五年制高職單片機(jī)教學(xué)的實踐與思考

陳峰

五年制高職單片機(jī)教學(xué)的實踐與思考

陳峰

江蘇省南通商貿(mào)高等職業(yè)學(xué)校 江蘇南通 226011

單片機(jī)是應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)一門重要的專業(yè)課。依據(jù)五年制高職學(xué)生的特點，結(jié)合學(xué)校的實訓(xùn)條件，適當(dāng)選取部分任務(wù)作為本課程教學(xué)內(nèi)容的載體，在教學(xué)中采用任務(wù)驅(qū)動為主的師生互動教學(xué)方法，學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)興趣明顯提高。但在教學(xué)過程也存在一些問題，在以后的教學(xué)過程中還需不斷改進(jìn)。

單片機(jī)教學(xué)；任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法；應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)

10.3969/j.issn.1671-489X.2012.27.092

作者：陳峰，講師，研究方向為單片機(jī)、C語言。

Author’s addressNantong commerce high Vocational College, Nantong, Jiangsu, Ch ina 226011

1 課程地位

單片機(jī)是實現(xiàn)電子產(chǎn)品智能化的有效的途徑，廣泛用于工業(yè)控制、汽車電控系統(tǒng)、家用電器等領(lǐng)域，因此學(xué)習(xí)單片機(jī)并掌握其設(shè)計應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)成為電子類學(xué)生必須掌握的一門技術(shù)，也是現(xiàn)代工科學(xué)生就業(yè)的一個基本條件。

2 教學(xué)內(nèi)容的選取

2.1 教材的選用

由于目前圖書市場中針對五年制高職的單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)教材很少，大部分是針對三年制高職高專的，所以只能選擇高職高專的教材。選用的教材是電子工業(yè)出版社出版，王靜霞主編的《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》這本書。該教材打破傳統(tǒng)的學(xué)科課程模式，以工作任務(wù)為核心，以工作任務(wù)引導(dǎo)教與學(xué)，而且原理性內(nèi)容描述通俗易懂，比較適合五年制高職學(xué)生，同時安排了許多任務(wù)，任務(wù)設(shè)計具有針對性，貼近職業(yè)崗位需求[1]。

2.2 根據(jù)學(xué)生情況和課程標(biāo)準(zhǔn)要求調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

依據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案及課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，同時根據(jù)五年制高職學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)，遵循理論知識“必需、夠用”的原則，對書中部分內(nèi)容進(jìn)行刪減。根據(jù)五年制高職學(xué)生的認(rèn)知特點及學(xué)校現(xiàn)有的實訓(xùn)條件，適當(dāng)選取書中部分任務(wù)作為本課程教學(xué)內(nèi)容的載體。具體安排如表1所示。

3 教學(xué)方法

3.1 學(xué)生情況的分析

本課程的授課對象是五年制高職應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)三年級學(xué)生，他們初步具備了專業(yè)課程的學(xué)習(xí)能力，雖然基礎(chǔ)能力比較薄弱，但是動手能力并不差；在知識技能上，通過前期電工、模電、數(shù)電等課程的學(xué)習(xí)，掌握了常見電路的工作原理，會使用常用儀器儀表（比如萬用表、示波器等），能識別和使用基本的元器件（如電阻、電容、二極管燈），并能對簡單的電路進(jìn)行安裝、測量及簡單調(diào)試；同時學(xué)生較厭煩傳統(tǒng)的課堂灌輸式教學(xué)，喜愛理實一體化式的教學(xué)模式。

表1

3.2 教學(xué)模式的確定

根據(jù)五年制高職學(xué)生的認(rèn)知特點，同時學(xué)校建有電子工藝實訓(xùn)室、單片機(jī)實訓(xùn)室，因此采用理實一體化的教學(xué)模式，講練結(jié)合，以學(xué)生為主體，教師加以適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，提高學(xué)生的實踐技能。

3.3 教學(xué)方法的確定

在本課程的教學(xué)過程中，筆者遵循“學(xué)為主體，教為主導(dǎo)，實踐操作為主線”的教學(xué)理念，圍繞教學(xué)目標(biāo)，采取以任務(wù)驅(qū)動[2]為主的師生互動教學(xué)方法。在具體任務(wù)執(zhí)行過程中采用問題教學(xué)法、啟發(fā)引導(dǎo)教學(xué)法、討論教學(xué)法、演示教學(xué)法等多種教學(xué)方法。

第一步：教師提出任務(wù)，并進(jìn)行實物演示、仿真演示，學(xué)生觀察、思考，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

第二步：教師引導(dǎo)學(xué)生分析完成任務(wù)所需解決的問題，學(xué)生分組討論，并完成有關(guān)資料的搜集，從而培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力及主動參與教學(xué)的熱情。

