［收稿日期］2015-7-6

［作者簡(jiǎn)介］彭志剛（1974-），男，湖南石門(mén)人，湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系講師，研究方向：微電子技術(shù)應(yīng)用與教學(xué)。

Teaching Reform and Practice of SCM Technology

PENG Zhigang

(Hunan Industry Polytechic College,Changsha410208,Hunan)

［Abstract］　This paper analyzes the characteristics of the single chip microcomputer technology course, the importance of the electric specialty course and the present situation of higher vocational colleges. The method of curriculum reform of SCM Technology is put forward, which is to be explored in the aspects of curriculum integration, teaching content reform, teaching and learning, teaching and assessment. Teaching practice shows that the curriculum reform of SCM Technology can greatly stimulate students’learning interest, improve students' subjective initiative, and achieve good teaching effect on skill competition and employment situation.

［Key words］SCM technology; teaching reform; hierarchical teaching; formative assessment

一、引言

隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)課程在電類(lèi)各專(zhuān)業(yè)課中的地位顯得越來(lái)越重要，尤其在電子信息工程、電氣自動(dòng)化、機(jī)電一體化等工科專(zhuān)業(yè)，該課程是一門(mén)專(zhuān)業(yè)必修課，也是專(zhuān)業(yè)核心課程之一，主要培養(yǎng)學(xué)生的單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力?！≌莆諉纹瑱C(jī)應(yīng)用技術(shù)是電類(lèi)專(zhuān)業(yè)高素質(zhì)人才所必備的專(zhuān)業(yè)技能之一。單片機(jī)技術(shù)課程是一門(mén)實(shí)用性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，涉及到電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、電子線路的安裝與調(diào)試、編程語(yǔ)言等方面的知識(shí)，綜合性強(qiáng)，對(duì)教師的課程教學(xué)和學(xué)生的課程學(xué)習(xí)帶來(lái)了不小的挑戰(zhàn)。目前該課程的教學(xué)普遍采用“理論+實(shí)踐”或“一體化”和“項(xiàng)目化”模式教學(xué)。學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中感到抽象、難懂，學(xué)得吃力，導(dǎo)致失去了學(xué)習(xí)興趣，教師教得辛苦。絕大部分學(xué)生學(xué)完該課程后，并不能真正掌握單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)，致使該課程的教學(xué)成了一大難題。筆者從事了十幾年的高職院校單片機(jī)技術(shù)課程的教學(xué)，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，摸索教學(xué)改革的方法與思路，形成了一套使學(xué)生具備單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)能力的教學(xué)方案，經(jīng)過(guò)近幾年的教學(xué)實(shí)踐表明，改革效果非常好。

二、課程改革與實(shí)踐

根據(jù)職業(yè)院校的人才培養(yǎng)目標(biāo)定位，提出的理論知識(shí)以夠用為度，以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力為本位總體要求，對(duì)單片機(jī)技術(shù)課程在課程整合、教學(xué)內(nèi)容改革、教學(xué)做合一、層次化教學(xué)和課外拓展等方面進(jìn)行了改革與實(shí)踐。

（一）課程整合

將C語(yǔ)言課程和單片機(jī)技術(shù)課程合并為一門(mén)課程。單片機(jī)技術(shù)分為硬件與軟件兩大塊，因?yàn)榍皩?dǎo)課程有電路分析、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等，學(xué)生對(duì)硬件電路的分析與設(shè)計(jì)比較容易上手，最大的難題是軟件，軟件就是編寫(xiě)程序。目前，在實(shí)際工作中，單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)普遍采用C語(yǔ)言編程，因此，C語(yǔ)言的學(xué)習(xí)效果對(duì)單片機(jī)課程的學(xué)習(xí)有非常重要的影響。根據(jù)以前的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，將C語(yǔ)言放在單片機(jī)技術(shù)課程的前一個(gè)學(xué)期學(xué)習(xí)。學(xué)生雖然知道C語(yǔ)言的重要性，但由于只能在電腦上編程、看結(jié)果，程序無(wú)控制對(duì)象，時(shí)間久了，缺乏學(xué)習(xí)熱情，再經(jīng)過(guò)一個(gè)假期，學(xué)單片機(jī)編程時(shí)，C語(yǔ)言知識(shí)已忘記了許多，講授編程時(shí)，教師還得補(bǔ)充C語(yǔ)言知識(shí)。若將兩門(mén)課程整合成一門(mén)課程，學(xué)生就會(huì)明白，C語(yǔ)言就是為單片機(jī)技術(shù)課程服務(wù)的，并且學(xué)了以后，馬上可以用上，看到程序有控制對(duì)象，這樣能提高學(xué)習(xí)興趣與熱情，并且學(xué)習(xí)單片機(jī)編程時(shí)反過(guò)來(lái)又可以促進(jìn)C語(yǔ)言的學(xué)習(xí)，兩者互為補(bǔ)充，相得益彰。

