戴仔龍

摘要：近年來，國(guó)家呼吁“大眾創(chuàng)新，萬眾創(chuàng)業(yè)”，結(jié)合我校單片機(jī)控制裝置安裝與調(diào)試賽項(xiàng)實(shí)際的輔導(dǎo)情況培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)和較強(qiáng)工作能力的新型人才成了職業(yè)教育的當(dāng)務(wù)之急，迫切需要擬定一套與之相適應(yīng)的的輔導(dǎo)方法—對(duì)比創(chuàng)新思維訓(xùn)練法。該訓(xùn)練法包括“看、聽、做和思考總結(jié)”四個(gè)方面尤其在環(huán)節(jié)三“做”采用兩種方案對(duì)比設(shè)計(jì)16×16LED電子班牌的硬件和軟件驅(qū)動(dòng)，學(xué)生在這兩種方案的硬件設(shè)計(jì)和軟件驅(qū)動(dòng)對(duì)比的過程中實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新思維的培養(yǎng)和工作能力的提高。

關(guān)鍵詞：方案對(duì)比法；創(chuàng)新思維訓(xùn)練；工作能力；16×16LED電子班牌；

一、單片機(jī)賽項(xiàng)存在的問題與解決方法

（一）中職單片機(jī)賽項(xiàng)輔導(dǎo)方法現(xiàn)狀及原因分析

自2010年我校開展中職單片機(jī)控制裝置安裝與調(diào)試賽項(xiàng)輔導(dǎo)以來，選拔學(xué)生參賽的流程是：首先集中舉辦單片機(jī)賽項(xiàng)的宣講會(huì)對(duì)符合要求的學(xué)生進(jìn)行宣傳和動(dòng)員，然后輔導(dǎo)教師對(duì)報(bào)名的學(xué)生進(jìn)行為期幾周的基礎(chǔ)培訓(xùn)，最后對(duì)其進(jìn)行考核并對(duì)考核通過的學(xué)生進(jìn)行停課集中輔導(dǎo)。輔導(dǎo)教師一貫采用的輔導(dǎo)方法是：首先讓學(xué)生不管采用什么方式一定要將數(shù)碼管、12864點(diǎn)陣液晶和矩陣按鍵等模塊的C51驅(qū)動(dòng)代碼背下來。其次讓學(xué)生結(jié)合上述模塊相關(guān)的控制任務(wù)將背誦的驅(qū)動(dòng)代碼鍵入電腦并讓其找到對(duì)應(yīng)的函數(shù)參數(shù)直接進(jìn)行修改。最終以這種填鴨式的輔導(dǎo)方法一屆重復(fù)一屆，雖然有時(shí)也能取得一定的成績(jī)但獲獎(jiǎng)的可持續(xù)性和穩(wěn)定性很難保證，同時(shí)大部分學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)單片機(jī)的興趣和積極性也大打折扣畢業(yè)以后想從事單片機(jī)應(yīng)用相關(guān)崗位的同學(xué)更是少之甚少，而對(duì)于小部分能夠從事單片機(jī)軟硬件相關(guān)崗位的同學(xué)來說其創(chuàng)新意識(shí)薄弱、創(chuàng)造能力不足。

針對(duì)以上輔導(dǎo)方法存在的問題筆者對(duì)目前在校輔導(dǎo)過的13、14和15級(jí)電氣班共計(jì)幾百人的規(guī)模做過輔導(dǎo)效果的調(diào)查具體如表1所示。

通過表中調(diào)查數(shù)據(jù)分析大部分同學(xué)不想從事或者不能勝任單片機(jī)相關(guān)工作的原因主要有軟硬件兩個(gè)方面，而少部分能從事單片機(jī)相關(guān)崗位的同學(xué)卻不知道如何創(chuàng)新。

首先在硬件方面不知道怎樣采用兩種以上的方案為某個(gè)電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路并對(duì)比分析其性價(jià)比，其次在軟件方面不會(huì)對(duì)比分析軟件驅(qū)動(dòng)算法的區(qū)別與聯(lián)系。

