單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程立體化教學(xué)資源建設(shè)

李庭貴

(1.瀘州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械系，四川瀘州 646005;2.四川省瀘州市工程機(jī)械智能優(yōu)化設(shè)計(jì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川瀘州 646005)

單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)是機(jī)電一體化專業(yè)的核心課程，為從事機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)與開發(fā)，企業(yè)培養(yǎng)具有單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品設(shè)計(jì)、分析、調(diào)試與制作能力的實(shí)踐人才，對(duì)學(xué)生職業(yè)崗位能力培養(yǎng)和職業(yè)素質(zhì)養(yǎng)成起重要作用。傳統(tǒng)單片機(jī)教材和教學(xué)過(guò)多重視知識(shí)體系的演繹和推理，加之課程本身所固有的抽象性、傳統(tǒng)教學(xué)存在諸多問(wèn)題，使較多數(shù)學(xué)生對(duì)單片機(jī)課程產(chǎn)生了畏懼心理，以至于影響了其學(xué)習(xí)積極性。因此，要提高單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程的教學(xué)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)精品課程優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的全面開放，應(yīng)大力開發(fā)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)立體化教學(xué)資源［1］。

1 開發(fā)項(xiàng)目化課程體系

項(xiàng)目課程開發(fā)包括典型工作過(guò)程、職業(yè)能力、學(xué)習(xí)領(lǐng)域、教學(xué)方式等方面。在對(duì)機(jī)電一體化專業(yè)人才職業(yè)能力需求進(jìn)行調(diào)研的基礎(chǔ)上，根據(jù)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)在機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)中的關(guān)鍵作用，校、企專家共同篩選與單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)相關(guān)的典型工作任務(wù)，如表1所示，將單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)的知識(shí)點(diǎn)、能力點(diǎn)加以整合重組，打破“硬件結(jié)構(gòu)→指令系統(tǒng)→軟件編程→單片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展和各種外圍器件的應(yīng)用”的原有界限，選擇能夠貫穿職業(yè)能力培養(yǎng)的生產(chǎn)性項(xiàng)目，如表2所示，教學(xué)內(nèi)容在逐步完成項(xiàng)目的過(guò)程中展開，課內(nèi)課外并行訓(xùn)練，通過(guò)完成項(xiàng)目的訓(xùn)練過(guò)程實(shí)現(xiàn)以能力培養(yǎng)為核心的教學(xué)目標(biāo)。

表1 與單片機(jī)技術(shù)相關(guān)的生產(chǎn)崗位典型工作任務(wù)

表2 基于項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)的《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》課程教學(xué)設(shè)計(jì)

2 教材建設(shè)

教材是體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的載體，是實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的重要工具。傳統(tǒng)的單片機(jī)教材按照單片機(jī)的結(jié)構(gòu)體系編寫，多注重理論而輕實(shí)踐，強(qiáng)調(diào)課程知識(shí)的系統(tǒng)性、完整性，缺乏單片機(jī)技術(shù)在生產(chǎn)一線的應(yīng)用實(shí)例。學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)覺得單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)抽象、指令功能多、程序編寫困難，導(dǎo)致入門困難、對(duì)單片機(jī)學(xué)習(xí)望而生畏，嚴(yán)重挫傷了學(xué)習(xí)積極性。為解決此類問(wèn)題，需要在教學(xué)方法上進(jìn)行改革，而教學(xué)方法的改革，其核心問(wèn)題是課程改革與教材建設(shè)［2］。

文中根據(jù)高職教育的培養(yǎng)目標(biāo)，從高職學(xué)生的特點(diǎn)和認(rèn)知規(guī)律出發(fā)，并結(jié)合自己多年來(lái)的教學(xué)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，與目前國(guó)內(nèi)大量單片機(jī)教材相比，其具有以下特色與創(chuàng)新點(diǎn):

(1)打破傳統(tǒng)格局，創(chuàng)新教材結(jié)構(gòu)。按項(xiàng)目化課程教材體例編寫，在指令系統(tǒng)介紹前就結(jié)合I/O口的應(yīng)用描述開展項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)，體現(xiàn)了單片機(jī)硬件系統(tǒng)和軟件開發(fā)緊密結(jié)合的特點(diǎn)，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，配合實(shí)施教改。以項(xiàng)目課題形式開展教學(xué)，便于加強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

