創(chuàng)建《單片機技術(shù)應(yīng)用》課程教學(xué)中基于“能力遞進”的DIY教學(xué)模式

倪文興

【摘要】以增強單片機課程教學(xué)效果、提高學(xué)生積極性和創(chuàng)造性為目的，針對“單片機技術(shù)應(yīng)用”課程的特點，從課程教學(xué)理念、內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、實踐教學(xué)體系等方面進行了教學(xué)改革的研究和嘗試。根據(jù)職業(yè)崗位對能力要求的不斷提升，遵循單片機工程師成長規(guī)律，創(chuàng)新基于“能力遞進”的DIY教學(xué)模式，使學(xué)生能力逐步提高，職業(yè)素養(yǎng)逐漸養(yǎng)成，實現(xiàn)良好的教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】單片機;DIY;課程教學(xué);Proteus仿真;實驗操作;作品展示

單片機已成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中重要的智能化器件。無論是尖端科技，還是現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、及個人信息終端等諸多領(lǐng)域，都離不開單片機，其使用率和普及率遠遠超過了其他類型的計算機。因此“單片機技術(shù)應(yīng)用”課程也在職業(yè)院校的電子信息類、電氣類等專業(yè)的教學(xué)計劃中占有重要地位，屬核心課程。單片機教學(xué)模式的改進就是為了更好的使學(xué)生將所學(xué)到的單片機理論知識轉(zhuǎn)化為適應(yīng)社會發(fā)展潮流和就業(yè)需要的實際能力的一種教學(xué)活動。

“單片機技術(shù)應(yīng)用”是一門結(jié)合電子、計算機等技術(shù)的應(yīng)用性很強的課程。但由于該課程比較抽象，學(xué)生在開始學(xué)的時候難以入門，難以了解單片機的整體結(jié)構(gòu)。因而如何打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，將實驗課程與理論課程有機結(jié)合，達到循序漸進的良好效果，就成為單片機課程體系建設(shè)的一個重要課題。

一、貫徹“一個中心，兩個基點，三化四統(tǒng)一”的教學(xué)理念

即以學(xué)生為中心、以職業(yè)能力培養(yǎng)和職業(yè)素養(yǎng)養(yǎng)成為基點;實施教學(xué)項目化、教學(xué)做一體化、考核過程化;圍繞“教什么？誰來教？在哪里教？如何教？”實現(xiàn)四個統(tǒng)一：訓(xùn)練的內(nèi)容與學(xué)習(xí)的知識統(tǒng)一、授課教師與訓(xùn)練指導(dǎo)師統(tǒng)一、教室與實訓(xùn)室統(tǒng)一、技能訓(xùn)練與知識傳授統(tǒng)一;達到能掌握單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)，能運用單片機開發(fā)系統(tǒng)、Proteus仿真軟件，并具備利用單片機開發(fā)小型智能電子產(chǎn)品的能力，能設(shè)計單片機應(yīng)用系統(tǒng)的硬件和軟件程序，能解決單片機應(yīng)用開發(fā)的實際問題。

二、以課程目標為核心，整合教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計學(xué)習(xí)項目

經(jīng)過多年的研究與探索，在《單片機技術(shù)應(yīng)用》課程教學(xué)模式改革過程中，我們樹立了“學(xué)習(xí)的內(nèi)容是工作、通過工作實現(xiàn)學(xué)習(xí)”的設(shè)計理念，由行業(yè)企業(yè)專家、主講教師、兼職教師、校內(nèi)教育專家共同組成課程團隊，首先確定課程目標，以課程目標為核心選擇課程教學(xué)內(nèi)容，再對課程內(nèi)容進行整合與序化。具體來說，本課程設(shè)計了四個綜合性學(xué)習(xí)項目：交通燈控制系統(tǒng)、溫度報警器、智能小車、校園電子鈴，其中第一個項目屬封閉型的學(xué)習(xí)任務(wù)，在教師的全面指導(dǎo)下完成;第二、三個項目屬開放性的，教師做一定的指導(dǎo)，主要加強自學(xué)、計劃和自查;第四個項目屬于開放創(chuàng)新型，完全由學(xué)生自主完成，教師只做適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。四個項目循序漸進，教師指導(dǎo)的成分逐漸減少，而學(xué)生獨立完成任務(wù)的成分不斷增多。

