以产品为教学载体的单片机课程的研究与实践

夏金伟 于晓云 许连阁 郭海林辽宁机电职业技术学院 （丹东 118000）



以产品为教学载体的单片机课程的研究与实践

夏金伟 于晓云 许连阁 郭海林
辽宁机电职业技术学院 （丹东 118000）

摘 要单片机课程是高职自动化专业的核心课程，该课程的教学质量直接影响学生的专业能力。然而传统的教学方式却存在诸多问题，采用以产品为教学载体，采取项目导向，任务驱动的教学模式可以有效的提高单片机课程的教学质量

关键词高职教育；单片机课程；实物载体；项目导向；学习情境

对于高职院校来说，单片机应用技术这门课程的教学目标是培养出能熟练应用机电产品中单片机，可以对单片机进行设计、分析和应用的人才。然而这门课程在实际教学时却存在很多的问题，这其中包括了以下几个问题：

课程设计不合理。传统的单片机课程一般按照章节逐步讲解。即先讲解存储器结构，再讲解指令。按照这种教学方式进行时，开始章节的理论难度太大，内容抽象，学生刚开始学习就会遇到难关，很容易产生抵触情绪，最终半途而废，放弃学习。

验证式的实践。传统单片机课程的实践教学通常是在制作好了的单片机实验板上进行操作编程，学生的实践操作只是将教材里预先编好的程序输入验证。这种操作导致学生无法了解单片机的硬件电路，也容易造成学生不做思考，只会麻木的输入代码，失去了学习的意义。

单一的考核方式。单片机是一门实践性很强的知识，采用试卷考核方式会使单片机的知识脱离硬件电路，使单片机脱离了应用的本质，这种考核根本无法考核学生分析和解决问题的能力，会造成学生只会死记概念，导致高分低能。

为改变上述情况，作者通过与企业人员的研讨，与同行老师以及学生的交流，设计了以实际工作过程为导向，制作实际产品为载体的单片机课程学习情境。整个学习过程中项目引导，任务驱动，将理论知识融入到各类任务中，使学生在实践中不断成长。

1 教学载体的选择

该教学理念中，最重要的就是如何选择教学载体，制定什么类型的实践项目。以实际产品教学载体进行单片机的课程教学，首先就要选择好合适的教学载体。教学载体在选择时，既要有实际工作岗位作为依托，也要将单片机的知识体系和技能训练融入其中，既要使该载体具有一定的连续性，拓展性以及趣味性。

教学载体的连续性。在制定教学载体时，需要按照由易到难的顺序，制定出若干个教学项目，各个项目又可以分解成若干个实验任务。教师在引导学生完成任务的时候，将相应的理论知识贯彻其中，学生在完成这些任务后便可独立完成引导项目，达到学习目的。以第一章节为例，作者制定了一个交通灯控制器的项目作为引导，学生在完成该项目之前，可以先完成若干的子任务。包括点亮一个led、点亮多个led、转向灯、流水灯、跑马灯等等。这些任务内容前后一致，顺序连贯，前面任务的内容为后面任务的做引导，后面任务的内容则不断引进新知识，同时任务也兼顾一定的趣味性和创新性。整个教学过程呈现螺旋上升的状态，学生在实践中得到锻炼和成长。

教学载体的拓展性。教学中学生的理解能力参差不齐，有的学生可能会刚刚跟得上学习进度，而有的学生也有可能会觉得“吃不饱”。因此在制定教学载体时，学习情境的设置应具有拓展性。以数码管显示单元为例，能力一般的同学只要能实现数码管可以动态显示“0～9”的数字即可，而优秀的同学还可以完成“显示HELLO字符”的任务，“HELLO字符闪烁”的任务，这些任务都可以应用于电子产品的设计中。而任务的拓展性，也使得不同层次的学生都可以得到锻炼和提高。

