范永明

[摘 要] 作為當(dāng)前世界熱門(mén)的研究領(lǐng)域，機(jī)器人技術(shù)很好地映射了人類機(jī)械工程、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)以及人工智能技術(shù)尖端的研究成果。與此同時(shí)，機(jī)器人也可以作為技工院校在實(shí)踐教學(xué)期間一個(gè)有效提高學(xué)生實(shí)踐能力、理論知識(shí)的平臺(tái)。基于以上背景，對(duì)技工院校單片機(jī)課程展開(kāi)深入分析，在闡述基于機(jī)器人的單片機(jī)課程教學(xué)意義的同時(shí)，分別從教學(xué)目標(biāo)可視化、實(shí)訓(xùn)器材教學(xué)兩個(gè)方向?qū)纹瑱C(jī)課程展開(kāi)設(shè)計(jì)探析，以有效提高單片機(jī)課程教學(xué)的質(zhì)量，為社會(huì)提供兼具理論知識(shí)、實(shí)踐能力的科技人才。

[關(guān) 鍵 詞] 單片機(jī)；機(jī)器人；課程設(shè)計(jì)

[中圖分類號(hào)] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2018）18-0076-01

將單片機(jī)課程引入機(jī)器人中，對(duì)學(xué)生開(kāi)展教學(xué)，不僅可以為學(xué)生的單片機(jī)理論知識(shí)提供一個(gè)有效的載體，更能夠有效鍛煉學(xué)生的操作、實(shí)踐能力，在培養(yǎng)創(chuàng)新精神的同時(shí)，可有效推動(dòng)機(jī)電一體化專業(yè)的課程設(shè)計(jì)、實(shí)踐教學(xué)的發(fā)展。

一、以機(jī)器人為載體的單片機(jī)教學(xué)意義

將機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用在技工院校的單片機(jī)課程教學(xué)中，主要是因?yàn)闄C(jī)器人技術(shù)具備很強(qiáng)的適應(yīng)性，其應(yīng)用的多樣化、多領(lǐng)域技術(shù)，完全可以滿足單片機(jī)課程教學(xué)的相關(guān)需求。此外，機(jī)器人技術(shù)具備很強(qiáng)的開(kāi)放性，能夠以教學(xué)目的為依據(jù)進(jìn)行功能模塊的增加、減少，十分有利于學(xué)生在學(xué)習(xí)階段發(fā)散創(chuàng)新思維。將機(jī)器人引入單片機(jī)教學(xué)中，可以為課程的設(shè)計(jì)找到主要價(jià)值，即教學(xué)單片機(jī)應(yīng)用的真實(shí)性、實(shí)踐性以及主動(dòng)性，真正將單片機(jī)應(yīng)用放在社會(huì)的角度開(kāi)展教學(xué)工作，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化課程的職業(yè)化教學(xué)[1]。

二、實(shí)現(xiàn)可視化的教學(xué)目標(biāo)

在開(kāi)展單片機(jī)課程教學(xué)期間，教師應(yīng)以機(jī)器人為載體，將單片機(jī)應(yīng)用教學(xué)目標(biāo)分解，實(shí)現(xiàn)可視化教學(xué)目標(biāo)。例如，在開(kāi)展機(jī)器人單片機(jī)設(shè)計(jì)課程中，教師先將機(jī)器人設(shè)計(jì)這一目標(biāo)分解為多個(gè)目標(biāo)，進(jìn)而有效確立職業(yè)崗位技能要求，以下為機(jī)器人設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)分解表。

在開(kāi)展機(jī)器人單片機(jī)應(yīng)用教學(xué)期間，教師應(yīng)該先指導(dǎo)學(xué)生對(duì)機(jī)器人的功能進(jìn)行演示，讓學(xué)生親手操作，親眼所見(jiàn)機(jī)器人的功能，以可視化方式，使學(xué)生對(duì)教學(xué)目標(biāo)以及分解目標(biāo)深入了解，最終明確學(xué)習(xí)的目的，并使學(xué)生具備高昂的學(xué)習(xí)熱情。