三、創(chuàng)建基于“能力遞進”的DIY（Do It Yourself）教學(xué)模式。

為了調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更好的完成學(xué)習(xí)項目，我們創(chuàng)建了《單片機技術(shù)應(yīng)用》課程教學(xué)中基于“能力遞進”的DIY（Do It Yourself）教學(xué)模式。課程組教師遵循單片機工程師成長規(guī)律，根據(jù)職業(yè)崗位對能力要求的不斷提升，以實際產(chǎn)品的開發(fā)過程為序，學(xué)生在單片機開發(fā)平臺上動手演練全部內(nèi)容，從器件的認識開始，逐步引入焊接、調(diào)試、維修、單元電路搭建、整體電路設(shè)計、子程序編寫、程序設(shè)計、仿真調(diào)試等內(nèi)容，學(xué)生能力逐步提高，職業(yè)素養(yǎng)逐漸養(yǎng)成，教學(xué)效果理想。

在教學(xué)過程中，因材施教，多種教學(xué)方法配合，實現(xiàn)激、糾、促、協(xié)、實、層“六”字訣。激：采取一系列措施激發(fā)學(xué)生興趣，引入一些新的游戲規(guī)則，使他們以自己喜歡的方式接受新知識。例如在項目三中，智能小車“跳舞”這個任務(wù)，利用學(xué)生喜歡“玩”的特性，教師播放基于智能控制小車開發(fā)的機器人視頻，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。糾：教學(xué)中注意糾正學(xué)生的一些不良習(xí)慣，端正學(xué)習(xí)態(tài)度。促：要求他們完成一定的任務(wù)和項目，給他們一些壓力促使他們自主學(xué)習(xí)，自己動手解決問題。協(xié)：分組教學(xué)，讓他們扮演不同的角色，培養(yǎng)他們的團隊協(xié)作能力。針對這一要訣，可采用分組教學(xué)與角色扮演法：在完成學(xué)習(xí)任務(wù)或項目時，以3～4人為一個團隊，讓每個學(xué)生扮演相應(yīng)的角度，如項目經(jīng)理、軟件工程師、硬件工程師等。實：以實際的電子產(chǎn)品為載體，以實踐為主，通過不斷反復(fù)地訓(xùn)練培養(yǎng)他們的實踐動手能力。這一過程可以輔助案例教學(xué)法——教師在講解相關(guān)知識點或?qū)W生完成任務(wù)時，為幫助學(xué)生正確理解，選擇一些案例，通過案例講解來啟發(fā)學(xué)生的思維;同時也可應(yīng)用啟發(fā)式教學(xué)——為了讓學(xué)生順利完成相關(guān)學(xué)習(xí)任務(wù)，在教學(xué)中注意通過“設(shè)計問題”、“引導(dǎo)思考”、“假設(shè)結(jié)論”、“探索求證”等過程啟發(fā)學(xué)生。層：考慮到學(xué)生的差異性，分層次教學(xué)，對于學(xué)習(xí)基礎(chǔ)好，提高要求;對于學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較差的學(xué)生，只要求達到最低目標。如8255控制交通燈系統(tǒng)就不要求所有團隊完成，只是學(xué)習(xí)基礎(chǔ)好的一些組要求完成。

為了提高教學(xué)效果，我們積極采用現(xiàn)代化教學(xué)手段：

（1）利用虛擬技術(shù)開展虛擬實訓(xùn)，許多任務(wù)，并不是要求學(xué)生先制作出硬件電路，而是利用Proteus軟件進行虛擬實訓(xùn)，如智能小車的幾個任務(wù)都是先仿真調(diào)試，圖1為智能小車“跳舞”的仿真電路圖。只有調(diào)試通過之后，才制作硬件，可讓學(xué)生少走彎路，提高效率。

（2）采用多媒體教學(xué)手段：每個任務(wù)都制作了PPT課件，有些難點或重點制作了Flash動畫輔助教學(xué)，還購買了多媒體學(xué)習(xí)光盤，讓學(xué)生課余利用學(xué)習(xí)光盤鞏固所學(xué)的知識點。

（3）充分利用網(wǎng)絡(luò)資源開展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，利用《單片機應(yīng)用技術(shù)》精品課程網(wǎng)站進行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，設(shè)計網(wǎng)絡(luò)課程為學(xué)生提供了豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，如活頁講義、電子教案、授課課件、Flash課件、教學(xué)標準及授課計劃，網(wǎng)站還提供了“在線答疑”、“常見問題解答”及在線作業(yè)與在線模擬考試等。課程負責(zé)人還創(chuàng)建了QQ群，讓學(xué)生在QQ群中進行學(xué)習(xí)討論或在線答疑。

四、結(jié)束語

如何將教學(xué)改革進行得更加深入，建立培養(yǎng)應(yīng)用性人才的新模式。根據(jù)“寬口徑，厚基礎(chǔ)，強能力”的原則構(gòu)建理論教學(xué)體系;根據(jù)“培養(yǎng)應(yīng)用能力，滿足就業(yè)需求”的原則，探索產(chǎn)、學(xué)、研合作教育的途徑。為社會培養(yǎng)出大批具有工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力的單片機應(yīng)用型人才，還需要我們教師共同努力，不斷探索。