創建《單片機技術應用》課程教學中基于“能力遞進”的DIY教學模式

倪文興

【摘要】以增強單片機課程教學效果、提高學生積極性和創造性為目的，針對“單片機技術應用”課程的特點，從課程教學理念、內容、教學方法和手段、實踐教學體系等方面進行了教學改革的研究和嘗試。根據職業崗位對能力要求的不斷提升，遵循單片機工程師成長規律，創新基于“能力遞進”的DIY教學模式，使學生能力逐步提高，職業素養逐漸養成，實現良好的教學效果。

【關鍵詞】單片機;DIY;課程教學;Proteus仿真;實驗操作;作品展示

單片機已成為現代電子系統中重要的智能化器件。無論是尖端科技，還是現代工業、農業、及個人信息終端等諸多領域，都離不開單片機，其使用率和普及率遠遠超過了其他類型的計算機。因此“單片機技術應用”課程也在職業院校的電子信息類、電氣類等專業的教學計劃中占有重要地位，屬核心課程。單片機教學模式的改進就是為了更好的使學生將所學到的單片機理論知識轉化為適應社會發展潮流和就業需要的實際能力的一種教學活動。

“單片機技術應用”是一門結合電子、計算機等技術的應用性很強的課程。但由于該課程比較抽象，學生在開始學的時候難以入門，難以了解單片機的整體結構。因而如何打破傳統的教學模式，將實驗課程與理論課程有機結合，達到循序漸進的良好效果，就成為單片機課程體系建設的一個重要課題。

一、貫徹“一個中心，兩個基點，三化四統一”的教學理念

即以學生為中心、以職業能力培養和職業素養養成為基點;實施教學項目化、教學做一體化、考核過程化;圍繞“教什么？誰來教？在哪里教？如何教？”實現四個統一：訓練的內容與學習的知識統一、授課教師與訓練指導師統一、教室與實訓室統一、技能訓練與知識傳授統一;達到能掌握單片機內部結構、指令系統，能運用單片機開發系統、Proteus仿真軟件，并具備利用單片機開發小型智能電子產品的能力，能設計單片機應用系統的硬件和軟件程序，能解決單片機應用開發的實際問題。

二、以課程目標為核心，整合教學內容，設計學習項目

經過多年的研究與探索，在《單片機技術應用》課程教學模式改革過程中，我們樹立了“學習的內容是工作、通過工作實現學習”的設計理念，由行業企業專家、主講教師、兼職教師、校內教育專家共同組成課程團隊，首先確定課程目標，以課程目標為核心選擇課程教學內容，再對課程內容進行整合與序化。具體來說，本課程設計了四個綜合性學習項目：交通燈控制系統、溫度報警器、智能小車、校園電子鈴，其中第一個項目屬封閉型的學習任務，在教師的全面指導下完成;第二、三個項目屬開放性的，教師做一定的指導，主要加強自學、計劃和自查;第四個項目屬于開放創新型，完全由學生自主完成，教師只做適當的指導。四個項目循序漸進，教師指導的成分逐漸減少，而學生獨立完成任務的成分不斷增多。

三、創建基于“能力遞進”的DIY（Do It Yourself）教學模式。

為了調動學生的學習興趣，更好的完成學習項目，我們創建了《單片機技術應用》課程教學中基于“能力遞進”的DIY（Do It Yourself）教學模式。課程組教師遵循單片機工程師成長規律，根據職業崗位對能力要求的不斷提升，以實際產品的開發過程為序，學生在單片機開發平臺上動手演練全部內容，從器件的認識開始，逐步引入焊接、調試、維修、單元電路搭建、整體電路設計、子程序編寫、程序設計、仿真調試等內容，學生能力逐步提高，職業素養逐漸養成，教學效果理想。

在教學過程中，因材施教，多種教學方法配合，實現激、糾、促、協、實、層“六”字訣。激：采取一系列措施激發學生興趣，引入一些新的游戲規則，使他們以自己喜歡的方式接受新知識。例如在項目三中，智能小車“跳舞”這個任務，利用學生喜歡“玩”的特性，教師播放基于智能控制小車開發的機器人視頻，調動學生的學習熱情。糾：教學中注意糾正學生的一些不良習慣，端正學習態度。促：要求他們完成一定的任務和項目，給他們一些壓力促使他們自主學習，自己動手解決問題。協：分組教學，讓他們扮演不同的角色，培養他們的團隊協作能力。針對這一要訣，可采用分組教學與角色扮演法：在完成學習任務或項目時，以3～4人為一個團隊，讓每個學生扮演相應的角度，如項目經理、軟件工程師、硬件工程師等。實：以實際的電子產品為載體，以實踐為主，通過不斷反復地訓練培養他們的實踐動手能力。這一過程可以輔助案例教學法——教師在講解相關知識點或學生完成任務時，為幫助學生正確理解，選擇一些案例，通過案例講解來啟發學生的思維;同時也可應用啟發式教學——為了讓學生順利完成相關學習任務，在教學中注意通過“設計問題”、“引導思考”、“假設結論”、“探索求證”等過程啟發學生。層：考慮到學生的差異性，分層次教學，對于學習基礎好，提高要求;對于學習基礎較差的學生，只要求達到最低目標。如8255控制交通燈系統就不要求所有團隊完成，只是學習基礎好的一些組要求完成。

為了提高教學效果，我們積極采用現代化教學手段：

（1）利用虛擬技術開展虛擬實訓，許多任務，并不是要求學生先制作出硬件電路，而是利用Proteus軟件進行虛擬實訓，如智能小車的幾個任務都是先仿真調試，圖1為智能小車“跳舞”的仿真電路圖。只有調試通過之后，才制作硬件，可讓學生少走彎路，提高效率。

（2）采用多媒體教學手段：每個任務都制作了PPT課件，有些難點或重點制作了Flash動畫輔助教學，還購買了多媒體學習光盤，讓學生課余利用學習光盤鞏固所學的知識點。

（3）充分利用網絡資源開展網絡教學，利用《單片機應用技術》精品課程網站進行網絡教學，設計網絡課程為學生提供了豐富的網絡資源，如活頁講義、電子教案、授課課件、Flash課件、教學標準及授課計劃，網站還提供了“在線答疑”、“常見問題解答”及在線作業與在線模擬考試等。課程負責人還創建了QQ群，讓學生在QQ群中進行學習討論或在線答疑。

四、結束語

如何將教學改革進行得更加深入，建立培養應用性人才的新模式。根據“寬口徑，厚基礎，強能力”的原則構建理論教學體系;根據“培養應用能力，滿足就業需求”的原則，探索產、學、研合作教育的途徑。為社會培養出大批具有工程素質和創新能力的單片機應用型人才，還需要我們教師共同努力，不斷探索。