任務(wù)驅(qū)動法在微機原理與單片機技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用探究

任斌 宋躍

[摘 要]將任務(wù)驅(qū)動法應(yīng)用到微機原理與單片機技術(shù)教學(xué)中，能夠有效促進教學(xué)效果的提升，并在此基礎(chǔ)上促進學(xué)生綜合能力的提升。文章對傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題進行了分析，介紹了任務(wù)驅(qū)動這種教學(xué)方法，探索了任務(wù)驅(qū)動法在單片機教學(xué)中的具體應(yīng)用情況，最后提出了應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動法進行單片機教學(xué)時的注意事項，希望有助于教學(xué)工作者正確應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動法來進行單片機教學(xué)，從而促進教學(xué)質(zhì)量的提升。

[關(guān)鍵詞]任務(wù)驅(qū)動法;單片機教學(xué);應(yīng)用

[基金項目]2019年廣東省高等教育教學(xué)改革項目“新工科背景下深化產(chǎn)教融合聚焦智能制造現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院人才培養(yǎng)體系建設(shè)的探索和實踐”（No.586）;2019年廣東省教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革項目“測控技術(shù)省級教學(xué)團隊”（No.75）;2018年東莞理工學(xué)院質(zhì)量工程項目“自動化重點專業(yè)建設(shè)”（No.201802005）;“測控技術(shù)教學(xué)團隊”（No.201802016）

[作者簡介]任 斌（1975—），男，河南周口人，博士，東莞理工學(xué)院電子工程與智能化學(xué)院教授，主要從事機器人、自動化裝備、智能控制等研究;宋 躍（1963—），男，湖南邵陽人，碩士，東莞理工學(xué)院電子工程與智能化學(xué)院教授，廣東省教學(xué)名師，主要從事嵌入式系統(tǒng)與智能測量研究。

[中圖分類號] G642[文獻標(biāo)識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）32-0268-03[收稿日期] 2020-02-22

在信息科技快速發(fā)展的社會背景下，單片機已經(jīng)在各行各業(yè)得到了比較廣泛的應(yīng)用，與此同時市場對相關(guān)技術(shù)人才的需求也在不斷增加，這就對學(xué)校的單片機教學(xué)工作提出了更高的要求[1]。學(xué)校在進行單片機教學(xué)時應(yīng)當(dāng)注意面向市場并結(jié)合單片機市場的發(fā)展形勢，這樣才能培養(yǎng)出符合市場需求的優(yōu)秀技術(shù)人才。在計算機、機械等各專業(yè)的課程中都有與單片機相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，而這些課程通常都是一些需要將理論和實踐緊密結(jié)合到一起的課程。而任務(wù)驅(qū)動法就是一種能夠?qū)⒗碚摵蛯嵺`教學(xué)結(jié)合到一起的教學(xué)方法，因此對其在單片機教學(xué)中的應(yīng)用情況進行探究是非常必要的。

一、傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題

目前，很多學(xué)校在單片機教學(xué)時仍采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，即先讓學(xué)生了解單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)，然后進行程序設(shè)計方面的教學(xué)，最后針對系統(tǒng)擴展以及相關(guān)外圍器件的應(yīng)用進行講解，在講解過程中還要結(jié)合一些相關(guān)的應(yīng)用實例。這種傳統(tǒng)教學(xué)模式主要存在以下幾個方面的問題：

（一）教學(xué)方法落后

傳統(tǒng)教學(xué)模式下，單片機教學(xué)通常將理論教學(xué)和實驗教學(xué)分開，而理論教學(xué)通常在課堂上完成，但是單片機專業(yè)理論知識比較枯燥難懂，因此純理論的課堂教學(xué)方式并不能獲得預(yù)期的教學(xué)效果。而實驗教學(xué)通常都是對課堂講授的理論知識進行驗證，實驗不具備綜合性、開放性，而且嚴(yán)重缺乏創(chuàng)新性[2]。這種傳統(tǒng)教學(xué)模式，不僅缺乏趣味性，而且也難以讓學(xué)生理解單片機技術(shù)中的精髓，也無法促進學(xué)生操作能力、創(chuàng)新能力的有效提升。