(2)理論與實(shí)踐有機(jī)融合，體現(xiàn)了單片機(jī)課程完整的教學(xué)過(guò)程。該教材集課堂教學(xué)、課題訓(xùn)練和綜合實(shí)訓(xùn)內(nèi)容為一體，以新穎實(shí)用的項(xiàng)目課題將理論與實(shí)訓(xùn)協(xié)調(diào)統(tǒng)一;精選的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容豐富，其包含“單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)”規(guī)定應(yīng)掌握的所有知識(shí)點(diǎn)，普適性強(qiáng)，適合面向全國(guó)各行業(yè)所屬院校開展實(shí)踐教學(xué)。

(3)應(yīng)用特色鮮明。教材設(shè)計(jì)以學(xué)生為主體，能力培養(yǎng)為目標(biāo)，行動(dòng)導(dǎo)向?yàn)楸疚?。全書以單片機(jī)應(yīng)用能力培養(yǎng)為主線，從應(yīng)用的角度出發(fā)，遵循“知識(shí)為技能服務(wù)，技能為綜合能力和素質(zhì)服務(wù)”的思想精心組織教材內(nèi)容。

(4)體現(xiàn)工學(xué)結(jié)合意識(shí)。按照學(xué)科體系，站在為工程服務(wù)的高度上，精選項(xiàng)目，體現(xiàn)出教學(xué)為工程服務(wù)的思想。教材充分體現(xiàn)了項(xiàng)目化教學(xué)、基于工作過(guò)程的工學(xué)結(jié)合課程開發(fā)、任務(wù)引領(lǐng)與實(shí)踐導(dǎo)向課程設(shè)計(jì)的思想，以理論與實(shí)踐相結(jié)合為主線，使學(xué)生學(xué)習(xí)后能夠輕松掌握單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，并具有初步開發(fā)、設(shè)計(jì)單片機(jī)產(chǎn)品的能力。

(5)適應(yīng)高職學(xué)生的認(rèn)知能力，遵循“寬、淺、新、用”的原則?！皩挕笔侵R(shí)面寬，教材組織了部分選學(xué)內(nèi)容和課外閱讀資料，一方面能夠拓寬學(xué)生視野，培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力。另一方面便于進(jìn)行分層教學(xué)，使學(xué)有余力的學(xué)生能夠獲得較大的收獲;“淺”是指點(diǎn)到為止、夠用為度，針對(duì)高職學(xué)生普遍表現(xiàn)出抽象思維薄弱的特點(diǎn)，在對(duì)原理敘述時(shí)通俗易懂。如教材運(yùn)用情境教學(xué)的理念，以某人在看書的過(guò)程中突然電話鈴響為例，引出中斷的概念等;“新”是體現(xiàn)了單片機(jī)應(yīng)用的新知識(shí)、新技術(shù)和新工藝;“用”是注重應(yīng)用、面向工程實(shí)踐。

(6)采用“教、學(xué)、做”相結(jié)合的構(gòu)架，使學(xué)生能夠循序漸進(jìn)地學(xué)習(xí)單片機(jī)、應(yīng)用單片機(jī)，符合高職學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)。學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)與開展項(xiàng)目課題訓(xùn)練巧妙融合。前面的項(xiàng)目為后面的項(xiàng)目應(yīng)用打基礎(chǔ);在必要的項(xiàng)目學(xué)習(xí)和訓(xùn)練環(huán)節(jié)結(jié)束后，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)完成綜合性項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和調(diào)試，非常符合學(xué)習(xí)者從初學(xué)到綜合應(yīng)用的學(xué)習(xí)規(guī)律。

3 網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)

單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)網(wǎng)絡(luò)課程是提供多種信息服務(wù)和多渠道溝通的平臺(tái)。既可方便教師的學(xué)術(shù)研討、教學(xué)交流;也可以提供學(xué)生的自學(xué)、答疑、討論、作業(yè)、測(cè)試等功能。更重要的是，通過(guò)提供此類交流空間，還可進(jìn)一步促進(jìn)教學(xué)資源的建設(shè)與不斷完善。其特點(diǎn)是突出實(shí)時(shí)性和交互性，且不再受時(shí)間與空間的限制。