（二）具體解決問題的辦法與途徑

針對(duì)以上廣大同學(xué)創(chuàng)新意識(shí)和軟硬件方面存在的突出問題，只有采用方案對(duì)比創(chuàng)新思維訓(xùn)練法對(duì)軟硬件兩個(gè)方面進(jìn)行輔導(dǎo)訓(xùn)練才能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)提高其工作能力。

采用方案對(duì)比創(chuàng)新思維訓(xùn)練法將選取16×16LED電子班牌作為項(xiàng)目案例從“看、聽、做和思考總結(jié)”四個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練，訓(xùn)練方案如圖1所示。

首先在環(huán)節(jié)一將16×16LED電子班牌項(xiàng)目按照對(duì)比創(chuàng)新思維培養(yǎng)的要點(diǎn)結(jié)合電子班牌的功能要求使用兩種以上的方案編寫輔導(dǎo)教材讓學(xué)生反復(fù)看；教材的硬件部分包括驅(qū)動(dòng)方式、成本的對(duì)比；教材的軟件部分包括對(duì)比分析不同的軟件驅(qū)動(dòng)之間的區(qū)別與聯(lián)系。其次在環(huán)節(jié)二錄制配套的軟硬件對(duì)比方案的講解視頻讓學(xué)生不管是在校還是在家都能觀聽；學(xué)生如果對(duì)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)沒搞明白可以反復(fù)聽?zhēng)妆橹钡酵耆斫鉃橹?。接下來在環(huán)節(jié)三采用方案對(duì)比創(chuàng)新思維訓(xùn)練法讓學(xué)生至少使用兩種方案做出16×16LED電子班牌。在做的過程中肯定會(huì)碰到采用不同方案做東西帶來的各種困難和挑戰(zhàn)，再回過頭來看教材和視頻。通過以上三個(gè)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練不僅能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)而且還能提高以后從事單片機(jī)軟硬件崗位需要的工作能力。最后在環(huán)節(jié)四進(jìn)行思考總結(jié)對(duì)比不同的軟硬件設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)與優(yōu)劣，最終實(shí)現(xiàn)在對(duì)比的過程中達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新思維和提高工作能力的目的。

二、對(duì)比創(chuàng)新思維訓(xùn)練法在環(huán)節(jié)三“做”的具體實(shí)施過程

創(chuàng)新思維的培養(yǎng)途徑主要包括【1】：培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力、培養(yǎng)提問習(xí)慣、培養(yǎng)多種方法解決問題的能力、培養(yǎng)積累別人有創(chuàng)造性的方法的習(xí)慣 等四個(gè)方面。其中培養(yǎng)多種方法對(duì)比解決問題的能力就是對(duì)比創(chuàng)新思維訓(xùn)練法的核心思想即對(duì)某一個(gè)問題進(jìn)行多方位和不同角度的思考再通過綜合對(duì)比選出性價(jià)比最高的解決方案，創(chuàng)新成果就可能產(chǎn)生于這一過程中。對(duì)比創(chuàng)新思維訓(xùn)練法即開拓了學(xué)生的思維又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造能力所以盡量采用多種方案來解決問題對(duì)標(biāo)新立異培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造才能非常必要。

（一）方案對(duì)比法設(shè)計(jì)16×16LED電子班牌硬件電路

1.方案一：電子班牌并行驅(qū)動(dòng)電路原理

2.方案二：電子班牌串行驅(qū)動(dòng)電路原理

筆者將采用對(duì)比創(chuàng)新思維訓(xùn)練法讓學(xué)生思考如何使用多種方案設(shè)計(jì)16×16LED電子班牌的硬件電路。其中已有的兩種方案設(shè)計(jì)分別如圖2、圖3所示。分析這兩種方案的區(qū)別主要表現(xiàn)在驅(qū)動(dòng)方法和硬件成本上。