（二）現(xiàn)有教材有待完善

目前，職業(yè)院校使用的單片機技術(shù)教材，比較偏重于理論內(nèi)容，實例相對而言比較少，而職業(yè)院校的學(xué)生接受能力并不是太高，尤其是在理論教學(xué)方面，加之課程內(nèi)容具有較強的抽象性，這就致使學(xué)生難以通過理論學(xué)習(xí)的方式對單片機原理和其他抽象性較強的理論知識進行深入理解，久而久之會跟不上教師的教學(xué)進度，學(xué)習(xí)效果自然無法獲得有效保障。此外，教材更新速度較慢，這就使得學(xué)校教授的內(nèi)容跟不上市場發(fā)展，從而導(dǎo)致培養(yǎng)出的學(xué)生難以符合市場需求[3]。

（三）教學(xué)針對性不足

傳統(tǒng)教學(xué)模式下，教學(xué)針對性必然不足，也就無法做到我們常說的因材施教，教學(xué)效果自然無法獲得保障。而且學(xué)校教學(xué)將軟件和硬件割裂開來，導(dǎo)致學(xué)生在進行實際設(shè)計時，并不具備系統(tǒng)化設(shè)計的思想，從而影響其設(shè)計效果，這也是傳統(tǒng)教學(xué)模式的一大劣勢。

二、任務(wù)驅(qū)動法概述

（一）任務(wù)驅(qū)動法的概念界定

任務(wù)驅(qū)動法就是教師將需要教授的內(nèi)容予以合理的設(shè)計，使其成為具體的任務(wù)，然后以此作為驅(qū)動，并結(jié)合相應(yīng)的實例來引導(dǎo)學(xué)生通過主動學(xué)習(xí)和思考的方式來解決問題[4]。任務(wù)驅(qū)動法使得學(xué)生能夠?qū)W(xué)習(xí)和操作結(jié)合起來，在邊學(xué)邊做的情況下更加深入地掌握相關(guān)知識技能，從而達到預(yù)期教學(xué)目標(biāo)。學(xué)生在完成任務(wù)的過程中，必然會遇到很多問題并嘗試合適的問題解決方法，因此任務(wù)驅(qū)動法還能全面培養(yǎng)學(xué)習(xí)者分析和解決相關(guān)問題的能力。

（二）任務(wù)驅(qū)動法的特點

應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動法進行單片機教學(xué)時，無論是教師的教學(xué)活動，還是學(xué)生的學(xué)習(xí)活動，都是以具體任務(wù)為核心開展的，這是其最為重要的特點。在此情況下，教師能夠更好地理順自己的教學(xué)思路，而學(xué)生也能更好地明確自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)，從而獲得更好的教學(xué)效果。教師在指導(dǎo)學(xué)生完成任務(wù)時，可以將涉及的各種新知識、新技能采用穿插性的方式進行講解，不必完全遵照教材順序進行講解，這樣學(xué)生能夠更加清楚地理解相關(guān)知識和技能在單片機技術(shù)中的具體應(yīng)用情況，同時也避免了純理論教學(xué)的枯燥、抽象，增加學(xué)生對單片機技術(shù)學(xué)習(xí)的興趣。

（三）任務(wù)驅(qū)動法的應(yīng)用步驟

任務(wù)驅(qū)動法的具體應(yīng)用主要包括以下四個步驟：

第一，教師設(shè)計出具體的任務(wù)。此處的任務(wù)不僅是指教學(xué)任務(wù)，同時也是指教師為學(xué)生設(shè)計的學(xué)習(xí)任務(wù)。這是應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動法進行教學(xué)時的首要環(huán)節(jié)，此環(huán)節(jié)最為重要的地方就是任務(wù)設(shè)計。教師設(shè)計的任務(wù)必須與實際生活相貼合，最好是學(xué)生見過的實例，同時還要能夠引發(fā)學(xué)生的興趣。

