陳 銘，劉曉旻，鄭 倩

（福建省郵電學(xué)校，福建 福州 350008）

在我校通信技術(shù)專(zhuān)業(yè)（物聯(lián)網(wǎng)方向）中，單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)是非常重要的核心專(zhuān)業(yè)課，該課程可培養(yǎng)很強(qiáng)的實(shí)踐技能，需要學(xué)生有很強(qiáng)動(dòng)手能力，同時(shí)也具有非常強(qiáng)的理論性作為基礎(chǔ)，傳統(tǒng)的教學(xué)方法根本不能夠滿足當(dāng)代背景下對(duì)于該門(mén)課程的要求，目前有很多院校已經(jīng)開(kāi)展了對(duì)該科目的教學(xué)改革[1]，但是還存在很多不可忽視的問(wèn)題：（1）由于編程課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容枯燥，學(xué)生在課堂中欠缺學(xué)習(xí)動(dòng)力，教學(xué)主體變成老師；（2）理論內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)脫節(jié)，內(nèi)容比較抽象，學(xué)生很難通過(guò)一般的授課情境學(xué)習(xí)到教學(xué)重難點(diǎn)；（3）由于學(xué)生積極性不高，大部分學(xué)生學(xué)習(xí)效果差；（4）在課堂中很難培養(yǎng)和提高邏輯思維能力，過(guò)于抽象的內(nèi)容讓學(xué)生對(duì)本課程更加排斥，故改革的收效甚微?；谝陨锨闆r，利用Arduino平臺(tái)進(jìn)行學(xué)習(xí)單片機(jī)應(yīng)用課程教學(xué)，不僅能夠豐富課堂教學(xué)手段，還能更有效地促進(jìn)學(xué)習(xí)者的動(dòng)手實(shí)踐技能，進(jìn)而提高綜合能力素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)更好的教學(xué)成果。

1 Arduino簡(jiǎn)要介紹

隨著創(chuàng)客教育的普及，各類(lèi)院校都已經(jīng)開(kāi)設(shè)創(chuàng)客教育，且形式多種多樣，在這些已開(kāi)設(shè)創(chuàng)客教育的學(xué)校中不乏有很多中職學(xué)校。中職生作為我國(guó)職業(yè)教育的主體，一直受到教育界極大的重視。創(chuàng)客們的勇于創(chuàng)造、開(kāi)闊創(chuàng)新的精神值得中學(xué)生尤其是職專(zhuān)學(xué)生的學(xué)習(xí)，在中職學(xué)校開(kāi)展基于Arduino的創(chuàng)客教育，可加深學(xué)生對(duì)創(chuàng)客概念的認(rèn)知，加強(qiáng)創(chuàng)新和創(chuàng)造的思維。Arduino作為一個(gè)電子平臺(tái)，具有靈活響應(yīng)等特點(diǎn)，其可分為硬件和軟件兩個(gè)部分，硬件部分是的 Arduino的型號(hào)電路板。軟件部分包括接口編程，以及電路、電源、處理器和輸入輸出接口，還有集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。Arduino的usb接口可以與微機(jī)和計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接。外部電子輸入設(shè)備也可以通過(guò)連接器連接，例如傳感器、揚(yáng)聲器等。且Arduino板可利用電池組或直流穩(wěn)壓電源直接供用。

無(wú)論是硬件部分還是軟件部分，都是Arduino版的開(kāi)放教育資源，所有人都可以通過(guò)Arduino板進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)和制作。對(duì)于Arduino板整體的發(fā)展而言，編程語(yǔ)言軟件用起來(lái)非常簡(jiǎn)單方便，可以在windows系統(tǒng)上安裝分析之后能夠直接使用。用戶也可以在互聯(lián)網(wǎng)上快速獲得大量的硬件和軟件應(yīng)用程序，通過(guò)網(wǎng)頁(yè)可以直接找到滿足不同的需求和成本效益的Arduino板[2]，通過(guò)Ariuino板的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)的便捷性，讓學(xué)生能夠通過(guò)其他渠道獨(dú)立自主的研究學(xué)習(xí)。

