廣東省核工業(yè)華南高級技工學(xué)校 王 璐

機電一體化專業(yè)單片機技術(shù)教學(xué)模式探究

廣東省核工業(yè)華南高級技工學(xué)校 王 璐

現(xiàn)代科技的進步和發(fā)展,對于單片機的運用也非常的廣泛。技工院校的學(xué)生在學(xué)習(xí)單片機這門課程的時候會覺得單片機非常有神秘感，在掌握其工作原理上會有相當(dāng)?shù)膲毫?。傳統(tǒng)的以實驗箱為載體講授知識的教學(xué)方法存在著很大問題。不能很好地解決課程的重難點問題，而且只學(xué)習(xí)單片機的編程容易造成學(xué)生厭學(xué)。因此構(gòu)建一個以學(xué)會為本位，以學(xué)透為主旨，以學(xué)精為目標(biāo)，使學(xué)生能夠自己動手創(chuàng)新的項目教學(xué)和以就業(yè)為導(dǎo)向的符合職業(yè)教育目標(biāo)的一體化教學(xué)體系顯得尤為重要。

項目驅(qū)動；創(chuàng)新動手；一體化；單片機

現(xiàn)代社會中，任何職業(yè)者首先要學(xué)習(xí)掌握該職業(yè)的科學(xué)技術(shù)知識，再將所學(xué)知識應(yīng)用在從事該職業(yè)的過程中，并在職業(yè)生涯中不斷進行職業(yè)創(chuàng)新，技能創(chuàng)新。單片機課程注重培養(yǎng)學(xué)生從事相關(guān)崗位應(yīng)具備的知識結(jié)構(gòu)和技能，但是學(xué)生無論在理論知識學(xué)習(xí)時，還是在技能訓(xùn)練中，常常會反映單片機知識抽象、枯燥、乏味以及在訓(xùn)練時無從下手的問題。因此，為了提高這門課程的教學(xué)效果，研究其教學(xué)方法尤為重要。

在單片機電路中的基礎(chǔ)知識的就是認識常用的電子元器件和了解最基本的C語言編程語句。單片機的種類多，原理大致相同，但不同系列的單片機的內(nèi)部功能及引腳順序各不相同。每一種單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及硬件組成不同，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中會對單片機的工作產(chǎn)生神秘感。為了能讓學(xué)生對新技術(shù)的學(xué)習(xí)充滿信心，淡化學(xué)生對單片機的神秘感，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識的興趣，在教學(xué)過程中我們結(jié)合專業(yè)創(chuàng)立難易適度的項目，通過讓學(xué)生自己動手操作，使學(xué)生認識到單片機系統(tǒng)就是運用我們?nèi)粘Ｊ煜さ幕局R的有機結(jié)合。

1 針對專業(yè)特點，精選教學(xué)內(nèi)容，明確教學(xué)目標(biāo)

單片機技術(shù)課程是機電專業(yè)學(xué)生的主要專業(yè)課程。它的實用性較強，主要介紹了單片機系統(tǒng)的顯示界面、單片機系統(tǒng)的鍵盤、單片機系統(tǒng)的模擬量處理、單片機系統(tǒng)的電氣控制、綜合實訓(xùn)等。教學(xué)工具是實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的載體，而當(dāng)前使用的教材普遍過于強調(diào)內(nèi)容的完整性和系統(tǒng)性，理論偏多、偏深，實踐性差和聯(lián)系實際少等不足，不利于學(xué)生理解和應(yīng)用。因此，在教學(xué)過程中，首先根據(jù)學(xué)生性質(zhì)的不同，對教材進行大膽取舍，精心挑選，確定教學(xué)的重點，把一些內(nèi)容與其他基礎(chǔ)課進行有機的結(jié)合，把教材與其他專業(yè)課程相關(guān)且學(xué)生感興趣在實際應(yīng)用較多的內(nèi)容盡可能進行擴展，以便更好地培養(yǎng)學(xué)生的綜合水平，以“夠用、實用、適用”為度；其次，考慮到學(xué)生已有的知識程度，以“畫、焊、編、銷”為重點教學(xué)內(nèi)容，其他內(nèi)容以幻燈片和教材為載體進行講解。

