葉 莖 何 瓊

［摘要］本文分析了傳統(tǒng)單片機(jī)教學(xué)存在的問(wèn)題，提出了基于工作過(guò)程的單片機(jī)課程教學(xué)設(shè)計(jì)，有效地培喬學(xué)生的動(dòng)手創(chuàng)新能力，讓他們綜合運(yùn)用所學(xué)的單片機(jī)、電子設(shè)計(jì)等知識(shí)設(shè)計(jì)單片機(jī)產(chǎn)品，達(dá)到高職高專培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目的。

［關(guān)鍵詞］工作過(guò)程單片機(jī)教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)情境

隨著單片機(jī)在信息自動(dòng)化領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，各高職院校都開(kāi)設(shè)了《單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)》課程。它是電氣自動(dòng)化、電子信息、機(jī)電一體化及相關(guān)專業(yè)必修的職業(yè)技術(shù)課，培養(yǎng)的是學(xué)生將來(lái)在自動(dòng)化設(shè)備和產(chǎn)品的運(yùn)行、維護(hù)及輔助設(shè)計(jì)工作的最基本技能，教學(xué)效果將直接影響學(xué)生的就業(yè)及其在專業(yè)上的后續(xù)發(fā)展。

1.問(wèn)題的提出。《單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)》這門(mén)課程教學(xué)有一定難度，尤其涉及到硬件結(jié)構(gòu)部分和匯編程序編寫(xiě)部分，學(xué)生感覺(jué)十分抽象，往往難以入門(mén)，造成他們學(xué)習(xí)時(shí)缺乏學(xué)習(xí)的熱情，收不到良好的教學(xué)效果。產(chǎn)生問(wèn)題主要有以下幾個(gè)原因：

(1)學(xué)生缺乏計(jì)算機(jī)的知識(shí)基礎(chǔ)。雖然有《計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》及《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》等與計(jì)算機(jī)相關(guān)的先修課程，但是學(xué)生對(duì)微機(jī)硬件結(jié)構(gòu)原理的抽象概念不易理解，如存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)，寄存器、位地址的概念等。

(2)教學(xué)結(jié)構(gòu)不合理，存在與實(shí)踐脫離傾向。許多教師的教學(xué)按照一般的單片機(jī)教材，把單片機(jī)知識(shí)系統(tǒng)分成硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、匯編程序設(shè)計(jì)、單片機(jī)的擴(kuò)展和各種外圍接口等，最后再加上綜合實(shí)例。按照這種教學(xué)順序，學(xué)生普遍感到難學(xué)，或者雖能聽(tīng)懂例題，卻難以獨(dú)立進(jìn)行單片機(jī)的程序設(shè)計(jì)或者產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。

(3)對(duì)單片機(jī)的實(shí)踐環(huán)節(jié)重視不夠。實(shí)踐條件有限。教師按照教材知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行授課，實(shí)踐教學(xué)往往是使用實(shí)驗(yàn)箱等教儀設(shè)備，以驗(yàn)證課程理論為主，學(xué)生較少主動(dòng)思考創(chuàng)新。

(4)教師的綜合水平有待提高。用單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，需要用到電子技術(shù)、電路設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)等相關(guān)的知識(shí)，綜合性、實(shí)踐性很強(qiáng)，教師有電子產(chǎn)品研發(fā)和工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，能更好地使學(xué)生對(duì)該課程產(chǎn)生理解、認(rèn)同和興趣。

2.基于工作過(guò)程的單片機(jī)課程教學(xué)設(shè)計(jì)。職業(yè)教育的特點(diǎn)決定了其課程應(yīng)該打破原有的學(xué)科體系，借鑒德國(guó)職業(yè)教育理念，采用基于工作過(guò)程的課程開(kāi)發(fā)方法，基于單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品開(kāi)發(fā)典型工作過(guò)程，構(gòu)建項(xiàng)目課程。以工作過(guò)程為導(dǎo)向的項(xiàng)目課程，就是以企業(yè)崗位的工作過(guò)程為中心構(gòu)建一定的教學(xué)項(xiàng)目，圍繞工作任務(wù)的實(shí)施來(lái)展開(kāi)學(xué)習(xí)。-學(xué)生通過(guò)完成教學(xué)改造的項(xiàng)目工作任務(wù)，學(xué)到知識(shí)和技能，從而達(dá)到在開(kāi)始工作時(shí)具備崗位能力。要對(duì)單片機(jī)課程教學(xué)進(jìn)行改革，就得從教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)人手。

(1)與崗位相適應(yīng)的學(xué)習(xí)情境的設(shè)計(jì)。學(xué)習(xí)情境是指在學(xué)習(xí)領(lǐng)域框架內(nèi)的小型主題學(xué)習(xí)單元。《單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)》是武漢軟件工程職業(yè)學(xué)院(以下簡(jiǎn)稱“我院”)電氣自動(dòng)化專業(yè)的一門(mén)核心課程和精品課程，課程活動(dòng)內(nèi)容的設(shè)計(jì)和組織，是通過(guò)一系列的企業(yè)調(diào)研與分析，得到企業(yè)中單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)崗位的典型工作過(guò)程，經(jīng)過(guò)教學(xué)改造，構(gòu)建了一定的教學(xué)項(xiàng)目和產(chǎn)品，在這個(gè)項(xiàng)目和產(chǎn)品的基礎(chǔ)上來(lái)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)學(xué)習(xí)情境，做到每一個(gè)學(xué)習(xí)情境的實(shí)施都是一個(gè)完整的工作過(guò)程。