2 單片機(jī)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題

2.1 教學(xué)內(nèi)容不符合學(xué)生需求

在當(dāng)前學(xué)校面臨一個(gè)生源質(zhì)量差的問(wèn)題。很多進(jìn)入到院校當(dāng)中的學(xué)生邏輯思維能力差，自身的學(xué)習(xí)能力也并沒(méi)有太出挑的地方，創(chuàng)造性差，而且自律能力比較低。對(duì)于在課程當(dāng)中所涉及的一系列單片機(jī)知識(shí)，都很難提起學(xué)生自身的學(xué)習(xí)興趣，也就缺乏相應(yīng)的學(xué)習(xí)動(dòng)力，這也就導(dǎo)致教師在實(shí)際教學(xué)當(dāng)中，教師雖然會(huì)應(yīng)用教學(xué)一體化以及實(shí)踐設(shè)計(jì)等一系列教學(xué)模式，但是很多學(xué)生仍然秉承著敷衍的心理，采用按部就班的理念，只是單純機(jī)械地重復(fù)教師教授的過(guò)程，單純地配合教師完成教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)任務(wù)。

這并不能從根本上提升學(xué)生創(chuàng)新和創(chuàng)造力，不符合創(chuàng)客的研究精神和基本素養(yǎng)。也無(wú)法提升學(xué)生的獨(dú)立思考能力，培養(yǎng)思考的邏輯性。中職學(xué)校的學(xué)生的邏輯思考能力差，如果教學(xué)內(nèi)容上有更多符合學(xué)生興趣的內(nèi)容，就能激發(fā)他們的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和創(chuàng)造力，實(shí)現(xiàn)自主探究學(xué)習(xí)。但是，目前大多院校關(guān)于單片機(jī)課程的教學(xué)內(nèi)容，更加的是偏向理論化教學(xué)，也就是說(shuō)單片機(jī)的組成結(jié)構(gòu)以及指令系統(tǒng)等方面的教學(xué)內(nèi)容，會(huì)使學(xué)生失去學(xué)習(xí)熱情。

2.2 課程教學(xué)方法過(guò)于單一

中職學(xué)校的教師在教學(xué)方法方面也存在著一定的問(wèn)題，很多教師都不能做到因材施教，而且在教學(xué)過(guò)程中只是簡(jiǎn)單的先講解理論知識(shí)，再進(jìn)行少量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，這種傳統(tǒng)的教學(xué)方法不能滿足學(xué)校對(duì)教學(xué)質(zhì)量的需求。雖然在很多院校當(dāng)中已經(jīng)開(kāi)展了項(xiàng)目化的教學(xué)改革，但是在教學(xué)當(dāng)中仍然維持傳統(tǒng)的教學(xué)體系，沒(méi)有將理論和實(shí)際與學(xué)生結(jié)合到一起，雖然都秉承著理論和實(shí)際結(jié)合的旗號(hào)，但是這樣的教學(xué)方法并沒(méi)有落到實(shí)際當(dāng)中，對(duì)教學(xué)效果的改善作用也不大，實(shí)質(zhì)上不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

2.3 師資隊(duì)伍建設(shè)不完善

現(xiàn)今，從事單片機(jī)教學(xué)的教師，職業(yè)水平也有待提升。很多教師還在采用最傳統(tǒng)的教學(xué)方法以及教學(xué)課程體系，不能及時(shí)更新相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，提高專(zhuān)業(yè)教學(xué)水平，也沒(méi)有跟隨時(shí)代的腳步優(yōu)化教學(xué)手段，從而也降低了教學(xué)能力和教學(xué)質(zhì)量，在實(shí)際教學(xué)的過(guò)程中，也根本沒(méi)有辦法將知識(shí)講解明了并且和實(shí)訓(xùn)結(jié)合到一起[3]，在教學(xué)當(dāng)中只是機(jī)械性重復(fù)地完成教學(xué)工作，完成教學(xué)目標(biāo)，這樣的師資隊(duì)伍不僅不能夠做好相應(yīng)的教學(xué)工作，也無(wú)法正確地引導(dǎo)學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，缺乏正確的教學(xué)理念。