教学载体的趣味性。由于每个实训任务都有实际产品作为依托，学生可以按照自己的想法应用理论知识，亲自设计，亲自制作。学生在完成各项任务时，还同时使用到各种工具、设备和仪器，学生不再仅仅对着电脑编程，脑手一体，学习过程不再枯燥。同时在教学实施时，教师角色也进行转换，在知识传达时，教师由传统的“主讲”转变为“引导”和“辅助”；在实际操作时，教师变为“师傅”，教师身体力行，学生跟着师傅操作，学习氛围互动性也更强。

2 教学情景的实施

在教学过程的实施过程中，教学情景通常需要按照如下顺序执行：

（1）项目引导。首先要由一个实际的项目作为载体，项目的选取既要包含理论知识，也有一定的实际操作性。如任务一的交通灯控制器，即模拟一个实际交通灯的执行过程。项目中包含了I/O口的操作、软件延时、C语言的运算符、C语言的基本语句结构等知识，学生在完成项目后即可掌握C51的基本应用方法。对学生理解理论知识有很大的帮助。

（2）项目分解。由于实际项目中包含的知识面很多，一次性完成会给学生造成一定的困难。因此明确项目要求后，教师可以根据该项目包含的知识点分解成若干个子任务，子任务相对综合项目任务简单，知识点鲜明，便于学生尽快独立完成。

（3）教师引导。设计到新知识点的任务教师可带领学生画出硬件电路图和程序的系统框图，教师引领，学生思考，共同完成主要程序。之后的任务由学生独立完成。考虑到教学进度和课时进度，教师可采用仿真软件的方式实现。如采用proteus仿真绘制电路原理图、仿真运行，可以让教师尽快完成任务要求，而且仿真效果和实际效果类似又有所不同，既有利于提起学生的兴趣，又便于学生拓展研究。

（4）学生执行。学生可以两人为一组，一人负责硬件设计制作，另一人负责软件调试与联调，并在下个任务时交换角色。学生执行时，教师进行指点，提醒学生观察实验现象、寻找程序规律，并帮助总结新的知识点。

（5）任务评价。采用实物为载体的教学对于学生的考核评价主要关注与任务完成的过程和效果，使学生明确工作过程。教师可将考核评价作为激发学生学习积极性和主动性的一项措施。可以对每个小组的任务作品进行自评、互评与师评。教师要对出色完成任务和有创新的小组进行加分鼓励。同时过程考核中还要关注学生的工作态度、作品完成的质量、团队精神、文明规范、生产安全等方面。便于促进学生工作技能、个人素质的全面提高。

（6）总结归类。单片机应用产品的开发是一个综合的系统工程，不仅包括电路硬件、程序软件，还需要从业人员具有相应的职业能力和职业素养。这些能力包括电子产品功能的分析分解、电子器件的资料引用、单片机的资源调配、产品的制作调试、技术文件编制等。因此学生还要完成可行性论证报告、调试报告、项目说明书和任务训练报告。

表1 第一章节的教学情境设置

3 结语

实践表明，采用实际产品为载体的单片机教学方式后，整个学习过程中边学边做，学用结合，使单片机课程的学习气氛发生了很大变化，最大程度的激发学生学习兴趣。同时通过这门课的学习，学生的职业素质、主体意识、协作精神都有明显提高，使得单片机这门课程重新回到趣味、生动、工学一体的轨道上，真正培养出适应当代社会需求的应用型人才。

参考文献

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［2］李萍，李红萍.基于项目教学法的单片机课程改革［j］.甘肃科技纵横，2010（2）：46-47.

［3］李秀忠.“单片机应用技术”课程教学改革研究与实践［j］.中国电力教育，2010（4）：117-119.

［4］徐江海，王海燕.以产品为教学载体设计单片机课程学习情境探究。职业时空，2010（5）：113-114

（责任编辑：兴安）

中图分类号：G712

文献标识码：A

文章编号：1003-3319（2016）02-00039-02