《單片機技術應用》課程一體化教學的探索與實踐

黃文

摘?要：《單片機技術應用》是技工院校電子技術專、機電、電氣自動化及各相關專業高級工、預備技師培養的一門實踐性和綜合性都很強的課程，涉及內容繁雜，學習難度大。為了培養學生的工作能力，激發學生的創新能力，本文對《單片機技術應用》課程進行了一體化課程改革探索，并遵循“明確任務/獲取信息→制定計劃→作出決策→實施計劃→檢查控制→評價反饋”六步法，在教學中進行了一體化教學實踐。教學過程體現了“教學做”一體，展示了新時代技能人才培養“能力本位”的價值取向，取得了良好的教學效果。

關鍵詞：單片機;一體化;六步法;能力本位

一、一體化課程改革的探索

在《單片機技術應用》一體化課程改革探索中，我打破了原有的教學模式，在對企業崗位典型工作任務分析的基礎上，重新整合了原教材的教學資源，制訂了五個單片機設計工作任務，采用從簡單到復雜的方式，以實用、夠用為原則，減少理論教學時數，增加實訓教學時數，推行“教、學、做”一體化的教學模式，緊緊圍繞單片機項目設計工作任務的需要來開展教學，變知識本位為能力本位。

（一）典型工作任務描述

在企業產品生產過程中，大量的自動控制設備和智能設備都使用單片機控制，需要電子工程技術人員依照生產工藝的控制要求，選擇單片機及其外圍器件，設計單片機硬件電路，并進行編程及系統調試，實現控制功能。電子工程技術人員接受任務后，制定工作計劃，根據任務要求，分析生產工藝中的控制要求，設計系統方案，選擇單片機及其外圍器件，進行I/O分配，設計并繪制電路圖，提交器件采購清單，領用器件和材料并檢測，準備工具，安裝硬件電路、編程和系統仿真調試，確認實現控制功能。填寫相關表格并交付相關部門驗收。在工作中嚴格按照作業規程做好安全防護措施，確保工作安全。按照現場管理規范清理場地、歸置物品。

（二）工作任務及學時分配

（三）工作（課程）目標

（1）專業能力：通過本課程的學習，使學生初步掌握單片機系統的設計開發方法，熟悉8051 指令系統，能夠具有單片機的項目開發能力、程序編寫能力、系統調試能力等。通過5個項目的“教、學、做”一體化教學，使得學生能夠掌握單片機的原理、匯編語言及程序設計、定時器/計數器、中斷、顯示及鍵盤、A/D、D/A 等知識。

（2）方法能力：通過本課程的學習，使得學生具有自主學習的能力，利用課余時間自主學習其他新型單片機，如AVR 單片機、PIC 單片機、C8051F 等，為將來從事小型智能化的電子產品開發打下堅實的基礎。

（3）社會能力：通過本課程的學習，使學生能夠對單片機設計感興趣，能夠學會與他人交流相處，以及團隊合作精神，為將來進入企業工作打下堅實的基礎。

二、一體化教學的實踐

技工院校一體化教學模式基本遵循6個步驟，即“明確任務/獲取信息→制定計劃→作出決策→實施計劃→檢查控制→評價反饋”，簡稱6步法。本人在《單片機技術應用》課程一體化教學實踐過程中，由學校統一提供的實訓資源有AT89S51或AT89S52單片機、Keil uVision2開發軟件、SLISP燒寫軟件、PROTEL電路設計軟件、計算機、數字萬用表、示波器、電烙鐵、信號發生器、熱風槍等。其余相關技術資料、操作規程、工程作業表格、工藝文件、電子元件、PCB板等由學生根據工作任務要求，自行制訂、下載或采購。目的是讓學生獨立完成從元器件的選用、采購、安裝，到電路設計、程序編譯燒寫、仿真調試等整個開發制作流程的工程實踐。具體一體化教學實踐步驟如下：

（一）明確任務/獲取信息

按照學生成績排名，本人對授課班級學生進行分層分組，具體分成三層，并將學生合理分配到各組，再進行小組內部角色分配，例如：組長、技術員、材料員、安全員、操作員等。同時引入企業真實工作情境，根據一體化課程標準制訂任務書、工作頁，準備單片機、工具、儀器設備及開發軟件，向學生清晰地傳達每次學習的工作任務。