開(kāi)展可視化教學(xué)目標(biāo)，可以將學(xué)生的能力、知識(shí)、素質(zhì)都融入目標(biāo)中，在實(shí)施過(guò)程中強(qiáng)化學(xué)生對(duì)崗位需求的了解、認(rèn)知，并在目標(biāo)實(shí)踐的過(guò)程中不斷增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)的意識(shí)，逐漸成為單片機(jī)課程教學(xué)的主體[2]。

三、實(shí)訓(xùn)器材教學(xué)的建設(shè)

（一）同步開(kāi)發(fā)原則

當(dāng)前，技工院校在開(kāi)展《單片機(jī)應(yīng)用》教學(xué)期間，大多數(shù)學(xué)校都不會(huì)配備配套的實(shí)訓(xùn)器材，這種現(xiàn)象直接造成學(xué)生理論知識(shí)扎實(shí)、實(shí)踐能力欠缺的現(xiàn)象，因此，校方應(yīng)加大配套設(shè)備的投入力度，確保學(xué)生在學(xué)習(xí)“機(jī)器人”設(shè)計(jì)期間，可依托配套的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)理論、實(shí)踐同步開(kāi)發(fā)的原則，使學(xué)生的理論、實(shí)踐能力共同提升。

（二）模塊化設(shè)計(jì)課程

在開(kāi)展單片機(jī)教學(xué)期間，應(yīng)該以機(jī)器人為載體，將單片機(jī)的應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)散布到機(jī)器人的各個(gè)功能模塊中，使單片教學(xué)知識(shí)與機(jī)器人的功能所對(duì)應(yīng)。開(kāi)展教學(xué)過(guò)程中，每講到一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用的知識(shí)點(diǎn)，就以機(jī)器人的功能模塊作為學(xué)生實(shí)踐訓(xùn)練完成的目標(biāo)，即機(jī)器人的完整的功能模塊，就是單片機(jī)功能疊加起來(lái)的一個(gè)整體，當(dāng)教師講完所有單片機(jī)應(yīng)用，學(xué)生最后就可以制作出一個(gè)完整的機(jī)器人。

此外，在開(kāi)展模塊化設(shè)計(jì)期間，需要注意，首先要防止學(xué)生將單片機(jī)應(yīng)用過(guò)度集合，即將所有應(yīng)用都整合在一個(gè)機(jī)器人身上——過(guò)度創(chuàng)新，這種行為會(huì)加大機(jī)器人的開(kāi)發(fā)難度，使學(xué)生學(xué)習(xí)難度提高。其二是盡量采用“散件”單片機(jī)硬件器材，讓學(xué)生切身感受到單片機(jī)的設(shè)計(jì)、組裝、程序編寫(xiě)全程[3]。

為了有效提高技工院校單片機(jī)應(yīng)用教學(xué)的效果，使學(xué)生同時(shí)具備強(qiáng)大的理論和優(yōu)秀的實(shí)踐能力，首先作為教師應(yīng)明確將機(jī)器人設(shè)計(jì)融入單片機(jī)應(yīng)用教學(xué)中的意義，隨后在帶領(lǐng)學(xué)生研究單片機(jī)應(yīng)用期間，將“機(jī)器人設(shè)計(jì)制作”的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行分解，使學(xué)生每完成一個(gè)目標(biāo)，即能充分了解對(duì)應(yīng)崗位的職業(yè)技能，同時(shí)，校方應(yīng)加大對(duì)教材配套的硬件設(shè)備的投入，并將單片機(jī)的應(yīng)用分布于機(jī)器人的功能模塊中，讓教師帶領(lǐng)學(xué)生實(shí)現(xiàn)一個(gè)又一個(gè)目標(biāo)，最終制作出完整的機(jī)器人，使學(xué)生真正深入了解單片機(jī)應(yīng)用課程的教學(xué)內(nèi)容，并培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐、創(chuàng)新的能力。

參考文獻(xiàn)

[1]許超，吳新杰，王倩.非特定人語(yǔ)音控制機(jī)器人的課程設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2016，35（6）：178-180.

[2]李琳.以小型機(jī)器人為載體的創(chuàng)新性嵌入式課程教學(xué)研究[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊，2017，30（17）：42-43.

[3]劉修泉，程院蓮.基于教育機(jī)器人的單片機(jī)技術(shù)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].新疆職業(yè)教育研究，2016，7（2）：55-56.