（1）驅(qū)動(dòng)方法上：

方案一采用的是4片并入并出鎖存器74AC573和2片8路反向器UNL2003組成的并行擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)方式而方案二采用的是由4片串入并出鎖存器74HC595組成的串行擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)方式，并行驅(qū)動(dòng)比串行驅(qū)動(dòng)需要的控制器的I/O口 圖3 串行驅(qū)動(dòng)16×16LED電子班牌原理圖（輸入輸出口）多。其次在電平驅(qū)動(dòng)上方案一基礎(chǔ)單元采用的是8×8共陰型點(diǎn)陣需要高電平驅(qū)動(dòng)才能點(diǎn)亮而方案二基礎(chǔ)單元采用的是8×8共陽(yáng)型點(diǎn)陣需要低電平驅(qū)動(dòng)點(diǎn)亮。我們知道普通51單片機(jī)的IO接口的驅(qū)動(dòng)能力弱，對(duì)于8×8點(diǎn)陣這種外圍器件采用低電平驅(qū)動(dòng)比采用高電平驅(qū)動(dòng)顯示字符的亮度高視覺效果好。不管是對(duì)控制器IO口的需求數(shù)量還是電平驅(qū)動(dòng)上方案二要優(yōu)于方案一。

（2）硬件成本上：

方案一需要DB0～DB7、COL0、COL1、ROW0和ROW1共12個(gè)控制器接口而方案二只需要P14、P15和P16共3個(gè)控制器接口。需要控制器接口資源越少選型時(shí)控制器的成本就越低，有利于批量生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。在外圍芯片成本差不多的基礎(chǔ)上方案一比方案二增加了2片UNL2003的成本，故方案二的硬件成本要比方案一低。

（二）方案對(duì)比法設(shè)計(jì)16×16LED電子班牌軟件驅(qū)動(dòng)方法

1.方案一： 16×16LED電子班牌顯示單個(gè)漢子并行軟件編寫流程。

2.方案二： 16×16LED電子班牌顯示單個(gè)漢子串行軟件編寫流程。

在學(xué)生分析對(duì)比已有的兩種方案對(duì)應(yīng)的串并行硬件驅(qū)動(dòng)方法與成本后接下來讓學(xué)生思考如何根據(jù)方案一與方案二的硬件電路設(shè)計(jì)流程圖其中方案一與方案二軟件驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的流程圖如圖4與圖5所示。根據(jù)兩種方案的流程圖編寫對(duì)應(yīng)的軟件驅(qū)動(dòng)并對(duì)比分析軟件驅(qū)動(dòng)的區(qū)別與聯(lián)系。

3.串并行軟件驅(qū)動(dòng)的區(qū)別。方案一要想點(diǎn)亮16X16點(diǎn)陣中的任意一個(gè)LED，可以直接并行鎖存該LED對(duì)應(yīng)的行碼和列碼，要想顯示一個(gè)漢字通過每隔1ms依次送1-16行選通碼然后送1-16列漢字碼利用人眼的視覺暫留效應(yīng)達(dá)到動(dòng)態(tài)顯示漢字的效果。而方案二要想點(diǎn)亮任意一個(gè)LED，每次要連續(xù)串行發(fā)送4個(gè)字節(jié)才能選通該行點(diǎn)亮該列。要想顯示一個(gè)漢字在主循環(huán)中以4個(gè)字節(jié)為單位循環(huán)串行發(fā)送也是利用人眼的視覺暫留效應(yīng)達(dá)到動(dòng)態(tài)顯示漢字的效果其中這4個(gè)字節(jié)為16行選通編碼與16列漢字編碼。

4.串并行軟件驅(qū)動(dòng)的聯(lián)系。串行與并行控制都是在芯片的串行移位時(shí)鐘和輸出鎖存時(shí)鐘的配合下實(shí)現(xiàn)的，雖然串行按從低到高或者從高到低一位一位發(fā)送，但在輸出時(shí)仍然采用并行傳送。

