倪文興

【摘要】以增強(qiáng)單片機(jī)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(duì)“單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用”課程的特點(diǎn)，從課程教學(xué)理念、內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、實(shí)踐教學(xué)體系等方面進(jìn)行了教學(xué)改革的研究和嘗試。根據(jù)職業(yè)崗位對(duì)能力要求的不斷提升，遵循單片機(jī)工程師成長(zhǎng)規(guī)律，創(chuàng)新基于“能力遞進(jìn)”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(shí)現(xiàn)良好的教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī);DIY;課程教學(xué);Proteus仿真;實(shí)驗(yàn)操作;作品展示

單片機(jī)已成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中重要的智能化器件。無(wú)論是尖端科技，還是現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、及個(gè)人信息終端等諸多領(lǐng)域，都離不開單片機(jī)，其使用率和普及率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了其他類型的計(jì)算機(jī)。因此“單片機(jī)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(jì)劃中占有重要地位，屬核心課程。單片機(jī)教學(xué)模式的改進(jìn)就是為了更好的使學(xué)生將所學(xué)到的單片機(jī)理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展潮流和就業(yè)需要的實(shí)際能力的一種教學(xué)活動(dòng)。

“單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用”是一門結(jié)合電子、計(jì)算機(jī)等技術(shù)的應(yīng)用性很強(qiáng)的課程。但由于該課程比較抽象，學(xué)生在開始學(xué)的時(shí)候難以入門，難以了解單片機(jī)的整體結(jié)構(gòu)。因而如何打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，將實(shí)驗(yàn)課程與理論課程有機(jī)結(jié)合，達(dá)到循序漸進(jìn)的良好效果，就成為單片機(jī)課程體系建設(shè)的一個(gè)重要課題。

一、貫徹“一個(gè)中心，兩個(gè)基點(diǎn)，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(diǎn);實(shí)施教學(xué)項(xiàng)目化、教學(xué)做一體化、考核過(guò)程化;圍繞“教什么？誰(shuí)來(lái)教？在哪里教？如何教？”實(shí)現(xiàn)四個(gè)統(tǒng)一：訓(xùn)練的內(nèi)容與學(xué)習(xí)的知識(shí)統(tǒng)一、授課教師與訓(xùn)練指導(dǎo)師統(tǒng)一、教室與實(shí)訓(xùn)室統(tǒng)一、技能訓(xùn)練與知識(shí)傳授統(tǒng)一;達(dá)到能掌握單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)，能運(yùn)用單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)、Proteus仿真軟件，并具備利用單片機(jī)開發(fā)小型智能電子產(chǎn)品的能力，能設(shè)計(jì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件和軟件程序，能解決單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)的實(shí)際問(wèn)題。

二、以課程目標(biāo)為核心，整合教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)項(xiàng)目

經(jīng)過(guò)多年的研究與探索，在《單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用》課程教學(xué)模式改革過(guò)程中，我們樹立了“學(xué)習(xí)的內(nèi)容是工作、通過(guò)工作實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)”的設(shè)計(jì)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(tuán)隊(duì)，首先確定課程目標(biāo)，以課程目標(biāo)為核心選擇課程教學(xué)內(nèi)容，再對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行整合與序化。具體來(lái)說(shuō)，本課程設(shè)計(jì)了四個(gè)綜合性學(xué)習(xí)項(xiàng)目：交通燈控制系統(tǒng)、溫度報(bào)警器、智能小車、校園電子鈴，其中第一個(gè)項(xiàng)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(gè)項(xiàng)目屬開放性的，教師做一定的指導(dǎo)，主要加強(qiáng)自學(xué)、計(jì)劃和自查;第四個(gè)項(xiàng)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(gè)項(xiàng)目循序漸進(jìn)，教師指導(dǎo)的成分逐漸減少，而學(xué)生獨(dú)立完成任務(wù)的成分不斷增多。

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

為了調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更好的完成學(xué)習(xí)項(xiàng)目，我們創(chuàng)建了《單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用》課程教學(xué)中基于“能力遞進(jìn)”的DIY（Do It Yourself）教學(xué)模式。課程組教師遵循單片機(jī)工程師成長(zhǎng)規(guī)律，根據(jù)職業(yè)崗位對(duì)能力要求的不斷提升，以實(shí)際產(chǎn)品的開發(fā)過(guò)程為序，學(xué)生在單片機(jī)開發(fā)平臺(tái)上動(dòng)手演練全部?jī)?nèi)容，從器件的認(rèn)識(shí)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(jì)、子程序編寫、程序設(shè)計(jì)、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(guò)程中，因材施教，多種教學(xué)方法配合，實(shí)現(xiàn)激、糾、促、協(xié)、實(shí)、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(shí)。例如在項(xiàng)目三中，智能小車“跳舞”這個(gè)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(jī)器人視頻，調(diào)動(dòng)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(xiàng)目，給他們一些壓力促使他們自主學(xué)習(xí)，自己動(dòng)手解決問(wèn)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(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。針對(duì)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(xiàng)目時(shí)，以3～4人為一個(gè)團(tuán)隊(duì)，讓每個(gè)學(xué)生扮演相應(yīng)的角度，如項(xiàng)目經(jīng)理、軟件工程師、硬件工程師等。實(shí)：以實(shí)際的電子產(chǎn)品為載體，以實(shí)踐為主，通過(guò)不斷反復(fù)地訓(xùn)練培養(yǎng)他們的實(shí)踐動(dòng)手能力。這一過(guò)程可以輔助案例教學(xué)法——教師在講解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)或?qū)W生完成任務(wù)時(shí)，為幫助學(xué)生正確理解，選擇一些案例，通過(guò)案例講解來(lái)啟發(fā)學(xué)生的思維;同時(shí)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(guò)“設(shè)計(jì)問(wèn)題”、“引導(dǎo)思考”、“假設(shè)結(jié)論”、“探索求證”等過(guò)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(duì)于學(xué)習(xí)基礎(chǔ)好，提高要求;對(duì)于學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較差的學(xué)生，只要求達(dá)到最低目標(biāo)。如8255控制交通燈系統(tǒng)就不要求所有團(tuán)隊(duì)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(shí)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(jìn)行虛擬實(shí)訓(xùn)，如智能小車的幾個(gè)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(guò)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(gè)任務(wù)都制作了PPT課件，有些難點(diǎn)或重點(diǎn)制作了Flash動(dòng)畫輔助教學(xué)，還購(gòu)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(shí)點(diǎn)。

（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(jī)應(yīng)用技術(shù)》精品課程網(wǎng)站進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，設(shè)計(jì)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(yè)講義、電子教案、授課課件、Flash課件、教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)及授課計(jì)劃，網(wǎng)站還提供了“在線答疑”、“常見問(wèn)題解答”及在線作業(yè)與在線模擬考試等。課程負(fù)責(zé)人還創(chuàng)建了QQ群，讓學(xué)生在QQ群中進(jìn)行學(xué)習(xí)討論或在線答疑。

四、結(jié)束語(yǔ)

如何將教學(xué)改革進(jìn)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(qiáng)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(huì)培養(yǎng)出大批具有工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力的單片機(jī)應(yīng)用型人才，還需要我們教師共同努力，不斷探索。