第二，為了完成任務(wù)應(yīng)當(dāng)采用的思路、方法及具體操作。教師設(shè)計出具體的任務(wù)后，需要采用適當(dāng)?shù)姆椒▽θ蝿?wù)進行講解，使學(xué)生能夠?qū)ν瓿扇蝿?wù)的思路、方法及具體操作等有一個清晰的了解，在這一環(huán)節(jié)教師要充分發(fā)揮主導(dǎo)者的作用。

第三，學(xué)生需要邊學(xué)邊練。教師應(yīng)當(dāng)結(jié)合任務(wù)實際情況，指導(dǎo)學(xué)生通過邊學(xué)邊練的方式來掌握相關(guān)知識和技能。在此過程中，教師應(yīng)當(dāng)注意尊重學(xué)生的主體地位，積極引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮自身的主觀能動性及創(chuàng)新創(chuàng)造能力。這樣有助于學(xué)生更加深刻地感受整個認(rèn)知過程，并且在此過程中培養(yǎng)自身的問題解決能力，增強創(chuàng)新創(chuàng)造意識。

第四，總結(jié)相關(guān)規(guī)律，并且注意突出重點。任務(wù)完成之后的總結(jié)是非常重要的，能夠起到畫龍點睛的作用。教師可以引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己在任務(wù)進行中的具體情況來總結(jié)相應(yīng)的規(guī)律和技巧，從而使其能夠?qū)嵺`所得上升至理論層面，并且對任務(wù)重點有一個突出的了解。此階段可以采用教師點評、學(xué)生討論等方式進行。

三、任務(wù)驅(qū)動法在單片機教學(xué)中的應(yīng)用情況

（一）教學(xué)運用說明

在單片機教學(xué)中應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動法，如果單純使用理論說明的方式來進行教學(xué)指導(dǎo)，可以在一定程度上增強學(xué)生對單片機學(xué)習(xí)的興趣[5-6]。大部分學(xué)生能夠在完成教師分配的任務(wù)的過程中，理解并掌握相應(yīng)的理論知識，并且提升自身的操作技能，但是少部分優(yōu)秀學(xué)生會感覺學(xué)有余力，因此可以為這些學(xué)生設(shè)計更高的教學(xué)要求。而單純利用任務(wù)驅(qū)動法進行講解，學(xué)生在解決問題時需要獨立查找內(nèi)容、制訂任務(wù)方案、進行任務(wù)總結(jié)，教師只要負(fù)責(zé)從旁指導(dǎo)，學(xué)生在整個任務(wù)完成的過程中都是主導(dǎo)者，但是這種教學(xué)方式明顯對學(xué)生的綜合素質(zhì)要求較高。因此，教師可以將理論教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動法這兩種教學(xué)方式結(jié)合起來，使用先簡后繁的方法進行教學(xué)指導(dǎo)。首先指導(dǎo)學(xué)生了解任務(wù)驅(qū)動法，其次引導(dǎo)其在實踐操作的過程中逐漸掌握新的技能和知識，最后還要開展針對性教學(xué)，這樣可以讓學(xué)生全方位了解將任務(wù)驅(qū)動法應(yīng)用于單片機教學(xué)中的重要性。

（二）具體應(yīng)用過程

論文以“道路燈具系統(tǒng)”為例，對應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動法進行單片機教學(xué)的具體過程進行介紹。

第一，教師對需要學(xué)生完成的任務(wù)進行介紹。此次任務(wù)主要是利用單片機設(shè)計合適的道路燈具系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是對十字路口的紅綠燈進行控制，使其按照規(guī)定的要求亮起、熄滅。具體要求如下：開始時全部紅燈亮起，之后南北綠燈亮、東西紅燈亮，此時車輛可南北向行駛，經(jīng)過固定時長后，南北綠燈滅、黃燈亮，經(jīng)過固定時長后紅燈閃爍，同時東西綠燈亮，此時車輛可東西向行駛，經(jīng)過固定時長后，東西綠燈滅、黃燈亮，如此循環(huán)往復(fù)，指導(dǎo)交通運行。