通過以上對(duì)比分析串并行軟硬件方案和進(jìn)一步對(duì)比串并行傳輸數(shù)據(jù)的區(qū)別與聯(lián)系，在此過程中學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)必將得到培養(yǎng)，工作能力必將得到提高。

三、對(duì)比創(chuàng)新思維訓(xùn)練法實(shí)施的成效

（一）培養(yǎng)了創(chuàng)新思維提高了工作能力

學(xué)生通過對(duì)比16×16LED電子班牌兩種硬件與軟件設(shè)計(jì)方案后其創(chuàng)新思維的培養(yǎng)和工作能力的提高都有明顯的改善主要表現(xiàn)在：1.成本意識(shí)強(qiáng)烈。以前同學(xué)們?cè)谕瓿梢粋€(gè)電子產(chǎn)品制作的過程中硬件上主要關(guān)注產(chǎn)品的功能很少關(guān)心如何在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的前提下使成本最小化而現(xiàn)在采用對(duì)比創(chuàng)新思維訓(xùn)練法后一個(gè)產(chǎn)品會(huì)考慮幾個(gè)方案而每一個(gè)方案中的每一個(gè)元器件的成本都要經(jīng)過嚴(yán)格的考慮，最終才能確立方案。2.解決方案的多樣化。沒有采用這種訓(xùn)練法之前同學(xué)們一般就是按部就班的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的功能即可而現(xiàn)在對(duì)于某個(gè)具體產(chǎn)品同學(xué)們都會(huì)結(jié)合對(duì)比創(chuàng)新思維訓(xùn)練法的要求嘗試用幾種方案來實(shí)現(xiàn)它的功能。3.軟件編寫的規(guī)范化。以前同學(xué)們?cè)诰帉戲?qū)動(dòng)軟件時(shí)很少畫流程圖來編寫程序，出現(xiàn)問題時(shí)很難查找。采用創(chuàng)新思維訓(xùn)練法后所有的方案都是先畫流程圖再編寫驅(qū)動(dòng)，即使出現(xiàn)問題調(diào)試起來也非常方便。

圖5串行動(dòng)態(tài)掃描漢字顯示流程圖

（二）相關(guān)賽項(xiàng)成績(jī)穩(wěn)步提升

自單片機(jī)控制裝置安裝與調(diào)試賽項(xiàng)在對(duì)比方案創(chuàng)新思維訓(xùn)練法的環(huán)節(jié)三實(shí)施3年以來，在教育部門舉辦的技能比賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽中成績(jī)穩(wěn)步前進(jìn)，在國(guó)家、省、市舉辦的單片機(jī)控制裝置安裝與調(diào)試賽項(xiàng)中屢次獲獎(jiǎng)；在省、市舉辦的教師和學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中師生提交作品的獲獎(jiǎng)率達(dá)70%以上。

（三）畢業(yè)生受企業(yè)歡迎

在剛剛結(jié)束的2016年5月校園招聘會(huì)中，經(jīng)過對(duì)比創(chuàng)新思維訓(xùn)練法培養(yǎng)的學(xué)生一次就業(yè)率達(dá)98%以上。經(jīng)調(diào)查從事的工種基本上是電工電子相關(guān)的崗位，高就業(yè)率和專業(yè)對(duì)口率很大一部分原因是用人單位肯定我們的學(xué)生在校期間培養(yǎng)的創(chuàng)新意識(shí)和工作能力。

四、結(jié)語(yǔ)

在國(guó)家出臺(tái)《加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育》的十三五規(guī)劃的新形式下，只有培養(yǎng)的學(xué)生受到用人單位的好評(píng)、受家長(zhǎng)的肯定，學(xué)校才能實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)，發(fā)展才能蒸蒸日上。而創(chuàng)新與工作能力又是衡量畢業(yè)生競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵內(nèi)容，我們的教學(xué)輔導(dǎo)訓(xùn)練方法也要不斷的進(jìn)行創(chuàng)新才能使培養(yǎng)的每一屆畢業(yè)生具備較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)和工作能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊啟林.培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的四種方法[OL].百度文庫(kù)