《單片機(jī)原理》課程中新教學(xué)思想探討

郝寧波

（1.武漢理工大學(xué) 信息工程學(xué)院，湖北 武漢 430070；2.黃淮學(xué)院 國際學(xué)院，河南 駐馬店 463000）

《單片機(jī)原理》課程中新教學(xué)思想探討

郝寧波1，2

（1.武漢理工大學(xué) 信息工程學(xué)院，湖北 武漢 430070；2.黃淮學(xué)院 國際學(xué)院，河南 駐馬店 463000）

針對傳統(tǒng)《單片機(jī)原理》課程教學(xué)中的一些問題，提出“項(xiàng)目載體、任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的教學(xué)思想。將教材中相關(guān)知識點(diǎn)融入到項(xiàng)目的各環(huán)節(jié)中，逐層推進(jìn)項(xiàng)目的開展；為實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目目標(biāo)，將其分解成一系列任務(wù)，基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)完成教學(xué)。最后通過案例加以驗(yàn)證。

單片機(jī)；項(xiàng)目載體；任務(wù)驅(qū)動(dòng)；思想

1 前言

《單片機(jī)原理》是計(jì)算機(jī)專業(yè)必修課，它以單片機(jī)硬件和軟件知識為基礎(chǔ)，為培養(yǎng)學(xué)生單片機(jī)系統(tǒng)軟、硬件初步開發(fā)能力以及有關(guān)后繼課、專業(yè)課的學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)。目前單片機(jī)教學(xué)中存在一些不可忽視的問題[1]，比如：理論教學(xué)枯燥抽象，課程開始即讓學(xué)生理解單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；在總線方面難以進(jìn)行抽象思維，指令較多容易混淆，結(jié)果使得學(xué)生越聽越迷糊，教師越講越吃力，因此在一定程度上影響著教學(xué)水平的提高。學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)，只是單純將實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上的程序直接輸入，積極性不高。就往屆學(xué)生的反映，往往是學(xué)了匯編不會(huì)編程，對于單片機(jī)只知道芯片的型號，即使會(huì)外圍電路設(shè)計(jì)，但是具體的應(yīng)用程序無法編出[2]。

《單片機(jī)原理》課程按傳統(tǒng)教學(xué)培養(yǎng)出的人才沒有創(chuàng)新性，不符合社會(huì)對高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量的要求。因此，對課程的教學(xué)方式進(jìn)行改革，已成為《單片機(jī)原理》課程教學(xué)中最緊迫的任務(wù)。現(xiàn)在很多研究者提出了多種改進(jìn)方法，包括精選教材、校企結(jié)合、學(xué)生分組等等，但是教材即使再挑選，內(nèi)容總沒有變。由于《單片機(jī)課程》每個(gè)高校一般只開一學(xué)期，到了實(shí)習(xí)的時(shí)候，往往有個(gè)時(shí)間間隔，達(dá)不到“趁熱打鐵”效果。即使邊講授邊實(shí)習(xí)，接觸的也是皮毛技術(shù)。校企結(jié)合對《單片機(jī)原理》不是十分適合。學(xué)生分組容易造成“放羊式”后果。鑒于筆者多年的教學(xué)效果，根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我校實(shí)例，提出“項(xiàng)目載體、任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的教學(xué)思想。

2 “項(xiàng)目載體、任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的教學(xué)思想

傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容從教學(xué)設(shè)計(jì)上來說一般是驗(yàn)證性內(nèi)容較多，目的性、研究性不強(qiáng)，導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)的環(huán)節(jié)中處于被動(dòng)狀態(tài)，沒有積極性，喪失了實(shí)踐訓(xùn)練的熱情。針對這種情況，我們在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)上采用了“項(xiàng)目載體、任務(wù)驅(qū)動(dòng)”思想。

項(xiàng)目載體教學(xué)法是實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目工作而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)，具體是指在教學(xué)過程中以一個(gè)個(gè)項(xiàng)目作為載體，把相關(guān)的知識點(diǎn)融入到項(xiàng)目的各個(gè)環(huán)節(jié)中去，逐層推進(jìn)項(xiàng)目的開展；通過對問題的深化和擴(kuò)充，來拓寬知識的廣度和深度，直到得到一個(gè)完整的項(xiàng)目解決方案，從而達(dá)到學(xué)習(xí)知識、培養(yǎng)能力的目的。《單片機(jī)課程》把平時(shí)實(shí)訓(xùn)、集中實(shí)訓(xùn)、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容分解、組合設(shè)計(jì)成一系列由易到難、由操作到設(shè)計(jì)直至創(chuàng)新的實(shí)踐項(xiàng)目，并且要求每一個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目要以實(shí)際工程項(xiàng)目為背景[3]。