3 基于Arduino的單片機(jī)課程教學(xué)改革和開(kāi)發(fā)策略

3.1 建設(shè)單片機(jī)理論技術(shù)一體教室

通過(guò)教學(xué)場(chǎng)所和教學(xué)環(huán)境的改善，可以在一定程度上提升教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的認(rèn)知，并且注意加強(qiáng)教學(xué)途徑的研究，要真正地將教學(xué)和實(shí)踐結(jié)合到一起，建立一體化的實(shí)驗(yàn)教室，所以各大職業(yè)院校的領(lǐng)導(dǎo)人員一定要加強(qiáng)對(duì)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)一體教室的資金投入和設(shè)計(jì)，并把理論和實(shí)踐結(jié)合在一起，在進(jìn)行專(zhuān)業(yè)建設(shè)的過(guò)程中，中職學(xué)校應(yīng)當(dāng)將當(dāng)前的實(shí)際情境進(jìn)行建設(shè)，在建設(shè)過(guò)程中要秉承著簡(jiǎn)單易懂的教學(xué)原則，以黑板為中心，以學(xué)生為創(chuàng)客的主體，建設(shè)學(xué)生與仿真單片機(jī)交互式的教學(xué)實(shí)訓(xùn)臺(tái)，并且黑板的一側(cè)也要布置好多媒體，實(shí)訓(xùn)臺(tái)也要注意配備相應(yīng)的電子元件。

3.2 根據(jù)學(xué)生實(shí)際需求進(jìn)行教學(xué)

教學(xué)環(huán)節(jié)要和社會(huì)的需求緊扣。教師可以通過(guò)對(duì)社會(huì)崗位和相關(guān)工作進(jìn)行有效分析得出在單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)崗位所需要的知識(shí)能力，并根據(jù)技能的課程標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)知識(shí)來(lái)構(gòu)建相應(yīng)的課程體系，教師可以將Arduino實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板應(yīng)用到企業(yè)一般單片機(jī)的開(kāi)發(fā)板當(dāng)中，教師可以將最普通的電子產(chǎn)品制作和電子產(chǎn)品調(diào)試作為一個(gè)后續(xù)教學(xué)的載體，分解成電路內(nèi)部控制與電路外部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還有音樂(lè)和電路設(shè)計(jì)制作等幾部分。將這些簡(jiǎn)單的項(xiàng)目融合到一起輔助學(xué)生理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，將理論和實(shí)踐結(jié)合到一起，為學(xué)生創(chuàng)造出實(shí)際的學(xué)習(xí)情境，完成整個(gè)任務(wù)，提高學(xué)生的個(gè)人技能。[4-5]

3.3 基于工作過(guò)程展開(kāi)教學(xué)工作

在改革過(guò)程中，教學(xué)方案不同，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也不同，同學(xué)可以在創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行單片機(jī)實(shí)驗(yàn)，教師應(yīng)當(dāng)將學(xué)生每5人分1組，選取一人作為組長(zhǎng)后將每個(gè)教學(xué)項(xiàng)目都讓每個(gè)小組體驗(yàn)一遍，可分為任務(wù)安排、任務(wù)執(zhí)行和檢查評(píng)估三部分。每一個(gè)部分教師都要設(shè)置任務(wù)點(diǎn)和教學(xué)目標(biāo)，教師在備課的同時(shí)也要根據(jù)課程需求準(zhǔn)備好相應(yīng)的教學(xué)材料，認(rèn)真做好詳細(xì)的備課工作。

4 結(jié)語(yǔ)

單片機(jī)課程教學(xué)還存在課程教學(xué)方法過(guò)于單一，師資隊(duì)伍建設(shè)不夠完善等問(wèn)題，但是只要相關(guān)負(fù)責(zé)人能夠有效地應(yīng)用Arduino，將其作為載體，加強(qiáng)單片機(jī)課程的教學(xué)改革，建立單片機(jī)理論技術(shù)為一體的創(chuàng)客教室環(huán)境，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際需要開(kāi)展教學(xué)，基于工作過(guò)程展開(kāi)教學(xué)工作，就可以從根本上提高單片機(jī)課程的教學(xué)效率，并且推動(dòng)其改革發(fā)展。在未來(lái)的實(shí)際發(fā)展中，有關(guān)單片機(jī)教學(xué)方面的難點(diǎn)會(huì)越來(lái)越多，教學(xué)重點(diǎn)也會(huì)逐漸出現(xiàn)遷移，所以各個(gè)學(xué)校應(yīng)當(dāng)要做好單片機(jī)課程的理論教學(xué)改革工作，有效應(yīng)用Arduino技術(shù)推動(dòng)單片機(jī)課程教學(xué)的發(fā)展。