第二，教師應(yīng)適當(dāng)提高任務(wù)要求。任務(wù)驅(qū)動法應(yīng)用的第二階段，學(xué)生對任務(wù)已經(jīng)非常清楚，此時教師應(yīng)當(dāng)結(jié)合任務(wù)內(nèi)容引導(dǎo)學(xué)生進行創(chuàng)新，促進其創(chuàng)新能力的提升。教師可以更加深入地從任務(wù)中發(fā)掘問題，也可對相關(guān)實例進行分析。比如，教師可以增加道路燈具系統(tǒng)的設(shè)計難度，為其增加一些要求，比如，道路交通系統(tǒng)能夠根據(jù)人流量、車輛情況進行控制。學(xué)生可在網(wǎng)絡(luò)上查找相關(guān)設(shè)計資料，也可以向教師請教，在此基礎(chǔ)上制訂出合理的設(shè)計方案，之后根據(jù)方案進行軟件和硬件系統(tǒng)的設(shè)計，最后進行任務(wù)總結(jié)。學(xué)生進行任務(wù)操作時，教師應(yīng)當(dāng)給予其適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和幫助，包括為其提供必要的資料，這樣才能幫助學(xué)生順利完成相關(guān)任務(wù)，并掌握相應(yīng)的知識和技能。

第三，進行任務(wù)分析。教師在進行任務(wù)設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)結(jié)合課本實際內(nèi)容，同時學(xué)生也應(yīng)當(dāng)結(jié)合課本知識來解決任務(wù)進行過程中的一系列問題，這樣才能達到任務(wù)驅(qū)動教學(xué)的主要目的。任務(wù)完成后，教師還需要對整個任務(wù)操作過程進行分析，總結(jié)相應(yīng)的任務(wù)技巧，使得理論知識能夠上升到實踐應(yīng)用中。

（三）總結(jié)經(jīng)驗

任務(wù)完成后，教師應(yīng)當(dāng)及時組織學(xué)生進行討論，讓學(xué)生能夠相互交流自己在進行任務(wù)操作時的各種體會，并且分享彼此在任務(wù)過程中解決問題的相關(guān)經(jīng)驗。教師還應(yīng)當(dāng)指導(dǎo)學(xué)生對這些經(jīng)驗進行總結(jié)和分享，以此來促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的提升。

四、運用任務(wù)驅(qū)動法進行單片機教學(xué)的注意事項

（一）角色和地位的轉(zhuǎn)變

任務(wù)驅(qū)動法的特征：一是以任務(wù)為主線，二是以教師為主導(dǎo)，三是以學(xué)生為主體。任務(wù)驅(qū)動法進行單片機教學(xué)時，整個教學(xué)過程都離不開學(xué)生的參與和配合，因此教師必須采取措施調(diào)動學(xué)生的參與積極性，而想要做到這一點，教師必須做好自身的角色轉(zhuǎn)換工作。教師應(yīng)當(dāng)從原來的知識灌輸和講授者，轉(zhuǎn)變?yōu)槿蝿?wù)教學(xué)的組織者、引導(dǎo)者;教師還應(yīng)當(dāng)走向講臺，深入到學(xué)生中為其進行指導(dǎo)，同時要加強與學(xué)生之間的交流，注重與學(xué)生共同進行討論和學(xué)習(xí)。應(yīng)用任務(wù)教學(xué)法進行單片機教學(xué)時，教師必須明確自身的角色，認(rèn)識到教師應(yīng)當(dāng)通過合理的指導(dǎo)，幫助學(xué)生自主實現(xiàn)相關(guān)知識的建構(gòu)。任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式下，教師起著尤為重要的作用，因此教師應(yīng)當(dāng)積極主動地了解學(xué)生，當(dāng)其遇到問題時可以幫助其搭建相應(yīng)的支架，并在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)其自主解決相關(guān)問題;當(dāng)學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)主動性時，應(yīng)當(dāng)通過提出問題的方式激發(fā)其探索欲，促使其主動探究相關(guān)問題;學(xué)生完成教師分配的任務(wù)后，教師還要及時進行評價，并且鼓勵其進一步完善該任務(wù)。