單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)精品課網(wǎng)站包括課程基本信息、課程標(biāo)準(zhǔn)、在線考試、在線答疑、電子教案、網(wǎng)絡(luò)課件、學(xué)習(xí)指導(dǎo)、重點(diǎn)難點(diǎn)分析、試題庫(kù)、習(xí)題解答、典型例題精解、課程設(shè)計(jì)題目、教學(xué)成果、教學(xué)方法、建設(shè)規(guī)劃、教學(xué)錄像、CAI課件、案例分析、實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)方案等。豐富的網(wǎng)上資源為學(xué)生學(xué)習(xí)提供了大量信息，學(xué)生可在網(wǎng)上進(jìn)行學(xué)習(xí)，或與教師交流和討論等。

4 課程實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)

(1)建設(shè)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地。建設(shè)單片機(jī)理實(shí)一體化實(shí)訓(xùn)基地，配備了單片機(jī)開發(fā)板、PC機(jī)與仿真系統(tǒng)。完善《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》課程教學(xué)條件，為課程項(xiàng)目化教學(xué)創(chuàng)造了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，把教學(xué)過(guò)程的“教、學(xué)、做”有效地融為一體。實(shí)踐教學(xué)構(gòu)建以項(xiàng)目為中心，構(gòu)建虛擬實(shí)訓(xùn)和實(shí)際實(shí)訓(xùn)相結(jié)合，與學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)相結(jié)合，形成了理、實(shí)一體化的教學(xué)體系。建立以能力培養(yǎng)為主線，使工程背景的項(xiàng)目為載體，將理論教學(xué)和工程實(shí)際有機(jī)聯(lián)系起來(lái)的課程體系。

(2)打造校外實(shí)訓(xùn)基地。為強(qiáng)化學(xué)生單片機(jī)技能訓(xùn)練，課程組注重校外實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)，與四川儀島電子有限公司、瀘州市聚源電力設(shè)備有限公司等企業(yè)建立了長(zhǎng)期課程合作關(guān)系。帶領(lǐng)學(xué)生到校外實(shí)習(xí)基地進(jìn)行實(shí)習(xí)，在企業(yè)的課程實(shí)習(xí)，使學(xué)生感到了單片機(jī)學(xué)習(xí)的真實(shí)性、現(xiàn)場(chǎng)性，拉近學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容與企業(yè)實(shí)際產(chǎn)品的距離。還聘請(qǐng)機(jī)電、自動(dòng)化行業(yè)專家來(lái)我院擔(dān)任該課程的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)老師。建立“四合、四共”校企合作長(zhǎng)效機(jī)制，共建課程標(biāo)準(zhǔn)和共同開發(fā)教材。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)資源信息全方位、多層次、系統(tǒng)性整合，構(gòu)建了立體化、數(shù)字化、實(shí)時(shí)性的教學(xué)空間，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)課程教學(xué)資源的全面開放，提高課程的教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生的專業(yè)能力、方法能力和社會(huì)能力，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐能力及團(tuán)結(jié)協(xié)作的職業(yè)素養(yǎng)。為高職專業(yè)課程項(xiàng)目化教學(xué)改革和立體化教學(xué)資源建設(shè)提供借鑒，具有推廣示范價(jià)值。

［1］ 許艷惠.“信號(hào)與系統(tǒng)”精品課程立體化教學(xué)資源的建設(shè)［J］.吉林工程技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，25(8):12 －13.

［2］ 張浩宇.建設(shè)立體化教材的思考［J］.出版視野，2006(2):6－7.

［3］ 李庭貴.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)及項(xiàng)目化訓(xùn)練［M］.成都:西南交通大學(xué)出版社，2009.

［4］ 吳興純，趙金燕，楊秀蓮，等.單片機(jī)運(yùn)用系統(tǒng)的軟件抗干擾技術(shù)研究與分析［J］.電子設(shè)計(jì)工程，2011(16):40－43，50.

［5］ 丁易新.PC機(jī)與AVR單片機(jī)之間串行通信的實(shí)現(xiàn)［J］.現(xiàn)代電子技術(shù)，2005，29(12):40 －42.

［6］ 黃海鳳，胡漢春.電磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置的仿真與設(shè)計(jì)［J］.計(jì)算機(jī)仿真，2010(10):367－370.