論單片機應用技術課程改革

【摘要】《單片機應用技術》課程教學根據(jù)崗位任職的需要，從典型工作崗位中分出典型工作任務，采用項目式教學。從課程教學內(nèi)容的設計、教學方法與手段、考核方式等幾個方面進行改革，培養(yǎng)學生團隊合作解決實際問題的能力。
        《單片機應用技術》作為一門重要的技術基礎課程在電子類專業(yè)中廣泛開設。這門極其具有實用性和抽象性的課程若采用傳統(tǒng)的模式開展教學，多數(shù)學生聽完該課程后只會對單片機有一個粗淺的認識，離真正應用有很大的差距。如何在傳統(tǒng)教學模式的基礎上進行改革，讓他們真正掌握單片機的使用方法，這些問題成為教師們在教學中關注的焦點。本文結(jié)合筆者多年的教學實踐，探討單片機的教學改革。
一、教學內(nèi)容的改革：
        《單片機應用技術》課程主要內(nèi)容有存儲器、輸入/輸出接口、中斷系統(tǒng)、定時/計數(shù)器、串行口等資源及外圍接口器件的運用。傳統(tǒng)的教學是以教材內(nèi)容的編排、知識點的邏輯關系來進行講解，而我們則根據(jù)崗位任職的需要，從典型工作崗位中分出典型工作任務，培養(yǎng)相應專業(yè)技術能力，學習相應專業(yè)知識模塊，從而最終確定符合課程內(nèi)容的遞進式教學項目，使教學內(nèi)容以項目設計為主線，讓學生在學習的過程中始終參與產(chǎn)品的設計和開發(fā)。
        教學項目有單片機最小系統(tǒng)、流水燈系統(tǒng)、數(shù)顯搶答器、數(shù)字電子鐘、密碼鍵盤、LED 大屏幕漢字顯示系統(tǒng)的設計與制作。這些項目由簡單到復雜、由基礎到綜合，每個學習情景都是以完整的單片機應用產(chǎn)品的開發(fā)過程實施教學，通過該過程的實施，訓練學生的職業(yè)能力，培養(yǎng)學生的職業(yè)素質(zhì)。
二、教學方法的改革：
        我們的教學是基于單片機產(chǎn)品開發(fā)典型工作過程來實施的，每個實施階段都有不同的教學方法。下面具體介紹幾種：
        1．項目教學法
        教師把一個相對獨立的項目，交由學生自己處理。學生作為學習的主體，完成信息收集、方案設計、項目實施及最終評價等所有行動過程。這個方法能夠大大激發(fā)學生的學習積極性。如項目“數(shù)顯搶答器的設計”實施過程：教師提供產(chǎn)品的樣件、原理圖、編程軟件，要求學生完成由硬件電路進行軟件編程。學生根據(jù)設計要求，每組選擇并確定設計方案，每組選派一位成員闡述設計方案。老師指導確定最終設計方案和設計電路。然后
從仿真階段和制作作品兩個階段進行項目實施。在整個實施過程中，學習編程軟件的使用，完成電路的分析，軟件編程以及軟件的聯(lián)合調(diào)試，并分析解決其中碰到的問題。記錄整體工作的完成情況。項目做完后學生填寫項目評價表、教師填寫項目評價表、學生填寫任課老師評價表、撰寫數(shù)字鐘的設計說明書。這些表格，一方面反映學生的學習情況、知識儲備情況等；另一方面可以反映學生的總體水平是否達標，項目設置難度是否適中。同時還可體現(xiàn)任課老師的責任心、組織能力等等。通過表格內(nèi)容，老師可以及時調(diào)整項目要求和考核方式，及時提供相關學習資料。對于學生意見比較集中的問題，通過交流，老師可以調(diào)整他的教學方式，改進其工作作風，盡可能滿足學生的學習需求。最后分兩步進行評估：一是小組討論，自我評述完成情況及發(fā)生的問題，小組共同給出提升方案和效率的建議；二是老師對方案評價說明。并根據(jù)實施過程給出過程考核成績，最后根據(jù)作品制作和答辯情況給出總成績。
通過精心選擇的案例實施教學，不但能調(diào)動學生學習的興趣，而且能緊密聯(lián)系實際、引發(fā)學生思考，提高學生分析問題、解決問題的能力，同時練習將解決問題的思路和整個決策過程用語言進行完整地、清晰地表述的能力、與人協(xié)作能力等社會能力。
        2．角色扮演法
        工作過程中的檢查和評價工作，組織教學時，老師扮演客戶代表，學生以三人小組的形式分成若干組。小組成員作為開發(fā)團隊，分別扮演技術支持工作人員和項目開發(fā)人員，進行工作成果交接和反饋表演。不同項目實施時，角色相應轉(zhuǎn)換。確保每個人都參與了單片機硬件設計、編程、產(chǎn)品測試模擬崗位的工作。模擬真實工作過程，扮演相關角色，讓學生切實感受工作人員的角色職責和心理狀態(tài)，加深對工作角色的認識，進而完善自己。
        3．小組討論法
        在工作過程中的決策和計劃階段，小組成員要討論任務實施方案，并比較總結(jié)確定具體實施方案。小組討論進行技術交流，鍛煉學生的表達能力，在討論中總結(jié)歸納出最佳問題解決方案。通過討論，了解不同的解決方案，培養(yǎng)團隊合作精神，提高工作效率和任務完成質(zhì)量。
三、教學手段的改革：
        最初在進行單片機教學時，采用實驗箱教學，學生只需要連接幾根線，編幾行程序，會看實驗結(jié)果。現(xiàn)在我們提供開放的創(chuàng)新實驗環(huán)境，真正讓學生的動手能力和創(chuàng)新能力在實驗室中得到充分的鍛煉和提高。我們成立了單片機智能開發(fā)部，實驗室配備學生創(chuàng)新所必需的工具和儀器，比如：制作電路板用的雕刻機或熱轉(zhuǎn)印機，打孔用的電鉆，焊接用的烙鐵，還有仿真器、編程器、示波器、萬用表、信號發(fā)生器等。能夠提供學生設計所需要的常用芯片和元器件。
        除了有這些現(xiàn)代教育技術、多媒體設備、網(wǎng)絡設備，實驗實訓環(huán)境為教學環(huán)境提供物質(zhì)保障。還有虛擬手段的運用，實驗室的計算機裝有各種單片機開發(fā)仿真軟件。利用Keil－C、Proteus等仿真軟件在沒有硬件實施的情況下進行單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)和設計。
        正是有了這些教學手段和教學條件，學生可以在實驗室從電路原理圖的設計，到簡易電路板的制作；從流程圖的分析，到單片機程序的編寫；從最初的設計構(gòu)想，到最終功能的實現(xiàn)。學生可以真正體驗單片機開發(fā)的全過程，充分地保障了學生的創(chuàng)新能力。
四、課程考核：
        《單片機應用技術》是一門面向工程的實際應用專業(yè)課程，著力培養(yǎng)學生單片機硬件電路、控制程序設計與調(diào)試能力以及職業(yè)素養(yǎng)。為了提高學生的學習積極性，使學生的成績與能力掛鉤，考試與實際的應用開發(fā)相結(jié)合，設計考核方案：理論考核30%，平時成績10%，項目實施60%。
        通過《單片機應用技術》的教學改革，激發(fā)學生學習的積極性，通過對項目的設計和制作，使學生熟悉了單片機開發(fā)的過程。既使學生掌握了技能，又培養(yǎng)了他們分析和解決問題的能力。開拓了學生的思路，培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新能力，從而真正實現(xiàn)了高職教育的目的。

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