項目的選取是教學(xué)內(nèi)容的關(guān)鍵。項目的內(nèi)容要讓學(xué)生充分感覺到學(xué)有所用，這樣才能激發(fā)他們強烈的求知欲，將所學(xué)知識運用到實際中，起到事半功倍的效果。

1.1 項目要具有典型性

所選的項目最好來源于生活，而且體現(xiàn)工作過程系統(tǒng)化，具有直觀性、技術(shù)性和應(yīng)用性。選擇項目時，要明確進行該項目能夠為培養(yǎng)學(xué)生怎樣的技能，能夠提升學(xué)生哪些能力，掌握哪些知識點。

1.2 項目要具有層次性

所選項目要在現(xiàn)有的條件、環(huán)境和學(xué)生興趣的條件下學(xué)生能夠進行探索和完成的。所以要求所選項目難易程度要是適中，前后項目之間要求按照從易到難的遞進關(guān)系進行設(shè)計，以為學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)預(yù)留空間。

2 針對學(xué)生特點，選擇一體化及項目驅(qū)動教學(xué)模式，確定教學(xué)方法

所教授班級為機電專業(yè)班級，專業(yè)基礎(chǔ)薄弱，學(xué)習(xí)主動性不高，綜合能力弱。為了培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、表達溝通能力、探索能力和團隊合作精神等綜合能力，在本課程的教學(xué)過程中，以學(xué)生為主體，采用多種教育形式，將以學(xué)生自學(xué)為主，教師講解輔導(dǎo)為輔有效的結(jié)合，確定項目驅(qū)動為本課程的主要教學(xué)方法。把整個班級進行分組，以項目為導(dǎo)向，模擬企業(yè)內(nèi)部的工作方式，按所擅長的知識面進行分組，分為“研發(fā)技術(shù)中心”、“設(shè)備維護中心”、“超能制圖中心”、“設(shè)備生產(chǎn)中心”和“產(chǎn)品營銷中心”，讓每個成員都能夠發(fā)揮自己的特長并且學(xué)到新的知識，在課堂中實踐，以便畢業(yè)時能夠盡快的融入到企業(yè)的工作模式。采用信息共享、協(xié)商解決的合作方式完成課上的內(nèi)容，以做到對單片機及其他電子知識有更好的認知和了解。教學(xué)過程分為以下幾步。

2.1 制定計劃

下發(fā)任務(wù)書，給學(xué)生布置明確的學(xué)習(xí)任務(wù)。以“基于at89s52單片機控制的電子萬年歷”為例，項目要求為：1) 可顯示公歷年、月、日和時、分、秒；2）走時準(zhǔn)確，可調(diào)整公歷年、月、日和時、分、秒；3）采用市電通過電源適配器供電，當(dāng)市電停電時，不但萬年歷所有的數(shù)據(jù)不丟失，且萬年歷照常運行（有后備電池供電，可供數(shù)年）；4）萬年歷設(shè)置運行到2030年?！把邪l(fā)技術(shù)中心”根據(jù)任務(wù)要求查閱相關(guān)資料，小組成員通過討論制定出最合理的設(shè)計理念、確定選用液晶還是點陣顯示，以及實現(xiàn)各項目要求所用到的芯片類型及型號；“超能制圖中心”根據(jù)設(shè)計理念及芯片的型號繪制出合理的電路原理圖，指導(dǎo)老師在此過程中進行詳細的指導(dǎo)，對電路原理圖是否合理及存在的技術(shù)問題等提出明確的觀點，引導(dǎo)學(xué)生繪制能夠?qū)崿F(xiàn)項目要求的合理可行電路原理圖；“設(shè)備生產(chǎn)中心”按照電路原理圖及給出的電子元器件焊接完成該產(chǎn)品；“設(shè)備維護中心”根據(jù)項目要求對成型產(chǎn)品進行質(zhì)量檢測，并對電路存在的硬件問題提出解決方法并進行修改，例如出現(xiàn)萬年歷不能顯示的情況，“設(shè)備維護中心”通過用萬用表等工具的測量確定其硬件沒有問題，則需向“研發(fā)技術(shù)中心”提出可能為軟件問題，并由技術(shù)中心對程序進行修改，最后完成合格的萬年歷產(chǎn)品?！爱a(chǎn)品營銷中心”針對該產(chǎn)品編寫產(chǎn)品介紹手冊（手冊要求圖文并茂），該中心可以利用課外活動時間在產(chǎn)品制作期間在校園內(nèi)散發(fā)產(chǎn)品介紹手冊，以此吸引學(xué)生和老師的目光，在產(chǎn)品逐步成熟之后在全校范圍內(nèi)進行實地推廣，甚至可以在互聯(lián)網(wǎng)平臺上推廣和銷售。

