创建《单片机技术应用》课程教学中基于“能力递进”的DIY教学模式

倪文兴

【摘要】以增强单片机课程教学效果、提高学生积极性和创造性为目的，针对“单片机技术应用”课程的特点，从课程教学理念、内容、教学方法和手段、实践教学体系等方面进行了教学改革的研究和尝试。根据职业岗位对能力要求的不断提升，遵循单片机工程师成长规律，创新基于“能力递进”的DIY教学模式，使学生能力逐步提高，职业素养逐渐养成，实现良好的教学效果。

【关键词】单片机;DIY;课程教学;Proteus仿真;实验操作;作品展示

单片机已成为现代电子系统中重要的智能化器件。无论是尖端科技，还是现代工业、农业、及个人信息终端等诸多领域，都离不开单片机，其使用率和普及率远远超过了其他类型的计算机。因此“单片机技术应用”课程也在职业院校的电子信息类、电气类等专业的教学计划中占有重要地位，属核心课程。单片机教学模式的改进就是为了更好的使学生将所学到的单片机理论知识转化为适应社会发展潮流和就业需要的实际能力的一种教学活动。

“单片机技术应用”是一门结合电子、计算机等技术的应用性很强的课程。但由于该课程比较抽象，学生在开始学的时候难以入门，难以了解单片机的整体结构。因而如何打破传统的教学模式，将实验课程与理论课程有机结合，达到循序渐进的良好效果，就成为单片机课程体系建设的一个重要课题。

一、贯彻“一个中心，两个基点，三化四统一”的教学理念

即以学生为中心、以职业能力培养和职业素养养成为基点;实施教学项目化、教学做一体化、考核过程化;围绕“教什么？谁来教？在哪里教？如何教？”实现四个统一：训练的内容与学习的知识统一、授课教师与训练指导师统一、教室与实训室统一、技能训练与知识传授统一;达到能掌握单片机内部结构、指令系统，能运用单片机开发系统、Proteus仿真软件，并具备利用单片机开发小型智能电子产品的能力，能设计单片机应用系统的硬件和软件程序，能解决单片机应用开发的实际问题。

二、以课程目标为核心，整合教学内容，设计学习项目

经过多年的研究与探索，在《单片机技术应用》课程教学模式改革过程中，我们树立了“学习的内容是工作、通过工作实现学习”的设计理念，由行业企业专家、主讲教师、兼职教师、校内教育专家共同组成课程团队，首先确定课程目标，以课程目标为核心选择课程教学内容，再对课程内容进行整合与序化。具体来说，本课程设计了四个综合性学习项目：交通灯控制系统、温度报警器、智能小车、校园电子铃，其中第一个项目属封闭型的学习任务，在教师的全面指导下完成;第二、三个项目属开放性的，教师做一定的指导，主要加强自学、计划和自查;第四个项目属于开放创新型，完全由学生自主完成，教师只做适当的指导。四个项目循序渐进，教师指导的成分逐渐减少，而学生独立完成任务的成分不断增多。

三、创建基于“能力递进”的DIY（Do It Yourself）教学模式。

为了调动学生的学习兴趣，更好的完成学习项目，我们创建了《单片机技术应用》课程教学中基于“能力递进”的DIY（Do It Yourself）教学模式。课程组教师遵循单片机工程师成长规律，根据职业岗位对能力要求的不断提升，以实际產品的开发过程为序，学生在单片机开发平台上动手演练全部内容，从器件的认识开始，逐步引入焊接、调试、维修、单元电路搭建、整体电路设计、子程序编写、程序设计、仿真调试等内容，学生能力逐步提高，职业素养逐渐养成，教学效果理想。

在教学过程中，因材施教，多种教学方法配合，实现激、纠、促、协、实、层“六”字诀。激：采取一系列措施激发学生兴趣，引入一些新的游戏规则，使他们以自己喜欢的方式接受新知识。例如在项目三中，智能小车“跳舞”这个任务，利用学生喜欢“玩”的特性，教师播放基于智能控制小车开发的机器人视频，调动学生的学习热情。纠：教学中注意纠正学生的一些不良习惯，端正学习态度。促：要求他们完成一定的任务和项目，给他们一些压力促使他们自主学习，自己动手解决问题。协：分组教学，让他们扮演不同的角色，培养他们的团队协作能力。针对这一要诀，可采用分组教学与角色扮演法：在完成学习任务或项目时，以3～4人为一个团队，让每个学生扮演相应的角度，如项目经理、软件工程师、硬件工程师等。实：以实际的电子产品为载体，以实践为主，通过不断反复地训练培养他们的实践动手能力。这一过程可以辅助案例教学法——教师在讲解相关知识点或学生完成任务时，为帮助学生正确理解，选择一些案例，通过案例讲解来启发学生的思维;同时也可应用启发式教学——为了让学生顺利完成相关学习任务，在教学中注意通过“设计问题”、“引导思考”、“假设结论”、“探索求证”等过程启发学生。层：考虑到学生的差异性，分层次教学，对于学习基础好，提高要求;对于学习基础较差的学生，只要求达到最低目标。如8255控制交通灯系统就不要求所有团队完成，只是学习基础好的一些组要求完成。

为了提高教学效果，我们积极采用现代化教学手段：

（1）利用虚拟技术开展虚拟实训，许多任务，并不是要求学生先制作出硬件电路，而是利用Proteus软件进行虚拟实训，如智能小车的几个任务都是先仿真调试，图1为智能小车“跳舞”的仿真电路图。只有调试通过之后，才制作硬件，可让学生少走弯路，提高效率。

（2）采用多媒体教学手段：每个任务都制作了PPT课件，有些难点或重点制作了Flash动画辅助教学，还购买了多媒体学习光盘，让学生课余利用学习光盘巩固所学的知识点。

（3）充分利用网络资源开展网络教学，利用《单片机应用技术》精品课程网站进行网络教学，设计网络课程为学生提供了丰富的网络资源，如活页讲义、电子教案、授课课件、Flash课件、教学标准及授课计划，网站还提供了“在线答疑”、“常见问题解答”及在线作业与在线模拟考试等。课程负责人还创建了QQ群，让学生在QQ群中进行学习讨论或在线答疑。

四、结束语

如何将教学改革进行得更加深入，建立培养应用性人才的新模式。根据“宽口径，厚基础，强能力”的原则构建理论教学体系;根据“培养应用能力，满足就业需求”的原则，探索产、学、研合作教育的途径。为社会培养出大批具有工程素质和创新能力的单片机应用型人才，还需要我们教师共同努力，不断探索。