《單片機(jī)課程》以任務(wù)為參照點(diǎn)設(shè)置課程，課程劃分的依據(jù)是任務(wù)邊界。以工作任務(wù)為參照點(diǎn)設(shè)置課程，確保了項(xiàng)目課程以工作任務(wù)為核心課程內(nèi)容。盡管項(xiàng)目課程以工作任務(wù)為核心課程內(nèi)容，但其課程內(nèi)容組織并非圍繞著一個(gè)個(gè)工作任務(wù)來進(jìn)行，而是圍繞著一個(gè)個(gè)精心選擇的任務(wù)來進(jìn)行，嚴(yán)格地說是圍繞著基于任務(wù)的活動(dòng)來進(jìn)行。

“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”則是指每一個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目都是有訓(xùn)練目的的。為了實(shí)現(xiàn)目的，將目的分解成一系列任務(wù)，以完成任務(wù)作為動(dòng)力來驅(qū)動(dòng)學(xué)生，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，同時(shí)在完成任務(wù)的喜悅中體會(huì)實(shí)踐的快樂、團(tuán)結(jié)協(xié)作的快樂和研究創(chuàng)新的快樂。

教學(xué)過程以學(xué)生為主體，以特定的任務(wù)為驅(qū)動(dòng)。具體實(shí)踐中教師的“教”與學(xué)生的“學(xué)”圍繞著同一個(gè)目標(biāo)和基于這個(gè)目標(biāo)的若干任務(wù)進(jìn)行。學(xué)生在任務(wù)驅(qū)動(dòng)下，對教學(xué)內(nèi)容主動(dòng)學(xué)習(xí)，對任務(wù)積極探索、解決問題的同時(shí)又提出新的任務(wù)，形成一個(gè)不斷提出問題、解決問題的循環(huán)教學(xué)模型。這種教學(xué)方法符合信息技術(shù)知識的層次性和實(shí)用性，有利于學(xué)生對知識的掌握?！叭蝿?wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)法形成了“以任務(wù)為主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”的基本特征[4]，具有相對穩(wěn)定性、實(shí)踐性、可操作性和靈活性。在教學(xué)思想諸要素相互作用的形式上，有一定的組織和操作程序，它必須有相對的穩(wěn)定性；教學(xué)思想從教學(xué)實(shí)踐中產(chǎn)生，回到教學(xué)實(shí)踐中加以檢驗(yàn)，不斷創(chuàng)新發(fā)展，為教學(xué)實(shí)踐服務(wù)；教學(xué)思想的形成，必須具有很強(qiáng)的操作性，通過實(shí)踐操作才能充分發(fā)揮其作用，如圖1所示。

教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)將所要講授的內(nèi)容巧妙地隱含在一個(gè)個(gè)任務(wù)當(dāng)中，激發(fā)學(xué)生的求知欲望和學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生通過完成任務(wù)達(dá)到掌握所學(xué)知識的目的，在此過程中任務(wù)的細(xì)化，以問題的形式引導(dǎo)學(xué)生去探索和學(xué)習(xí)。

圖1 “項(xiàng)目載體、任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的教學(xué)思想圖

3 “項(xiàng)目載體、任務(wù)驅(qū)動(dòng)”案例

一個(gè)項(xiàng)目不單單僅為一個(gè)任務(wù)構(gòu)成，可以有多個(gè)，一個(gè)任務(wù)同時(shí)也具備多個(gè)項(xiàng)目的任務(wù)，具有交叉性。我們把《單片機(jī)原理》課程分成若干個(gè)小項(xiàng)目，詳細(xì)分析每個(gè)項(xiàng)目應(yīng)具備的理論知識和實(shí)踐技能，并制定出詳細(xì)的任務(wù)方案。教師在講完理論知識后，引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手制作電子作品，讓他們在實(shí)踐中加深對理論知識的理解。學(xué)生每完成一步制作，便感到距離成功更近了一點(diǎn)，因而會(huì)有一種成就感，當(dāng)完成了所有項(xiàng)目后，該課程的基本知識點(diǎn)也全部掌握了。

