案例教學(xué)法在單片機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用

中原工學(xué)院機(jī)電學(xué)院 徐 航 鄧大立 靳繼勇

案例教學(xué)法在單片機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用

中原工學(xué)院機(jī)電學(xué)院 徐 航 鄧大立 靳繼勇

單片機(jī)是機(jī)電專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要專(zhuān)業(yè)課,傳統(tǒng)的教學(xué)方法已不能滿(mǎn)足機(jī)電專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)要求.本文分析了單片機(jī)教學(xué)中存在的問(wèn)題,探討了案例教學(xué)法在單片機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用,詳細(xì)介紹了案例準(zhǔn)備、案例實(shí)施、討論與評(píng)價(jià)等方面的內(nèi)容.實(shí)踐表明,該方法在單片機(jī)教學(xué)中可行的.

單片機(jī);案例教學(xué);教學(xué)改革

引言

目前,單片機(jī)在智能儀器儀表、工業(yè)控制、家用電器等領(lǐng)域內(nèi)廣泛應(yīng)用,因此各類(lèi)院校的機(jī)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)都開(kāi)設(shè)了單片機(jī)課程.單片機(jī)課程的最大特點(diǎn)強(qiáng)調(diào)是理論知識(shí)與實(shí)踐能力的緊密結(jié)合,這一特殊性決定了教師在教學(xué)中既要注重對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的培養(yǎng),又要重視強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐技能.但在教學(xué)實(shí)踐中,通常學(xué)生感到難學(xué),教師感到難教.如何讓學(xué)生在學(xué)好基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí).又能迅速地掌握設(shè)計(jì)應(yīng)用技術(shù),這是單片機(jī)課程教學(xué)的難點(diǎn)所在.

1.目前教學(xué)中存在的問(wèn)題

目前大部分高校多采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式,即以"教師 + 黑板+ 實(shí)驗(yàn)"為主體的教學(xué)模式,在教學(xué)內(nèi)容和方法上存在諸多問(wèn)題,嚴(yán)重影響了機(jī)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量[1].筆者通過(guò)教學(xué)實(shí)踐及調(diào)研,單片機(jī)教學(xué)主要存在以下問(wèn)題:

(1)以教師為中心,以傳授理論知識(shí)為主,使得理論教學(xué)與實(shí)踐脫離,學(xué)生缺乏主動(dòng)性.這樣的教學(xué)模式可以使學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)掌握單片機(jī)的基礎(chǔ)理論知識(shí),但缺點(diǎn)也很明顯.通常學(xué)生在學(xué)完這門(mén)課后動(dòng)手能力差,在面臨實(shí)際電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)或新問(wèn)題時(shí),對(duì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程還是一知半解,主動(dòng)性和創(chuàng)新性明顯不夠.

(2)實(shí)踐環(huán)節(jié)手段單一,且未得到足夠重視[2].目前單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)普遍采用實(shí)驗(yàn)箱作為平臺(tái),學(xué)生只參與連線(xiàn)、編程,而缺乏硬件電路的設(shè)計(jì)過(guò)程,這樣整個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)是不完整的,使得學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)、硬件調(diào)試能力并未得到培養(yǎng).同時(shí)實(shí)踐環(huán)節(jié)多為理論課的補(bǔ)充,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),缺乏綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由老師一手包辦,學(xué)生只是被動(dòng)的走操作流程,使得學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣.

(3)教學(xué)評(píng)價(jià)方式單一.單片機(jī)教學(xué)的評(píng)價(jià)方式較為單一,通常采用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告結(jié)合期末考試成績(jī)的方式.這種評(píng)價(jià)方式更多注重的是紙質(zhì)材料的呈現(xiàn),而忽略了學(xué)生實(shí)踐能力的考評(píng),學(xué)生平時(shí)也只注重理論知識(shí)的學(xué)習(xí),而忽略了實(shí)踐能力的培養(yǎng),嚴(yán)重影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和課堂積極性.

因此,優(yōu)化單片機(jī)教學(xué)模式,探索符合機(jī)電專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的單片機(jī)教學(xué)方法具有十分重要的意義.

2.單片機(jī)案例教學(xué)法實(shí)踐

2.1 案例教學(xué)法

案例教學(xué)法于20世紀(jì)初由哈佛大學(xué)提出,是一種注重師生互動(dòng)的開(kāi)放式、研究型的教學(xué)方法,通過(guò)模擬情景教學(xué),調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性,加強(qiáng)學(xué)生的參與和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí),從而提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)、 解決實(shí)際問(wèn)題[3].目前,案例教學(xué)法已廣泛應(yīng)用于工商管理、公共管理、國(guó)際商務(wù)等實(shí)踐性、應(yīng)用性強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域,被證明是一種有效的教學(xué)方法.單片機(jī)教學(xué)內(nèi)容具有較強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性,因此將案例教學(xué)法應(yīng)用在單片機(jī)教學(xué)中具有較高的可操作性.