第三步：軟硬件設(shè)計。圍繞任務(wù)所需解決的問題，講解有關(guān)的知識點，并進(jìn)行拓展訓(xùn)練鞏固知識點，最終由學(xué)生根據(jù)有關(guān)的知識點來解決所有問題——完成整個電路的軟硬件設(shè)計，從而培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識解決問題的能力。

第四步：利用Proteus仿真，可以讓學(xué)生直觀地觀察程序在實際硬件系統(tǒng)中的運行過程，驗證程序設(shè)計是否正確，提高學(xué)生解決問題的能力。

第五步：學(xué)生分組完成項目的制作，教師個別指導(dǎo)。通過項目的制作，提高學(xué)生裝配、調(diào)試電路的能力，同時學(xué)會應(yīng)用所學(xué)知識點去解決項目制作過程中出現(xiàn)的問題。

第六步：學(xué)生匯報，總結(jié)項目完成過程中出現(xiàn)的問題、如何解決的。教師根據(jù)學(xué)生出現(xiàn)的問題總結(jié)有關(guān)的知識點，并對任務(wù)中涉及的知識點進(jìn)行梳理，從而使學(xué)生系統(tǒng)地掌握相關(guān)知識點。

通過任務(wù)驅(qū)動為主等多種教學(xué)方法的靈活使用，將知識點融入任務(wù)中進(jìn)行講解，讓學(xué)生自主尋求完成任務(wù)的方法，并在教師的指導(dǎo)下不斷地提高解決問題的能力和培養(yǎng)完成任務(wù)的技能，提高學(xué)生參與教學(xué)的積極性。同時通過實際項目的設(shè)計與制作，培養(yǎng)學(xué)生的成就感，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和樂趣，將學(xué)生的被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)樵诮處熤笇?dǎo)下的主動學(xué)習(xí)。

4 具體實例

下面以本課程的第一個課題“單片機(jī)最小系統(tǒng)”為例，來闡述具體實踐方案。

1）根據(jù)知識點、學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)和能力素質(zhì)的要求，結(jié)合學(xué)校的實訓(xùn)條件，確定采用單個LED閃爍燈的設(shè)計制作作為該課題教學(xué)內(nèi)容的載體并進(jìn)行演示、描述該任務(wù)的要求。

2）教師引導(dǎo)學(xué)生分析完成任務(wù)所需解決的問題：什么是單片機(jī)？如何讓單片機(jī)工作起來？LED外圍電路如何設(shè)計？

3）硬件設(shè)計。圍繞任務(wù)所需解決3個問題，進(jìn)行硬件電路設(shè)計，并對有關(guān)知識進(jìn)行講解。

①什么是單片機(jī)——單片機(jī)引腳的識讀。教師首先通過圖片及實物展示，讓學(xué)生對單片機(jī)有個初步的認(rèn)識；接著分發(fā)芯片讓學(xué)生分組學(xué)習(xí)、觀察單片機(jī)外型及引腳分布、性能特點，進(jìn)一步認(rèn)識單片機(jī)芯片；然后教師引導(dǎo)學(xué)生識讀每個引腳，并舉例說明該引腳與外圍電路的連接，學(xué)生觀察芯片引腳并記錄引腳功能；最后進(jìn)行分組考核，一名學(xué)生說出芯片引腳的功能，另一名學(xué)生對他的表述進(jìn)行評判。

②單片機(jī)如何工作——單片機(jī)最小系統(tǒng)。教師首先通過單片機(jī)如何工作這一問題引入單片機(jī)最小系統(tǒng)這一概念，并引導(dǎo)學(xué)生思考單片機(jī)最小系統(tǒng)的組成；接著學(xué)生分組討論確定方案，學(xué)生根據(jù)討論方案繪制單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖；然后教師根據(jù)學(xué)生原理圖繪制情況進(jìn)行正反例分析，讓學(xué)生找出自己的錯誤，并進(jìn)行修改。

③LED外圍電路如何設(shè)計——LED外圍電路設(shè)計。教師引導(dǎo)學(xué)生自行完成該部分電路的設(shè)計，從而就完成整個硬件電路的設(shè)計，如圖1所示。

在整個教學(xué)中，緊緊圍繞任務(wù)所需要解決的問題，將知識點融入任務(wù)中進(jìn)行講解，引導(dǎo)學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)問題，主動構(gòu)建新知識，形成更為深刻的印象。并通過拓展訓(xùn)練讓學(xué)生鞏固知識點。