（二）制訂計劃

明確工作任務和學生分組結束之后，開始進入教學，第一步就是各學習小組制定工作任務實施計劃。在這之前，我要對工作任務所涉及的理論知識進行講解，同時提醒學生本項工作任務的基本架構和相關要求。學生制定的計劃要明確小組成員的分工，要合理分配時間，明確查閱資料、電子器件選用及采購、電路設計、安裝硬件電路、編程和系統調試等整個工作過程的時間節點。本人還要對每個小組的工作計劃進行指導，要求學習小組中的每一個人都有具體工作任務，充分體現學生團隊合作能力和教、學、做有機融為一體。各小組的工作任務實施計劃在本人審核通過后開始執行。

（三）做出決策

各學習小組按照制定的計劃，作出具體工程決策。決策要以工作過程系統化為導向，根據工作任務要求，制訂可操作性的技術規范、工藝流程、作業表格、操作規程等。具體應包括以下內容：

（1）工作任務要求分析表，系統設計方案等技術資料。

（2）元器件技術參數及采購清單，元器件選擇及檢測的要求。

（3）I/O分配原則，使用PROTEL軟件設計電路和繪制PCB圖的要求及步驟。硬件電路安裝的工藝流程。

（4）使用Keil uVision2和SLISP軟件編寫燒錄程序的要求及步驟。

（5）系統仿真及調試的流程及方法，標注關鍵點的電壓、電流及波形等技術參數，明確作業規程，做好安全防護措施。

（四）實施計劃

我對各小組的決策審核通過后，開始工作任務的實施。在本人的示范和指導下，學習小組成員分工協作，采用學生主體，教師導學的教學理念，邊做邊學，邊做邊教，相關知識和相關能力訓練均圍繞“問題展開，從元器件的檢測、組裝、程序設計、程序燒錄、系統調試一條龍實踐工程，最終完成工作任務。在工作任務實施過程中，本人采用案例分析、小組研討等方式，培養學生的學習興趣和專業技能，同時培養學生交流能力和團隊協作能力，努力提升學生的社會能力。

（五）檢查控制

檢查控制是對學生操作過程的質量控制。目前，一體化教師在檢查控制過程中往往疲于奔命”，在各小組之間來回巡邏，不斷解決學生操作遇到的問題，又要維持課堂秩序，警惕操作安全，精神高度緊張。如何保證學生動手操作的時間，如何控制課堂的秩序，這是一個考驗教師智慧的問題，本人嘗試以下方法進行解決：

（1）分批操作，充分利用課余時間布置工作頁、查閱資料、采購元器件、編寫程序、安裝電路等，高效利用課堂時間分批次進行硬件連接，檢測調試、軟硬件聯調等。

（2）模塊輪動，《單片機技術應用》課程中的工作任務都可以安排成電路安裝、PROTEL電路設計、Keil uVision2軟件編程、SLISP軟件仿真燒錄等4個模塊輪動，提高了一體化課堂教學效率。

（六）學習評價

包括教師評價、學習小組評價和自評三部分。讓能力較強的學生陳述他的設計思想和設計過程、設計中的難題和解決方法以及自己的心得體會。讓進展不順的學生提出他在設計中沒能解決的難題，全班同學共同討論，集思廣益，找到解決問題的方法。這樣可以使學生互相學習，取長補短，拓寬知識面，活躍思維，能在以后的工作和學習中更好地完成工作任務。最后是本人對工作任務進行總結和點評，對各知識點進行梳理，對遇到的問題進行解疑，同時能將理論和實踐進行結合，達到了綜合能力的遷移，讓學生日后應用到實踐工作中。

三、小結

知識是學生學會的，能力是學生練出來的，實踐證明一體化教學是行之有效的教學模式，是能力本位課程與傳統的知識本位課程的根本區別，也是解決我國現行教育模式培養的人才“高分低能”現象的有效途徑之一。所謂教無定法，本文只是講了幾點個人在單片機教學中推行一體化教學的幾點心得與體會。作為職教工作者，我們只有不斷改進教學方法，加強學生能力的培養，激發學生的學習興趣，才能為社會培養出大批具有工程素質和創新能力的應用型技能人才。

參考文獻：

[1]辛友順，胡永生.單片機應用系統設計與實現.福建科學技術出版社，2005.

[2]李木杰.技工院校一體化課程體系構建與實施.中國勞動出版社，2012.

[3]黃景容.一體化課程開發與實施.廣東教育出版社，2016.