（二）教學(xué)內(nèi)容改革

單片機(jī)技術(shù)在不斷發(fā)展的過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)許多新的元器件與新技術(shù)，為使教學(xué)能跟上當(dāng)前技術(shù)的需要，教學(xué)內(nèi)容不能一成不變，及時(shí)了解本課程技術(shù)的前沿動(dòng)態(tài)，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容顯得尤為必要。單片機(jī)原理部分是學(xué)習(xí)單片機(jī)技術(shù)的必備知識(shí)，包括單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、時(shí)鐘復(fù)位電路、并行I/O口、中斷與定時(shí)/計(jì)數(shù)器及串口，因此這部分內(nèi)容是必學(xué)知識(shí)。，由于目前在單片機(jī)程序設(shè)計(jì)中普遍采用C語(yǔ)言編程，因此匯編語(yǔ)言這一內(nèi)容刪除，因?yàn)閰R編指令多，需要對(duì)單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)徹底理解與掌握，并且學(xué)習(xí)時(shí)間長(zhǎng)，抽象難懂，學(xué)生學(xué)得吃力，實(shí)用性不大。接口技術(shù)中顯示與鍵盤(pán)、A/D與D/A轉(zhuǎn)換以及電機(jī)控制接口必不可少，將當(dāng)前應(yīng)用較廣的I2C總線、液晶顯示器、LED電子顯示屏、數(shù)字傳感器等技術(shù)加到教學(xué)內(nèi)容中去。將課程設(shè)置成8個(gè)項(xiàng)目，涵蓋了單片機(jī)技術(shù)的所有知識(shí)。學(xué)生通過(guò)對(duì)這8個(gè)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，就能掌握單片機(jī)技術(shù)的精華。

（三）教學(xué)做合一

以項(xiàng)目為學(xué)習(xí)對(duì)象，在教學(xué)做合一的教室組織教學(xué)活動(dòng)，教室既是多媒體教室，又是電子制作室，課程無(wú)理論課與實(shí)踐課之分。教師首先介紹項(xiàng)目中所涉及的知識(shí)，然后用proteus仿真軟件演示該項(xiàng)目。通過(guò)形象逼真的仿真演示，學(xué)生對(duì)項(xiàng)目的硬件電路組成、控制程序及運(yùn)行現(xiàn)象有了整體認(rèn)識(shí),清楚項(xiàng)目完成后的效果。采用仿真軟件能將抽象、難懂的內(nèi)容具體化、形象化、直觀化，使學(xué)習(xí)過(guò)程不再枯燥，增加了課堂的趣味性，能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與熱情。然后學(xué)生開(kāi)始自己搭建硬件電路，編寫(xiě)控制程序，再進(jìn)行軟硬件聯(lián)合調(diào)試，并將運(yùn)行現(xiàn)象和仿真相比較。最后教師對(duì)項(xiàng)目中的重點(diǎn)、難點(diǎn)及操作過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行點(diǎn)評(píng)總結(jié)，并要求學(xué)生以項(xiàng)目的電路和程序?yàn)榛A(chǔ)，進(jìn)行適當(dāng)修改，以實(shí)現(xiàn)不同的功能，這樣培養(yǎng)了學(xué)生的硬件和軟件設(shè)計(jì)能力，對(duì)項(xiàng)目本身有徹底理解，學(xué)習(xí)上真正做到了融會(huì)貫通，達(dá)到靈活運(yùn)用知識(shí)的目的。

（四）層次化教學(xué)