2.2 過程實施

進行本課程的教學(xué)時，考慮到學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、思想認知能力及今后的就業(yè)狀況等問題，對教學(xué)內(nèi)容重新安排，以“畫、焊、編、銷”為重點教學(xué)內(nèi)容。每個項目安排一定的時間去理解、查閱相關(guān)資料分析項目要求，針對項目的難易程度確立每個項目完成的具體時間要求，一體化教師把每個班分成五組，學(xué)生根據(jù)自己小組名稱明確自己的任務(wù)，讓每個學(xué)生帶著任務(wù)去實踐，去搜集相關(guān)知識。實踐期間由各任課老師指導(dǎo)實踐，班主任輔助指導(dǎo)，一體化教師全天跟蹤指導(dǎo)、督促學(xué)生完成當(dāng)天任務(wù)。將貼近學(xué)生今后工作崗位、邏輯性強的內(nèi)容進行詳細講解教學(xué)，簡單及學(xué)習(xí)過的內(nèi)容由學(xué)生自主組織整理，提高學(xué)生的綜合能力。教學(xué)過程中時刻貫穿“3Q（好員工、好產(chǎn)品、好公司）7S（整理、整頓、清掃、清潔、素養(yǎng)、安全、節(jié)約）”教育，同時結(jié)合本項目內(nèi)容，要求學(xué)生按照相關(guān)企業(yè)的規(guī)章制度進行操作，使學(xué)生牢固樹立“安全第一，保證質(zhì)量”的觀念。

每個項目完成后，各小組制作本組的PPT，且能夠真實反應(yīng)每組同學(xué)的學(xué)習(xí)成果，內(nèi)容要求包含設(shè)計思路、操作流程、分組情況等。每組寫一篇項目完成總結(jié)，歸納在操作中運用到的知識點、實際操作中出現(xiàn)的問題及解決方法等。

2.3 指導(dǎo)檢查

各專業(yè)課教師對任務(wù)涉及到的知識點進行羅列，哪部分知識點需重點掌握，哪部分知識點只需理解，教師按照重難點的不同對學(xué)生提出相應(yīng)要求。對需重點掌握的知識進行不定期的檢查，以保證學(xué)生能夠百分百掌握；而對于難點則需要進行更進一步的講解，以保證學(xué)生能夠理解和掌握。一體化教師每天準(zhǔn)時對學(xué)生的任務(wù)完成情況進行檢查和記錄，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的不足之處并及時反饋給學(xué)生，以便與學(xué)生及時有效的對自己掌握不夠扎實的基礎(chǔ)知識進行學(xué)習(xí)；對學(xué)生存在疑問或者不懂的任務(wù)進行具體指導(dǎo)，提高學(xué)生理解和分析任務(wù)的能力；并且對每小組進行每天的任務(wù)分配和指導(dǎo)分析，以保證學(xué)生每天都有新的任務(wù)，每天都能學(xué)到不同的知識且都能夠有所收獲。專業(yè)課教師和一體化教師的合作能夠提高學(xué)生對知識點的掌握情況，并且能夠大大提高學(xué)生順利完成任務(wù)的概率。