以信號燈點(diǎn)亮控制為案例，如表1所示。此案例遵循學(xué)生能力培養(yǎng)要求，同時(shí)兼顧《單片機(jī)原理》課程知識體系。

表1 信號燈點(diǎn)亮控制案例

在學(xué)習(xí)過程設(shè)計(jì)中，明確了各活動(dòng)目標(biāo)、活動(dòng)任務(wù)、教師知識與能力要求、學(xué)生知識與能力準(zhǔn)備、教學(xué)材料、實(shí)施步驟以及完成該活動(dòng)所需學(xué)時(shí)等內(nèi)容，活動(dòng)教學(xué)全過程按講授→實(shí)踐→檢查→評估四步法來組織實(shí)施，通過對知識點(diǎn)的重新分解，將內(nèi)容分成了五個(gè)主題。主題一是對單片機(jī)系統(tǒng)原理知識的學(xué)習(xí)，主題五是對知識的總結(jié)訓(xùn)練，而其他的四個(gè)主題分為學(xué)習(xí)情境和訓(xùn)練情景兩部分。在主題二到主題四中每個(gè)學(xué)習(xí)情境都分為了若干個(gè)小項(xiàng)目，幾個(gè)小項(xiàng)目又可以合為一個(gè)項(xiàng)目?！绊?xiàng)目載體、任務(wù)驅(qū)動(dòng)”準(zhǔn)評價(jià)體系的建立如表2所示。

通過“項(xiàng)目載體、任務(wù)驅(qū)動(dòng)”案例練習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用知識的能力，對完整的項(xiàng)目的系統(tǒng)分析，培養(yǎng)學(xué)生良好的思維和編程習(xí)慣，善于獲取他人經(jīng)驗(yàn)的能力以及掌握綜合運(yùn)用所學(xué)知識的能力，從而真正提高單片機(jī)開發(fā)及應(yīng)用水平。

表2 標(biāo)準(zhǔn)評價(jià)體系

4 總結(jié)

“項(xiàng)目載體、任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的教學(xué)方法，一方面有利于學(xué)生把所學(xué)到的知識應(yīng)用于具體的實(shí)踐，同時(shí)可以激發(fā)學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造欲望，促進(jìn)學(xué)生的自主性學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí)；另一方面，在教學(xué)中使用一些具體的生活實(shí)例來說明抽象的概念和原理，學(xué)生容易理解，因此值得提倡。

［1］王哲，李瑩.《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程教學(xué)改革探討［J］.新疆石油教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，11（3）：325-326.

［2］單丹.淺談項(xiàng)目化教學(xué)在“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程中的應(yīng)用［J］.中國電力教育，2010，（9）：91-92.

［3］邱霞.項(xiàng)目教學(xué)法在數(shù)字電子技術(shù)課程中的應(yīng)用與研究［J］.時(shí)代教育：教育教學(xué)刊，2009，（8）：122-123.

［4］劉煥利.信息技術(shù)課中的“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)法［J］.中國信息技術(shù)教育，2010，（2）：31-32.

A New Teaching Idea in Principlesof MCU Course

HAO Ning-bo1，2
（1.School of Information Engineering，Wuhan University of Technology，Wuhan Hubei 430070；2.School of International College，HuanghuaiUniversity，Zhumadian Henan 463000）

Aiming at the confusion of traditional teaching in Principles of MCU，that“the project carrier，task-driven”teaching ideas.Knowledge of relevant teachingmaterial points into every aspect of the project to go forward with projects step by step，in order to achieve the project purpose，be decomposed into a series of tasks to complete the task as the driving force to drive the students.Finally，the case to achieve validation.The teaching ideas to improve the skills of the students，it isworth promoting.

microcontroller；project carrier；task-driven；thought

TP368.1

A

1673-2014（2011）02-0005-03

2011—01—12

郝寧波（1977— ），男，河南遂平人，博士研究生，主要從事圖像處理與模式識別研究。

（責(zé)任編輯 郝瑞宇）