淺談技職校單片機教學改革

摘要：單片機課程是技職校電氣工程及其自動化專業(yè)的重要課程，具有較強的綜合性、實踐性等特點。根據(jù)目前技職校單片機課程教學現(xiàn)狀,針對現(xiàn)行單片機教學和應用中存在的問題,結(jié)合本人多年的教學經(jīng)驗，提出了幾點關于單片機教學改革的方案。
　　　　單片機經(jīng)過了多年的發(fā)展,在性能上有很大的進步,在型號上發(fā)展到上千個種類,已經(jīng)廣泛應用到社會的各個領域,
　　單片機課程是高職電氣工程及其自動化專業(yè)的重要課程,但是相比之下,單片機的教學在很多方面沿襲普通中學常用的以教師講授知識為主的教學模式,強調(diào)理論知識體系的完整性、嚴密性。而對于與實踐相關聯(lián)的理論知識的學習正是高職學生的弱項, 傳統(tǒng)的單片機教學是以單片機的知識結(jié)構為主線,把單片機知識系統(tǒng)分成硬件結(jié)構、指令系統(tǒng)、軟件編程、單片機系統(tǒng)的擴展和各種外圍器件的應用。授課的順序是硬件結(jié)構→指令系統(tǒng)→軟件編程→單片機系統(tǒng)的擴展和各種外圍器件的應用,最后再講一些實例。按照此種教學結(jié)構,學生普遍感到難學,導致大多數(shù)學生存在著厭學情緒,使得老師抱怨現(xiàn)在的學生越來越難教了,學生抱怨老師講的理論知識枯燥乏味,什么都沒聽懂,如此形成了一個惡性循環(huán)。如何讓基礎比較薄弱的學生較好地掌握單片機技術是當前單片機課程面臨的一個急需解決的問題，顯然傳統(tǒng)的以教師講授為主的教學模式肯定不能適應單片機教學的需要,必須轉(zhuǎn)變教學方法。根據(jù)目前高職單片機課程教學現(xiàn)狀,針對現(xiàn)行單片機教學和應用中存在的問題,結(jié)合本人多年的教學經(jīng)驗，提出了幾點關于單片機教學改革的方案。
　　單片機教學改革方案：
一、興趣驅(qū)動法：
　　　　上已述及按單片機體系結(jié)構授課存在很多問題，會使學生入門學習望而生畏,嚴重挫傷了學習興趣和熱情，不利于單片機教學。興趣是最好的老師，因此，激發(fā)學生學習單片機的熱情是單片機教學改革的首要任務。單片機的廣泛發(fā)展有利于單片機的教學，教師可以充分利用這一資源優(yōu)勢，在第一次課的緒論中,可以簡要列舉大量圖文并茂的應用案例，尤其是學生生活中常見的，如智能手機，重點介紹單片機的發(fā)展前景，此外還可以把“新穎60 秒LED 旋轉(zhuǎn)電子鐘”、高精度程控函數(shù)信號發(fā)生器”“等作品的實物,帶進教室,并簡要介紹它們的工作原理及應用,創(chuàng)建一個學習單片機課程不但有用而且有趣的情景，從而激發(fā)學生入門單片機學習的興趣。單片機的種類很多[1],有51系列、PI C系列、AVR系列等,還有更高級的AR M 系列,在介紹單片機種類的時候必須提醒學生不要學太多種類的單片機,學精一個,觸類旁通,無非在定時器和寄存器上有所不同罷了。強調(diào)學生從51著手,51是入門級的芯片,是初學者練手比較好的類型,這樣可以讓學生少走彎路，增強自信心，增加學習積極性。
二、任務型教學法：
　　　　“任務型教學法”最早是20 世紀80 年代外語教學法研究者和第二語言學習研究者在大量研究和實踐的基礎上提出來的有重要影響的教學方式。教師圍繞特定的交際目的和語言項目,設計可操作性強的、任務化的教學活動,學生通過多種語言活動完成任務,達到學習語言和掌握語言的目的。近年來,在一些專業(yè)技術課程中也不斷引入此種教學法,因此，單片機教學中引入了“任務型教學法”或許是一種不錯的選擇。首先根據(jù)每一課學生應達到的層次,確定教授的知識、技能,并以此來設計任務。以“任務”為核心組織知識點,主要通過在本課題組使用的實驗板上完成這一任務來實現(xiàn)學生對所學知識點的掌握和技能的培養(yǎng)。例如:在講授“單片機內(nèi)部結(jié)構”這一部份的知識時,可以制定這些任務:自制單片機實驗電路板、單燈發(fā)光、單燈閃爍、流水燈、,所需的知識有:硬件連接圖(最基本的單片機接線加P1.0 接一個發(fā)光管和一個限流電阻),若干條指令(CLRP1.0和JMPMYM),編程器的使用[2]。這些知識都是陳述性知識,學生很快可以接受和掌握。學完之后,要求學生動手將自制的實驗板上的LED點亮,每個學生都可以完成。