2.2 案例教學(xué)法實(shí)踐

(1)案例準(zhǔn)備:將案例教學(xué)法應(yīng)用到單片機(jī)教學(xué)過(guò)程中,首先要求老師根據(jù)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)和培養(yǎng)目標(biāo)精選案例[4].在教學(xué)中根據(jù)教學(xué)進(jìn)度安排及機(jī)電專(zhuān)業(yè)學(xué)生的特點(diǎn),將案例教學(xué)內(nèi)容分為基礎(chǔ)項(xiàng)目、提高項(xiàng)目和綜合項(xiàng)目,每個(gè)項(xiàng)目下又包含相關(guān)子模塊,并以專(zhuān)題的形式呈現(xiàn).各項(xiàng)目集的側(cè)重點(diǎn)有所不同,基礎(chǔ)項(xiàng)目和提高項(xiàng)目偏重于基礎(chǔ)知識(shí)的培養(yǎng),多為單個(gè)知識(shí)點(diǎn)的實(shí)踐,而綜合項(xiàng)目是在學(xué)生掌握了單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)后,注重綜合知識(shí)的運(yùn)用能力.案例矩陣層次分明,逐步深入,有驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)也有設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性.同時(shí),除了理論教學(xué)的PPT外,教師還要精心準(zhǔn)備相關(guān)案例的PPT,以便課堂分析、討論.

(2)案例實(shí)施:單片機(jī)的整個(gè)教學(xué)過(guò)程采用理論教學(xué)與案例教學(xué)相結(jié)合的方式.老師首先在課前將案例發(fā)給學(xué)生,并要求學(xué)生仔細(xì)閱讀和分析,提前準(zhǔn)備好相關(guān)材料,如實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板、Proteus仿真軟件、Keil編程軟件等.案例的課堂講授是案例教學(xué)法實(shí)施的關(guān)鍵,教師首先講解案例的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí),精心設(shè)計(jì)一些問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生分組討論(以2-3人為宜),給出解決方案或編出程序,最后對(duì)各組的方案進(jìn)行講評(píng),做出最終的決策和選擇.然后要求各小組基于Proteus仿真軟件設(shè)計(jì)硬件電路,編寫(xiě)軟件程序,并進(jìn)行仿真驗(yàn)證.在硬件電路、軟件調(diào)試無(wú)誤后引導(dǎo)學(xué)生在開(kāi)發(fā)板上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)[5].

(3)討論與評(píng)價(jià):各組在完成項(xiàng)目的仿真、開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)后,在后續(xù)堂上安排案例討論時(shí)間,每組演示制作效果,詳細(xì)講解其開(kāi)發(fā)流程、遇到的問(wèn)題及解決辦法.最后提交實(shí)踐報(bào)告,要求體現(xiàn)實(shí)踐步驟、仿真原理圖及源程序.教師根據(jù)各組完成情況,評(píng)定成績(jī).最后,教師將參考程序提供給大家,作為對(duì)比分析,完善實(shí)驗(yàn).

3.結(jié)論

單片機(jī)是中原工學(xué)院機(jī)電專(zhuān)業(yè)學(xué)生的一門(mén)專(zhuān)業(yè)必修課,學(xué)生相關(guān)基礎(chǔ)較為薄弱,傳統(tǒng)的教學(xué)模式忽視了學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng),無(wú)法滿(mǎn)足機(jī)電專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求.將案例教學(xué)法應(yīng)用于單片機(jī)教學(xué)是一種有效的嘗試,不僅是教學(xué)手段的改變,更是一種教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變,在教學(xué)過(guò)程中強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心,側(cè)重于學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合能力的培養(yǎng).在機(jī)電專(zhuān)業(yè)的單片教學(xué)實(shí)踐中證明,學(xué)生的積極性得到啟發(fā),實(shí)踐能力得到增強(qiáng),單片機(jī)相關(guān)畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量也明顯提高.因此案例教學(xué)法具有極強(qiáng)的可操作性,可以?xún)?yōu)化單片機(jī)教學(xué)模式,最終達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的.

[1]胡玲艷.單片機(jī)"案例教學(xué)"模式改革與探索[J].電子測(cè)試,2016,(14):142-143.

[2]黃大勇,崔世林.單片機(jī)課程教學(xué)改革的研究與探索[J].南陽(yáng)理工學(xué)院學(xué)報(bào),2009,1(3):126-128.

[3]渠麗巖.讓學(xué)生在快樂(lè)中學(xué)習(xí)--談案例教學(xué)法在"單片機(jī)原理與應(yīng)用"教學(xué)中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)教育,2009,(18):93-95.

[4]彭建英,郭杰榮,劉長(zhǎng)青等.單片機(jī)課程仿真案例教學(xué)的研究與探討[J].高教學(xué)刊,2016,(4):118-119.

[5]王正初,范劍,李軍等.機(jī)械專(zhuān)業(yè)單片機(jī)課程案例教學(xué)研究[J].中國(guó)教育技術(shù)裝備,2015,(2):81-83.

Application of case teaching method in MCU teaching

Xu Hang, Deng Dali, Jin Jiyong
(School of Mechatronics Engineering,Zhongyuan University of Technology,Zhengzhou 450007)

s:MCU is an important professional course of mechatronics, traditional teaching method can not meet the requirements of mechanical and electrical professional training. This paper analyzed the existing problems in the teaching of MCU, discussed the application of case teaching method in MCU teaching, and introduced the case preparation, case implementation, discussion and evaluation in detail. The practice shows that this method is feasible in the teaching of MCU.

MCU;Case teaching;Education reform