淺談中職學校單片機課程教學

劉志旺

【摘要】當前傳統的單片機教學已不能適應中職學校的培養目標，單片機教學必須要進行改革。文章將介紹傳統單片機教學的弊端、改革的必要性和在教學中的一些探索。

【關鍵詞】單片機；教學改革；教學設計

單片機是一門理論與實踐性均很強的學科，是電子技術專業一門很重要的專業基礎課。但是傳統的單片機教學一般均以學科體系為出發點，注重課程本身的體系結構和前后的邏輯聯系，卻忽略了如何教的問題。本文就單片機的教學改革談談看法。

一、教學改革的必要性

傳統的單片機教學，都是以單片機的結構為主線，先講單片機的硬件結構，接著是指令和軟件編程，然后是單片機系統的擴展和各種外圍器件的應用，最后再講一些實例。

按照此種教學模式，學生普遍感到難學。尤其是職業學校的學生，很多還沒有接觸過計算機結構，甚至數字電路也是剛剛接觸，要他去理解單片機內部結構，實在不容易。至于很多書一開始就提出總線、地址等概念，更使學生難以理解，不管用什么巧妙的比方都不容易讓學生理解。

于是學生糊里糊涂地學完了第一部分單片機原理與結構，接著第二部分一開始就是單片機的七種尋址方式，更抽象，很多學生直到學完單片機還不能理解尋址方式究竟是什么意思，為什么需要這么多尋址方式，剛開始學當然更不懂了。然后是單片機指令，111條指令，又不分重點，反正全是要記住的，等到指令全部學完，大部分學生已對單片機望而生畏，開始打退堂鼓了。

第三部分是單片機軟件編程。如果說前面的東西不能理解，還能靠記憶來獲得知識的話，這部分就純粹是理解和掌握了。如果以前沒學過編程，短時間內很難掌握編程的有關知識，更不必說編程技巧了。可是教材上明明規定，要編出這樣、那樣的程序，學的人編不出來，當然只會認為教材的要求是合理的，應該做到的，我做不到就是我沒學好。

此外，現在的單片機教材基本都是以單片機為藍本來學習計算機原理，而不純為學習單片機技術。在教材、教學過程的安排上又沒有考慮學生的接受能力，使學生學習的過程是一個不斷充滿挫折的過程，于是很多學生認為單片機入門難。

另外，在中職單片機應用技術課程教學中，長期以來理論教學與實踐教學脫節，分開進行。在課堂教學中學生均是處于被動接受狀態，無法主動參與整個教學活動，沒能達到以學生為中心、以培養學生操作技能為目的的職業技術教育宗旨。盡管安排有實驗實訓，但實驗實訓環節與課堂教學環節沒能做到相互連貫、相互印證，實驗實訓項目與課堂教學內容相關聯程度不夠，課堂教學與學生練習沒能達到有機結合，習題與課堂內容沒能緊密相扣，考試形式和內容多以理論為主，僅憑一張試卷評定學生能力，沒能體現考查學生實際應用知識的動手實踐能力。

總之，傳統的單片機教材和教學過于重視知識體系的演繹和推理，加之單片機課程本身所固有的抽象性、教學傳統尚存在的諸多問題，使大多數學生對單片機課程產生了畏懼心理，以至于影響他們學習的積極性，使之變成“問題課程”，不僅讓學生對后續專業課的學習產生一定阻礙，教學質量也大大降低了。因此，對單片機課程進行教學改革是十分必要的。

二、教改的分析

（一）單片機改革課程內容體系結構

單片機的教學內容具有較強的抽象性，這是歷史的沿襲。因此該課程對學生思辨能力和思維靈活性的要求相對較高。我國現行的相關教材中知識相對陳舊，教學內容很少體現單片機知識在相關專業中的實際應用，使學用脫節——既未能體現“素質教育”的現代教育理念，也沒有體現單片機針對各專業所應有的“專業基礎性”。另外，在實際教學中，不同學生對單片機課程的不同學習需求也未能得到足夠重視。

因此，對單片機的教學內容進行必要的取舍和更新就顯得十分必要。

改革后的單片機課程內容采用模塊、課題、任務體系結構，將整門課程劃分為多個模塊，每一模塊由多個課題組成，每一課題由一個或多個任務組成，每一任務由任務目標、任務分析、相關知識和任務實施四個相互連貫的部分組成。

（二）單片機改革教學內容組織方式

受傳統教育理念的影響，當前單片機的課堂教學方法和手段明顯落后。特別是在中職教育的新形勢下，如何開展單片機學習方法的研究，為學生提供有針對性的學習指導，激發學生的學習興趣，培養學生的自學能力，應是教學改革中亟待加強研討的重點內容之一。 建構主義認為，學習的過程就是學生在自己頭腦中對知識的意義進行建構的過程。在這個建構過程中，學生對知識的認知不能依賴于知識的灌輸，也不是對書本內容的記憶和對教師思維的重復，而是在學生完成具體任務的實踐過程中由于外部環境的壓力促使其認識和解決有關問題，由此產生認知的需求和學習的動力。也就是說意義建構是在一定的學習情境下，由學生的自身需求而在其頭腦中逐步將信息加工整理或改造和重組。因此，教師在組織教學的過程中，應遵循知識建構這一規律，為學生營造學習情境。