（二）任務(wù)操作要與理論相結(jié)合

應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動法進行單片機教學(xué)的一個重要目的在于，將傳統(tǒng)的被動型學(xué)習(xí)模式，轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃有蛯W(xué)習(xí)模式，讓學(xué)生在比較真實的環(huán)境中進行學(xué)習(xí)，并且完成教師分配的任務(wù)，因此教師需要創(chuàng)建出與學(xué)習(xí)主題相關(guān)，并且貼合實際的學(xué)習(xí)情景。教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會帶著任務(wù)學(xué)習(xí)，這樣學(xué)生的學(xué)習(xí)可以更加直觀、形象。教師還要注意引導(dǎo)學(xué)生在接到分配的任務(wù)后，積極思考怎樣完成任務(wù)，遇到難題時要注意與相關(guān)理論進行結(jié)合，對現(xiàn)有理論進行深入的理解和掌握，這樣才能更加快速準(zhǔn)確地解決相關(guān)難題。

（三）任務(wù)設(shè)計應(yīng)當(dāng)分散重點和難點

學(xué)生要想全面掌握相應(yīng)的單片機知識、技術(shù)等內(nèi)容，需要以循序漸進的方式進行逐步積累。在進行任務(wù)設(shè)計時，教師應(yīng)當(dāng)對任務(wù)大小、知識容量、前后知識銜接等方面的問題予以充分考慮。同時還應(yīng)當(dāng)考慮各個學(xué)生之間的接受能力差異，積極了解每個學(xué)生的實際情況，對其專業(yè)基礎(chǔ)、認(rèn)知能力等有一個較為清晰的了解，在此基礎(chǔ)上進行因材施教。在任務(wù)設(shè)計時，還應(yīng)當(dāng)將教學(xué)內(nèi)容中的重點、難點問題予以分散，避免由于其過于集中導(dǎo)致學(xué)生無法有效地消化理解相關(guān)內(nèi)容。教師在指導(dǎo)學(xué)生完成任務(wù)時，要注意培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑能力、批判能力及創(chuàng)新創(chuàng)造能力，使其突破固定模式，大膽進行猜想和判斷，并在此基礎(chǔ)上進行創(chuàng)新。

（四）重視知識建構(gòu)

知識建構(gòu)就是讓學(xué)生在進行任務(wù)操作的過程中，對習(xí)得的技能和知識，以及其深層次的本質(zhì)屬性予以重新認(rèn)識，對于自己已經(jīng)掌握的知識則要依據(jù)自身的思維方式予以銜接和歸類，在此基礎(chǔ)上對已有知識重新進行整合，最終依照自己的方式完成相應(yīng)的知識建構(gòu)。知識建構(gòu)完成后，需要在教師指導(dǎo)、學(xué)生交流和實踐的過程中對其進行完善。

五、結(jié)束語

綜上所述，任務(wù)驅(qū)動法是當(dāng)前比較常用的一種教學(xué)方法，對于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、自主學(xué)習(xí)能力等有著非常重要的作用。傳統(tǒng)的單片機教學(xué)模式存在一定的問題，而采用任務(wù)驅(qū)動法進行單片機教學(xué)有助于解決這些問題。而在應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動法進行單片機教學(xué)時，需要注意角色和地位的轉(zhuǎn)變、任務(wù)操作要與理論相結(jié)合、重視知識建構(gòu)以及任務(wù)設(shè)計應(yīng)當(dāng)分散重點和難點，這樣才能保證教學(xué)效果。

參考文獻

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