完成之后,讓學生思考,在P1.0邊上的P1.1等引腳是否可以用同樣的方法點亮,這一任務完成后,再完成單燈閃爍任務。這一任務中,多出幾條指令(LCALL DJNZ 等),其操作與前一任務相同,學生完成也沒有什么困難。這樣逐一完成各個任務,并在各任務間穿插一些單片機內(nèi)部結(jié)構的知識介紹。通過完成這些任務,不但能激發(fā)學生學習該課程的興趣,調(diào)動學生學習的積極性,讓學生深刻理解單片機I/O端口結(jié)構及輸入、輸出應用特點,一些硬件連接能力,匯編語言和C語言的程序設計、調(diào)試能力等,而且能培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新設計能力。在這些任務完成以后,學生對于單片機內(nèi)部的CPU、I/O 結(jié)構等已經(jīng)很熟悉了,同時,這為后續(xù)學習“指令”這一部份內(nèi)容打下了良好的基礎。
三、項目實踐驅(qū)動法：
　　　　以項目實踐為教學單元,打破原有界限,不管硬件結(jié)構、指令、編程的先后順序,將各部份知識分解成一個個知識
點,為了完成一個項目任務抽取每個部份的不同知識點,加以組合,完成第一個項目任務就能清楚單片機的開發(fā)過程,完成第二、三個項目任務,就能自已模仿性地編出自已的程序,使得學習過程是一個不斷成功地完成基礎上任務的過程。當所有項目任務全部完成,知識點就全學完了。即便只完成部份項目任務,也可以去做一些程序了，實踐證明并沒有必要學完全部知識才可以去做開發(fā)的。
四、其他輔助教學方法：
　　　　（一）組建單片機興趣小組：
　　在單片機課堂教學之后，課程項目或者任務是對學生初步完整實施單片機應用系統(tǒng)開發(fā)的一次集中訓練。進行課程項目或者任務時，教師把分析解決問題的主動權交到學生的手中，以學生為主體提出解決方案，教師進行審查，提出修改意見。教師主要對方案的可行性進行把關，具體的軟硬件調(diào)試工作全部由學生動手完成。有條件的學�？梢耘渲茖ｉT的指導教師實施專題興趣小組教學，在每一學期對小組成員進行較綜合應用課題的研究訓練，含模擬、數(shù)字電路及單片機應用系統(tǒng)等方面的內(nèi)容。要求小組成員每學期初接受研究課題，學期末提交研究實物和研究報告等文檔資料。在后續(xù)的教學中，引入目前單片機仿真性能優(yōu)越的P R O T E U S 軟件應用內(nèi)容[3]，使學生能夠?qū)纹瑱C實物制作和“軟仿真”開發(fā)有機結(jié)合，對使用單片機仿真器調(diào)試系統(tǒng)的方式進行有力的補充。這樣，學生掌握的開發(fā)手段將得到擴展，必將會大大提高本模塊的教學效果。興趣小組的教學在時間的切入上和課堂內(nèi)的教學可以相互銜接，這樣學生能夠帶著問題投入到課堂教學中，同時能夠起步實際應用所學知識。對學生有較好的鍛煉和提高作用。
　�。ǘ┌咐虒W：
　　選取大量直接來自于工程實際,親身實踐過的應用案例,要講清楚開發(fā)時所面臨的問題及其解決方法，增加案例開發(fā)過程中相關趣味故事，激發(fā)學生的求知欲，調(diào)動其積極性。
　�。ㄈ┏浞掷镁W(wǎng)絡資源：
　　充分發(fā)揮校園網(wǎng)的優(yōu)勢,培養(yǎng)學生自主學習的能力,可以把課程教學大綱、電子教案、教師精心制作的教學課件等教學資源上網(wǎng)供學生自學,并利用電子郵件、校網(wǎng)站的交流園地與學生進行課外交流,為學生答疑解惑,為學生提供了更為廣泛的溝通渠道與環(huán)境。鼓勵學生登陸單片機發(fā)展和技術相關的熱門論壇，提高學生交流能力，擴展學生單片機知識面。
　�。ㄋ模╈`活的教學大綱：
　　單片機技術在不斷發(fā)展,其應用也在不斷的變革,市場的需求就是企業(yè)的需求,也是我們培養(yǎng)學生的需求,為此我們要根據(jù)這些變化的需求來調(diào)整教學大綱,培養(yǎng)具有企業(yè)需求的技能學生,提高學生的就業(yè)技能。
在競爭日益激烈的今天，掌握好單片機應用技術，對于將要投身到自動化技術應用行業(yè)的畢業(yè)生而言無疑是十分重要的。作為從事單片機教學的一線教師，最大限度的確保自己的學生能夠?qū)W有所獲、學能致用，既是挑戰(zhàn)也是重要的責任和使命，希望本文所提出的觀點能夠起到拋磚引玉的作用。

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