根據建構主義理論，進行教學內容組織方式改革，每次教學均圍繞一個任務目標進行各教學環節的組織，以任務目標為主線，進行各相關知識點和技能點的講解。任務中用到什么知識點和技能點就講解什么知識點和技能點，用到多少就講多少，在哪里用就在哪里講。以教師為主導，以學生為中心，邊講邊學，邊學邊練。教師講解過程中，要求學生在計算機上用相關軟件進行驗證，并要求部分學生上講臺進行分析和操作。教師對學生存在的疑問進行實時解答，并用課后作業進行提問，要求學生對課堂教學任務電路和程序進行局部修改，以培養學生單片機應用電路和程序的設計方法。

（三）單片機改革實踐性教學設計方式

單片機教學法中，往往習慣于使用單片機模塊化教儀來進行實驗項目。當然，這非常有利于項目式教學的開展。因為在目前生產的單片機實驗教儀一般都是按實驗項目來設計的。在實驗中，學生往往只做兩件事情：一、程序錄入，并燒錄；二、接線。大部分學生連電路的構成都不知道就把線連好了，學習到了最后很多電路看著只有似曾相識。為了解決這個問題，筆者在前面提到使用萬能板，但是如果所有電路都使用萬能板的話會有幾個問題：當電路太復雜時，一是學生會覺得很累，勞動強度太大，無法實現；二是學校的教學成本也太高。因此，筆者在實踐教學的中又融入了Protues仿真練習。 Protues是目前最先進的單片機設計與仿真平臺。它實現了在計算機上完成系統電路設計、代碼級調試與仿真、系統測試和功能驗證等強大功能。筆者對Protues的融入分為兩個環節。

1.講解環節。筆者利用多媒體展示，在該軟件上邊操作邊講解，讓學生清楚地掌握各個電路部分的功能和連接方法。有利于讓學生建立對整個電路的框架的清晰認識。

2.學生自行練習環節。學生根據實驗要求獨立完成整個電路的繪制和仿真。在繪制和仿真中去發現問題、分析問題和解決問題，有利于培養學生獨立分析解決問題的能力。

當完成仿真練習后，學生在進行模塊話練習一是可以熟門熟路了，二是不但知道該怎么連接，還知道為什么該這樣連接。

（四）單片機改革考核形式，實現教考分離

這門課程以往的考核形式相對單一，考題側重于記憶，例如背幾條指令，說幾個部件的作用，編一段簡單的程序。有的學生單片機考試成績很高，但卻不會實際運用。因此，改革單片機課程的考核形式，恢復單片機課程應有的活力和作用，以適應社會發展的需要，這是擺在我們面前極其重要的教學改革任務。

改革考核方法是教學改革的關鍵，由于《單片機應用技術》課程是以培養學生實踐能力和應用能力為目的，因此考核也應針對幾方面的能力進行考核。考核的方式方法和考核的內容將直接影響教學過程的實施，既關系到教師如何教和學生如何學。因此，應通過對考核方式方法的改革來促進教學過程的改革。《單片機應用技術》課程的考核主要是對編程能力、軟硬件分析能力、軟硬件調試能力，綜合運用能力的考核。在教學過程中，我們首先對考核的方式方法進行了改革。考核包括三個方面：綜合能力的考核，占總成績的50%；實訓過程的考核，占總成績的30%；平時提問、作業、表現的考核，占總成績的20%。綜合能力的考核完全采用“試題庫”的形式，實行教考分離，由多位專業教師根據教學大綱集體編制出“單片機試題庫”。試卷包括應知和應會兩方面內容，所謂應知是指對各知識點的考核，包括基本概念、基本原理、基本器件；應會是指會編程、會調試、會分析。對于應會部分要求現場調試結果，教師根據學生完成的準確性和熟練程度現場評分。

三、結語

以上就是筆者在單片機課程實踐教學中的一點體會。當然，我們在教學中要注意不是新的方法好我們就要完全拋棄舊的方法，比如在融入了仿真實驗后，筆者仍然沒有放棄物理性的實驗方法，因為仿真性實驗只能是物理性實驗的一個補充。所以，我們在教學實踐中應該多學習、多分析，從實際情況出發，根據不同的教學內容，不同的教學目標，不同設備條件，選擇一種或幾種最優的教學方法，并綜合加以運用，提高課堂教學效率。單片機課程教學只有進行改革現有你的教學模式，才能真正激發了學生的學習興趣，活躍了課堂，提高教學效果。

【參考文獻】

[1] 劉守義.單片機應用技術（第二版）[M].西安：西安電子科技大學出版社，2007.

[2] 鐘富昭.8051單片機典型模塊設計與應用[M].北京：人民郵電出版社，2007.