3 根據(jù)一體化教學(xué)要求，選擇合理的考核方式，檢驗教學(xué)成果

單片機教學(xué)過程采用一體化教學(xué)，為了檢驗教學(xué)成果，要求我們對標(biāo)準(zhǔn)化的考試形式進行改革，怎樣考核、考核的分?jǐn)?shù)如何確定成為我們一體化教學(xué)評價的難題。針對單片機的一體化教學(xué)確立考核方式為過程性考核，即每個項目分別以百分制進行量化打分，再把本學(xué)期的所有項目成績的平均作為本學(xué)期的最終成績。考核內(nèi)容包括：出勤（20%）、知識掌握（30%）、項目完成（30%）、成果展示（20%）。

3.1 出勤

學(xué)生在項目實施過程中都嚴(yán)格按照規(guī)定進行考勤，端正學(xué)生學(xué)習(xí)的態(tài)度。對于小組成員全勤的在項目結(jié)束的時候進行表彰，以此激勵大家在下個項目實施過程中的出勤及小組成員之間的監(jiān)督和促進作用。

3.2 知識掌握

知識掌握的過程包括學(xué)習(xí)積極性、認真程度、對知識點的掌握與綜合運用情況等內(nèi)容。在評價的過程中把這些內(nèi)容按照一定的比例進行合理評價，只有這樣才能發(fā)現(xiàn)學(xué)生的綜合素質(zhì)，依次作為對學(xué)生查漏補缺的依據(jù)，促進學(xué)生的綜合發(fā)展，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)水平和綜合素養(yǎng)。

3.3 項目完成

項目的完成包括基本功能的實現(xiàn)、拓展功能的實現(xiàn)、PPT的制作及項目總結(jié)情況等。每個項目的功能實現(xiàn)，都必須給予學(xué)生公正公平的評價，不斷考核學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，同時提高學(xué)生的團隊合作能力及交流溝通能力等，極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及其積極性。

3.4 成果展示

邀請所有專業(yè)課教師參加每個項目的成果展示，在展示過程中教師根據(jù)學(xué)生的展示課件對其進行提問，教師可以指定學(xué)生回答或者學(xué)生進行搶答，對回答正確的同學(xué)進行加分政策，回答錯誤的同學(xué)進行減分政策，加強學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握；在展示過程中學(xué)生也可以就項目實施過程中出現(xiàn)的有疑問的問題向?qū)I(yè)老師提出，專業(yè)老師對其進行詳細的講解，彌補學(xué)生薄弱的基礎(chǔ)知識，以此來提高學(xué)生的交流溝通能力和學(xué)習(xí)積極性。

通過一體化教學(xué)方式、項目驅(qū)動教學(xué)法及過程性考核方式的實施，單片機課程教學(xué)將實現(xiàn)以下幾個轉(zhuǎn)變：教學(xué)由“知識的講解”向“知識的處理”轉(zhuǎn)變；教師由“專業(yè)型”向“綜合型”轉(zhuǎn)變；學(xué)生由“被動型”向“主動型”轉(zhuǎn)變；課堂由“固定型”向“移動型”轉(zhuǎn)變；教學(xué)手段由“書本講解”向“網(wǎng)絡(luò)化探索”轉(zhuǎn)變，由“課程獨立”向“課程綜合”轉(zhuǎn)變。從而體現(xiàn)“一體化”教學(xué)模式的開放性、實踐性和實用性。

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王璐（1986—），男，工學(xué)學(xué)士，電工技術(shù)助理講師，研究方向：機電一體化教學(xué)。