測調試單片機系統的能力。

5）任務評價，總結提高。教師主導，學生交流討論，分析總結。通過學生的小結，教師能及時發現學生該內容中出現的問題及不足，并及時糾正；而教師的補充又能再次強化重、難點，從而進一步鞏固知識點。

5 教學效果及反思

通過這學期單片機課程的教學，學生的積極性有所提高，激發了學習興趣，在整個教學過程中以完成任務為主線，將知識點融入任務中，講講做做、做做講講。通過任務的完成實現，讓學生由感性到理性掌握相關知識點，同時提高學生的實踐技能及應用所學知識解決實際問題的能力。

同時通過這學期單片機課程的教學，也發現一些問題有待解決。

1）校本教材的編寫[3]，由于目前適合五年制高職的單片機教材基本沒有，因此迫切需要教師在教學的實踐過程中及時總結，并根據五年制高職學生的特點和學校自身實訓條件初步編寫基于工作過程的、采用項目教學的校本教材，從而適合本校學生的學習，并在以后的教學過程中不斷地修改、完善。

2）由于學生能力的差異，在任務完成的過程中，學生的進度不一致，部分小組未能在規定時間內完成規定任務。因此在完成任務的過程中，教師和實訓指導教師要多巡視，對能力較差的學生加強個別指導，盡量在保證安裝質量的前提下提高速度。

3）教師在教學過程中要多加強過程評價，將實訓成績的評定拿到實訓現場，把實訓過程中的各個環節納入考核要素中，通過觀察了解每位學生的實訓態度和動手能力，從而激發學生的學習積極性和培養學生團結協作及溝通的能力，同時可以避免分組教學中經常存在的問題：一人真正動手實訓——“實驗員”，其他人沒事東跑西逛——“調研員”。

4）在整個課程的考核中也是側重實踐[4]，正確引導學生動手，注重每次任務完成情況，加大實踐分數比例。這樣可以激發學生學習本課程的積極性，進而促進學習效率和教學質量的提高。

[1]王靜霞.單片機應用技術[M].北京:電子工業出版社,2009.

[2]于復生.任務驅動教學法在機電一體化系統設計教學中的實踐與探索[J].電子電氣學報,2004(1):101-103.

[3]王岳圓.單片機教學芻議[J].中國校外教育,2008(7):83.

[4]顏廷秦.單片機教學方法探討[J].職業技術,2008(8):34-35.

Practice and Thinking of Microcomputer Teaching for Five-year Higher Vocational Education

Chen Feng

Microcomputer is a professional course of an electronic technology professional.Based on the characteristics of the five-year higher vocational students and school training conditions, I appropriate to select the part of the task as a carrier of the teaching content of the course. Use of task-driven teaching of teacher-student interaction in teaching methods,students’ enthusiasm and interest increase, but has some problems in the teaching process,which also required the continuous improvement in the teaching process at a later time.

microcomputer teaching; task-driven teaching; electronic techn ology professional

G712

B

1671-489X(2012)27-0092-03