由于我院電子系電氣自動(dòng)化專業(yè)課程改革將《單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)》和《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程整合：《單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)》課程共54課時(shí)，講解單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、匯編程序設(shè)計(jì)、中斷系統(tǒng)和定時(shí)器計(jì)數(shù)器；《微機(jī)原理與接口技術(shù)》共54課時(shí)，不再以x86{井授，而是用單片機(jī)講解常用內(nèi)部接口、外部接口擴(kuò)展。筆者以《單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)》課程為例，對(duì)單片機(jī)課程進(jìn)行基于工作過(guò)程的課程教學(xué)設(shè)計(jì)。為實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)目標(biāo)，使學(xué)生掌握相關(guān)的專業(yè)技能，根據(jù)單片機(jī)相關(guān)產(chǎn)品的維護(hù)，輔助設(shè)計(jì)和研發(fā)的崗位特點(diǎn)，《單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)》課程經(jīng)過(guò)教學(xué)改造后的項(xiàng)目產(chǎn)品和學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)如理論課程教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)表”慚示。教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)中的拓展內(nèi)容可以由教師靈活處理，也可以做為學(xué)生課余或是課程結(jié)束時(shí)，自己探索單片機(jī)應(yīng)用的課題。

(2)課程實(shí)施過(guò)程的設(shè)計(jì)。學(xué)習(xí)情境的教學(xué)組織按照“資訊、計(jì)劃、決策、實(shí)施、檢查、評(píng)估”六步實(shí)施，其中，資訊、計(jì)劃、實(shí)施、檢查階段以學(xué)生為主，教師只有在學(xué)生遇到問(wèn)題時(shí)，才給予及時(shí)的指導(dǎo)。課程按照工作過(guò)程為導(dǎo)向構(gòu)建的項(xiàng)目產(chǎn)品來(lái)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)情境，實(shí)施過(guò)程由教師在學(xué)習(xí)情境中提供詳細(xì)的引導(dǎo)，加強(qiáng)學(xué)生計(jì)劃、協(xié)調(diào)與組織工作能力，由學(xué)生獨(dú)立完成工作過(guò)程，培養(yǎng)動(dòng)手創(chuàng)新能力。

按照六步法，在課程實(shí)施過(guò)程要做出如下安排：第一步，由學(xué)生對(duì)任務(wù)進(jìn)行分析，了解產(chǎn)品設(shè)計(jì)所需要用到的硬件、軟件的知識(shí)，產(chǎn)品的成本、用途等市場(chǎng)信息，并自行分組。第二步，各組按任務(wù)進(jìn)行分工協(xié)作，主要讓學(xué)生發(fā)揮主動(dòng)作用，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作的能力。第三步，各組經(jīng)過(guò)討論選擇產(chǎn)品的最佳軟硬件設(shè)計(jì)方案和流程，教師需要對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)的解決方案做出指導(dǎo)和修正。第四步，各組進(jìn)行產(chǎn)品的制作，完成程序的下載。如果是課堂教學(xué)項(xiàng)目，則偏向于軟件程序設(shè)計(jì)；如果是實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，則偏向于綜合能力的鍛煉，需要完成硬件焊接和軟件編程。第五步，各組進(jìn)行產(chǎn)品調(diào)試，功能檢驗(yàn)，然后由學(xué)生自查是否完成了工作任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的功能。如果不能實(shí)現(xiàn)，則采用教師引導(dǎo)分析，學(xué)生互助的方式去查找糾正錯(cuò)誤。第六步，各組先分別進(jìn)行學(xué)生自評(píng)，然后由教師評(píng)價(jià)，最后由學(xué)生寫(xiě)出產(chǎn)品制作的總結(jié)報(bào)告。

(3)對(duì)教學(xué)環(huán)境的要求?；诠ぷ鬟^(guò)程的單片機(jī)課程教學(xué)，需要以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，教學(xué)互動(dòng)，講練結(jié)合，對(duì)教學(xué)環(huán)境有一定的要求。不能在普通教室實(shí)現(xiàn)教學(xué)，要求能在配置了多媒體教學(xué)設(shè)施，單片機(jī)編程器、仿真器、最小系統(tǒng)板等實(shí)踐設(shè)備的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行教學(xué)，才能實(shí)現(xiàn)“教、學(xué)、做”一體的教學(xué)模式。

3.結(jié)語(yǔ)。從單片機(jī)課程教學(xué)情況看來(lái)，采用基于工作過(guò)程的教學(xué)模式能提高學(xué)生對(duì)于微機(jī)硬件知識(shí)的認(rèn)識(shí)，同時(shí)教學(xué)組織中給出工作任務(wù)，重視實(shí)踐環(huán)節(jié)，單片機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制作過(guò)程也能讓教師受益非淺，提高綜合的動(dòng)手能力；最重要的是，該教學(xué)設(shè)計(jì)更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考，團(tuán)隊(duì)合作和動(dòng)手創(chuàng)新的能力，能有效改善學(xué)生認(rèn)為課程理論、抽象、難度大的印象。實(shí)踐證明，基于工作過(guò)程的單片機(jī)課程教學(xué)能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，突顯教學(xué)效果。