現(xiàn)在的課堂教學(xué)很難做到因材施教、因人施教，學(xué)生像生產(chǎn)線上的產(chǎn)品，個(gè)體差異體現(xiàn)不出來(lái)，人是有鮮明個(gè)性的，能力也是有差異的。單片機(jī)技術(shù)課程在進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮到個(gè)體差異，將一個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)成基礎(chǔ)模塊、提高模塊、發(fā)揮模塊三部分，其中基礎(chǔ)模塊是必做部分，要求所有學(xué)生都要完成與掌握，學(xué)會(huì)了基礎(chǔ)模塊部分，也就掌握了單片機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)與技能。提高模塊是為部分學(xué)習(xí)興趣高的學(xué)生準(zhǔn)備的，屬于選做內(nèi)容，通過(guò)該模塊的學(xué)習(xí)，能夠?qū)W(xué)生的知識(shí)技能水平提高一個(gè)層次。發(fā)揮模塊是將項(xiàng)目設(shè)計(jì)成一個(gè)產(chǎn)品，具有實(shí)用性和挑戰(zhàn)性，該模塊留給勤奮好學(xué)、有鉆研精神的學(xué)生，學(xué)習(xí)該模塊后，能極大的提高學(xué)生的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力。如完成數(shù)字鐘項(xiàng)目時(shí)，能顯示小時(shí)、分鐘和秒為基礎(chǔ)模塊，設(shè)置按鍵控制數(shù)字鐘的啟動(dòng)、停止與清零功能為提高模塊，能實(shí)現(xiàn)時(shí)間設(shè)置與調(diào)整以及整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能為發(fā)揮模塊。層次化教學(xué)，根據(jù)學(xué)生的個(gè)體差異，既能讓所有學(xué)生掌握單片機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)，又能提高部分學(xué)生的專(zhuān)業(yè)技能。

（五）課外拓展

學(xué)院每年舉行電子技能大賽，其中單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用是必不可少的參賽模塊，鼓勵(lì)電類(lèi)學(xué)生參賽，學(xué)校出臺(tái)政策，只要學(xué)生帶作品參賽，就可報(bào)銷(xiāo)作品的材料費(fèi)，優(yōu)秀作品予以獎(jiǎng)勵(lì)。該項(xiàng)措施極大地吸引了學(xué)生的參賽熱情，將單片機(jī)技術(shù)課程的學(xué)習(xí)從課堂內(nèi)轉(zhuǎn)到課堂外，從在課堂內(nèi)被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)檎n堂外主動(dòng)學(xué)習(xí)，競(jìng)賽文化為單片機(jī)技術(shù)課程的學(xué)習(xí)創(chuàng)造了一個(gè)良好的學(xué)習(xí)氛圍。單片機(jī)技術(shù)是學(xué)院的精品課程，校園網(wǎng)上有課程的詳細(xì)資料和單片機(jī)知識(shí)學(xué)習(xí)的網(wǎng)站鏈接，方便學(xué)生自主學(xué)習(xí)。另外學(xué)院每年組織2次單片機(jī)快速開(kāi)發(fā)師的技能考證，按照單片機(jī)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程進(jìn)行培訓(xùn)，在課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高了學(xué)生的單片機(jī)技術(shù)水平，為今后從事相關(guān)工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（六）考核方式

以形成性考核評(píng)價(jià)學(xué)生的成績(jī)，不再是一張?jiān)嚲頉Q定學(xué)生的分?jǐn)?shù)，而是根據(jù)學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行全面的考核，考核內(nèi)容包括作業(yè)完成情況占5%、課堂表現(xiàn)占5%、到課率占10%、綜合知識(shí)測(cè)試占20%和項(xiàng)目考核占60%。其中項(xiàng)目考核是重點(diǎn)，考查學(xué)生的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力。平時(shí)項(xiàng)目學(xué)習(xí)時(shí)就對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行考核，每個(gè)項(xiàng)目都有成績(jī)，因此，學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)時(shí)就得認(rèn)真，改掉了以前臨近期末考試時(shí)，學(xué)生突擊應(yīng)付考試的模式。這種注重學(xué)習(xí)過(guò)程的考核方式能讓學(xué)生養(yǎng)成好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，端正學(xué)習(xí)態(tài)度，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，又能取得好的課程學(xué)習(xí)效果，同時(shí)教師對(duì)每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況也了如指掌，便于因人施教，進(jìn)行成績(jī)?cè)u(píng)定時(shí)也是有據(jù)可循。

三、結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐證明單片機(jī)技術(shù)課程的教學(xué)

改革，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的興趣，調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，也取得了良好的教學(xué)效果，在近五年的省級(jí)電子技能大賽和全國(guó)大學(xué)生電子競(jìng)賽中，我校選手均取得了優(yōu)異成績(jī)。學(xué)生畢業(yè)時(shí)，找到單片機(jī)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工作的人數(shù)也逐年增多。