4）分組完成任務(wù)。在整個實訓(xùn)過程中，學(xué)生動手實踐，教師巡回個別指導(dǎo)。

①實訓(xùn)準(zhǔn)備，學(xué)生根據(jù)單個LED閃爍燈系統(tǒng)所需的元器件進(jìn)行元器件的篩選。

②元器件的識別檢測——利用萬用表完成元器件的檢測并記錄有關(guān)數(shù)據(jù)。

③元器件的布局、布線——學(xué)生根據(jù)原理圖完成元器件的布局、布線，為下一步焊接、連線做好準(zhǔn)備。（要求：布局合理、走線方便）

④元器件焊接。學(xué)生合作共同完成電路的焊接。

⑤通電（仔細(xì)檢查線路板，測量電源與地是否有短路），思考LED為什么不閃爍？

⑥程序下載——TOP編程器使用。

⑦檢測調(diào)試。對于單片機(jī)系統(tǒng)的檢測調(diào)試，大部分教材都沒描述，這對學(xué)生來說是一個難點，因此在教學(xué)中教師首先講解檢測調(diào)試的步驟，并在每一步的檢測過程中，教師引導(dǎo)提問——學(xué)生回答——確定參數(shù)——利用儀器儀表檢測是否一致——檢查電路并排除故障，從而培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識解決問題的能力，提高學(xué)生檢測調(diào)試單片機(jī)系統(tǒng)的能力。

5）任務(wù)評價，總結(jié)提高。教師主導(dǎo)，學(xué)生交流討論，分析總結(jié)。通過學(xué)生的小結(jié)，教師能及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生該內(nèi)容中出現(xiàn)的問題及不足，并及時糾正；而教師的補(bǔ)充又能再次強(qiáng)化重、難點，從而進(jìn)一步鞏固知識點。

5 教學(xué)效果及反思

通過這學(xué)期單片機(jī)課程的教學(xué)，學(xué)生的積極性有所提高，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，在整個教學(xué)過程中以完成任務(wù)為主線，將知識點融入任務(wù)中，講講做做、做做講講。通過任務(wù)的完成實現(xiàn)，讓學(xué)生由感性到理性掌握相關(guān)知識點，同時提高學(xué)生的實踐技能及應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題的能力。

同時通過這學(xué)期單片機(jī)課程的教學(xué)，也發(fā)現(xiàn)一些問題有待解決。

1）校本教材的編寫[3]，由于目前適合五年制高職的單片機(jī)教材基本沒有，因此迫切需要教師在教學(xué)的實踐過程中及時總結(jié)，并根據(jù)五年制高職學(xué)生的特點和學(xué)校自身實訓(xùn)條件初步編寫基于工作過程的、采用項目教學(xué)的校本教材，從而適合本校學(xué)生的學(xué)習(xí)，并在以后的教學(xué)過程中不斷地修改、完善。

2）由于學(xué)生能力的差異，在任務(wù)完成的過程中，學(xué)生的進(jìn)度不一致，部分小組未能在規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定任務(wù)。因此在完成任務(wù)的過程中，教師和實訓(xùn)指導(dǎo)教師要多巡視，對能力較差的學(xué)生加強(qiáng)個別指導(dǎo)，盡量在保證安裝質(zhì)量的前提下提高速度。

3）教師在教學(xué)過程中要多加強(qiáng)過程評價，將實訓(xùn)成績的評定拿到實訓(xùn)現(xiàn)場，把實訓(xùn)過程中的各個環(huán)節(jié)納入考核要素中，通過觀察了解每位學(xué)生的實訓(xùn)態(tài)度和動手能力，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作及溝通的能力，同時可以避免分組教學(xué)中經(jīng)常存在的問題：一人真正動手實訓(xùn)——“實驗員”，其他人沒事東跑西逛——“調(diào)研員”。

4）在整個課程的考核中也是側(cè)重實踐[4]，正確引導(dǎo)學(xué)生動手，注重每次任務(wù)完成情況，加大實踐分?jǐn)?shù)比例。這樣可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的積極性，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)習(xí)效率和教學(xué)質(zhì)量的提高。

[1]王靜霞.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2009.

[2]于復(fù)生.任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計教學(xué)中的實踐與探索[J].電子電氣學(xué)報,2004(1):101-103.

[3]王岳圓.單片機(jī)教學(xué)芻議[J].中國校外教育,2008(7):83.

[4]顏廷秦.單片機(jī)教學(xué)方法探討[J].職業(yè)技術(shù),2008(8):34-35.

Practice and Thinking of Microcomputer Teaching for Five-year Higher Vocational Education

Chen Feng

Microcomputer is a professional course of an electronic technology professional.Based on the characteristics of the five-year higher vocational students and school training conditions, I appropriate to select the part of the task as a carrier of the teaching content of the course. Use of task-driven teaching of teacher-student interaction in teaching methods,students’ enthusiasm and interest increase, but has some problems in the teaching process,which also required the continuous improvement in the teaching process at a later time.

microcomputer teaching; task-driven teaching; electronic techn ology professional

G712

B

1671-489X(2012)27-0092-03