以產品為教學載體的單片機課程的研究與實踐

夏金偉 于曉云 許連閣 郭海林遼寧機電職業技術學院 （丹東 118000）

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以產品為教學載體的單片機課程的研究與實踐

夏金偉 于曉云 許連閣 郭海林
遼寧機電職業技術學院 （丹東 118000）

摘 要單片機課程是高職自動化專業的核心課程，該課程的教學質量直接影響學生的專業能力。然而傳統的教學方式卻存在諸多問題，采用以產品為教學載體，采取項目導向，任務驅動的教學模式可以有效的提高單片機課程的教學質量

關鍵詞高職教育；單片機課程；實物載體；項目導向；學習情境

對于高職院校來說，單片機應用技術這門課程的教學目標是培養出能熟練應用機電產品中單片機，可以對單片機進行設計、分析和應用的人才。然而這門課程在實際教學時卻存在很多的問題，這其中包括了以下幾個問題：

課程設計不合理。傳統的單片機課程一般按照章節逐步講解。即先講解存儲器結構，再講解指令。按照這種教學方式進行時，開始章節的理論難度太大，內容抽象，學生剛開始學習就會遇到難關，很容易產生抵觸情緒，最終半途而廢，放棄學習。

驗證式的實踐。傳統單片機課程的實踐教學通常是在制作好了的單片機實驗板上進行操作編程，學生的實踐操作只是將教材里預先編好的程序輸入驗證。這種操作導致學生無法了解單片機的硬件電路，也容易造成學生不做思考，只會麻木的輸入代碼，失去了學習的意義。

單一的考核方式。單片機是一門實踐性很強的知識，采用試卷考核方式會使單片機的知識脫離硬件電路，使單片機脫離了應用的本質，這種考核根本無法考核學生分析和解決問題的能力，會造成學生只會死記概念，導致高分低能。

為改變上述情況，作者通過與企業人員的研討，與同行老師以及學生的交流，設計了以實際工作過程為導向，制作實際產品為載體的單片機課程學習情境。整個學習過程中項目引導，任務驅動，將理論知識融入到各類任務中，使學生在實踐中不斷成長。

1 教學載體的選擇

該教學理念中，最重要的就是如何選擇教學載體，制定什么類型的實踐項目。以實際產品教學載體進行單片機的課程教學，首先就要選擇好合適的教學載體。教學載體在選擇時，既要有實際工作崗位作為依托，也要將單片機的知識體系和技能訓練融入其中，既要使該載體具有一定的連續性，拓展性以及趣味性。

教學載體的連續性。在制定教學載體時，需要按照由易到難的順序，制定出若干個教學項目，各個項目又可以分解成若干個實驗任務。教師在引導學生完成任務的時候，將相應的理論知識貫徹其中，學生在完成這些任務后便可獨立完成引導項目，達到學習目的。以第一章節為例，作者制定了一個交通燈控制器的項目作為引導，學生在完成該項目之前，可以先完成若干的子任務。包括點亮一個led、點亮多個led、轉向燈、流水燈、跑馬燈等等。這些任務內容前后一致，順序連貫，前面任務的內容為后面任務的做引導，后面任務的內容則不斷引進新知識，同時任務也兼顧一定的趣味性和創新性。整個教學過程呈現螺旋上升的狀態，學生在實踐中得到鍛煉和成長。

教學載體的拓展性。教學中學生的理解能力參差不齊，有的學生可能會剛剛跟得上學習進度，而有的學生也有可能會覺得“吃不飽”。因此在制定教學載體時，學習情境的設置應具有拓展性。以數碼管顯示單元為例，能力一般的同學只要能實現數碼管可以動態顯示“0～9”的數字即可，而優秀的同學還可以完成“顯示HELLO字符”的任務，“HELLO字符閃爍”的任務，這些任務都可以應用于電子產品的設計中。而任務的拓展性，也使得不同層次的學生都可以得到鍛煉和提高。

教學載體的趣味性。由于每個實訓任務都有實際產品作為依托，學生可以按照自己的想法應用理論知識，親自設計，親自制作。學生在完成各項任務時，還同時使用到各種工具、設備和儀器，學生不再僅僅對著電腦編程，腦手一體，學習過程不再枯燥。同時在教學實施時，教師角色也進行轉換，在知識傳達時，教師由傳統的“主講”轉變為“引導”和“輔助”；在實際操作時，教師變為“師傅”，教師身體力行，學生跟著師傅操作，學習氛圍互動性也更強。

2 教學情景的實施

在教學過程的實施過程中，教學情景通常需要按照如下順序執行：

（1）項目引導。首先要由一個實際的項目作為載體，項目的選取既要包含理論知識，也有一定的實際操作性。如任務一的交通燈控制器，即模擬一個實際交通燈的執行過程。項目中包含了I/O口的操作、軟件延時、C語言的運算符、C語言的基本語句結構等知識，學生在完成項目后即可掌握C51的基本應用方法。對學生理解理論知識有很大的幫助。

（2）項目分解。由于實際項目中包含的知識面很多，一次性完成會給學生造成一定的困難。因此明確項目要求后，教師可以根據該項目包含的知識點分解成若干個子任務，子任務相對綜合項目任務簡單，知識點鮮明，便于學生盡快獨立完成。

（3）教師引導。設計到新知識點的任務教師可帶領學生畫出硬件電路圖和程序的系統框圖，教師引領，學生思考，共同完成主要程序。之后的任務由學生獨立完成。考慮到教學進度和課時進度，教師可采用仿真軟件的方式實現。如采用proteus仿真繪制電路原理圖、仿真運行，可以讓教師盡快完成任務要求，而且仿真效果和實際效果類似又有所不同，既有利于提起學生的興趣，又便于學生拓展研究。

（4）學生執行。學生可以兩人為一組，一人負責硬件設計制作，另一人負責軟件調試與聯調，并在下個任務時交換角色。學生執行時，教師進行指點，提醒學生觀察實驗現象、尋找程序規律，并幫助總結新的知識點。

（5）任務評價。采用實物為載體的教學對于學生的考核評價主要關注與任務完成的過程和效果，使學生明確工作過程。教師可將考核評價作為激發學生學習積極性和主動性的一項措施。可以對每個小組的任務作品進行自評、互評與師評。教師要對出色完成任務和有創新的小組進行加分鼓勵。同時過程考核中還要關注學生的工作態度、作品完成的質量、團隊精神、文明規范、生產安全等方面。便于促進學生工作技能、個人素質的全面提高。

（6）總結歸類。單片機應用產品的開發是一個綜合的系統工程，不僅包括電路硬件、程序軟件，還需要從業人員具有相應的職業能力和職業素養。這些能力包括電子產品功能的分析分解、電子器件的資料引用、單片機的資源調配、產品的制作調試、技術文件編制等。因此學生還要完成可行性論證報告、調試報告、項目說明書和任務訓練報告。

表1 第一章節的教學情境設置

3 結語

實踐表明，采用實際產品為載體的單片機教學方式后，整個學習過程中邊學邊做，學用結合，使單片機課程的學習氣氛發生了很大變化，最大程度的激發學生學習興趣。同時通過這門課的學習，學生的職業素質、主體意識、協作精神都有明顯提高，使得單片機這門課程重新回到趣味、生動、工學一體的軌道上，真正培養出適應當代社會需求的應用型人才。

參考文獻

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（責任編輯：興安）

中圖分類號：G712

文獻標識碼：A

文章編號：1003-3319（2016）02-00039-02