基于工作過程的高職單片機(jī)C語言教學(xué)設(shè)計(jì)

阮越廣

熟練應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)對(duì)高職應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)類學(xué)生來說是提高就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和就業(yè)水平所必須具備的專業(yè)技能之一，因此單片機(jī)技術(shù)類課程成為相關(guān)專業(yè)學(xué)生最重要的一門專業(yè)技能課。目前，大多數(shù)高職院校都采用51單片機(jī)作為教學(xué)對(duì)象，并且將匯編語言作為編程語言。但是，由于匯編語言語句抽象、理解困難、可讀性差等因素使得教學(xué)效果大打折扣。

另一方面，作為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育課程的通用“C語言程序設(shè)計(jì)”，由于缺乏專業(yè)針對(duì)性且沒有后續(xù)課程支撐，使得學(xué)生對(duì)課程的掌握程度較差。相比匯編語言，C語言具有豐富的庫函數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制算法，編譯效率高。它采用的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)，可讀性、可移植性和可維護(hù)性較好，在目前的單片機(jī)開發(fā)中已得到較為廣泛的應(yīng)用，并且在許多高校的單片機(jī)教學(xué)中也逐步采取了C語言作為編程語言。因此，研究和探索在高職單片機(jī)課程中引入C語言的教學(xué)改革成為大勢(shì)所趨。

一、教學(xué)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)是緊緊圍繞實(shí)現(xiàn)單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)能力的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，為提高學(xué)生應(yīng)用C語言進(jìn)行單片機(jī)開發(fā)的工程實(shí)踐能力。其前導(dǎo)課程為通用的C語言程序設(shè)計(jì)和單片機(jī)基礎(chǔ)課程。在單片機(jī)基礎(chǔ)課程里，應(yīng)掌握單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)、最小應(yīng)用系統(tǒng)、中斷與定時(shí)、系統(tǒng)擴(kuò)展等知識(shí)點(diǎn)，讀懂并能理解例程所涉及的簡單匯編指令。

對(duì)C51知識(shí)點(diǎn)的選取，考慮到其自身特殊性及與通用C語言不同，應(yīng)重點(diǎn)選擇與單片機(jī)應(yīng)用緊密相關(guān)的內(nèi)容，以體現(xiàn)適度、夠用的原則。對(duì)不常使用的知識(shí)點(diǎn)，比如多維數(shù)組、指向指針的指針、鏈表等則不再涉及。確定的主要知識(shí)點(diǎn)有：數(shù)據(jù)（類型、定義等）與運(yùn)算（包括位運(yùn)算）、數(shù)組、函數(shù)、指針、模塊化程序設(shè)計(jì)在51單片機(jī)程序設(shè)計(jì)中的應(yīng)用等。

二、基于工作過程的教學(xué)模式設(shè)計(jì)

所謂工作過程是指在行業(yè)企業(yè)中為完成一件工作任務(wù)并獲得工作成果而進(jìn)行的一個(gè)完整的工作程序。長期以來，高職院校電子類專業(yè)的單片機(jī)課程常常采用理論加實(shí)踐的教學(xué)模式，盡管學(xué)生獲得了必要的專業(yè)知識(shí)和操作技能，但他們?cè)诿鎸?duì)實(shí)際工程問題時(shí)卻不懂得從哪里下手、如何開展工作。實(shí)踐證明，有效的職業(yè)學(xué)習(xí)只能通過實(shí)際工作來實(shí)現(xiàn)，即“做中學(xué)”。這就是目前我國職業(yè)教育課程改革中廣泛推行的工學(xué)結(jié)合課程模式。它的主要教學(xué)形式，就是讓學(xué)生親自經(jīng)歷結(jié)構(gòu)完整的工作過程，并完成一些在所學(xué)專業(yè)（職業(yè)）中最具典型意義的綜合性的工作任務(wù)。

因此，按照工作過程系統(tǒng)化的思路對(duì)單片機(jī)C語言課程進(jìn)行設(shè)計(jì)，就是以工作過程為主線，以工作任務(wù)為中心，按照工作過程的需要來選擇、整合相關(guān)C51的理論知識(shí)與實(shí)踐技能，通過教學(xué)模式的改革、教學(xué)方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施，使得學(xué)生職業(yè)技能不斷得到提升。

（一）遞進(jìn)式學(xué)習(xí)情境的設(shè)計(jì)

基于工作過程的C51教學(xué)模式的開展是以合理的學(xué)習(xí)情境的設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)的。

學(xué)習(xí)情境是基于工作任務(wù)和行動(dòng)過程的背景下，將所要學(xué)習(xí)的知識(shí)與技能以及所應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)要求，進(jìn)行教學(xué)論和方法論的轉(zhuǎn)化后所構(gòu)成的小型主題學(xué)習(xí)單元。因此，每個(gè)學(xué)習(xí)情境的設(shè)計(jì)都應(yīng)選擇具有單片機(jī)C語言典型應(yīng)用意義的工作任務(wù)為載體，根據(jù)所需的職業(yè)能力要求不同設(shè)計(jì)不同難度等級(jí)的學(xué)習(xí)情境，并體現(xiàn)由淺入深、由簡單到復(fù)雜、由局部到系統(tǒng)的遞進(jìn)式提升。

表1是學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)表，表中共設(shè)置了3個(gè)學(xué)習(xí)情境、8個(gè)工作任務(wù)。每一個(gè)任務(wù)都是在前一任務(wù)完成的基礎(chǔ)上進(jìn)行了難度的疊加和深度、廣度的拓展。

（二）基于行動(dòng)導(dǎo)向的教學(xué)過程設(shè)計(jì)

教學(xué)過程的設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)以行動(dòng)為導(dǎo)向的原則，按照一般工作過程“資訊、決策、計(jì)劃、實(shí)施、檢查、評(píng)價(jià)”的六個(gè)步驟來設(shè)計(jì)教學(xué)過程。 下面以學(xué)習(xí)情境3中的工作任務(wù)“直流電機(jī)恒速控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)”為例來設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)的教學(xué)過程，設(shè)計(jì)結(jié)果如表2所示。

三、建立科學(xué)的評(píng)價(jià)體系

科學(xué)、合理的評(píng)價(jià)對(duì)引導(dǎo)學(xué)生改變學(xué)習(xí)方式、提高學(xué)習(xí)興趣、改善學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性具有積極的意義。評(píng)價(jià)是對(duì)學(xué)生的職業(yè)能力以及職業(yè)素養(yǎng)的綜合評(píng)價(jià)，是依據(jù)對(duì)每個(gè)學(xué)習(xí)情境完成情況的評(píng)價(jià)結(jié)果再按一定比例構(gòu)成的。對(duì)每個(gè)學(xué)習(xí)情境的評(píng)價(jià)，需要既重視對(duì)最終結(jié)果的評(píng)價(jià)，更應(yīng)注重對(duì)實(shí)踐能力的檢驗(yàn)，以及對(duì)工作態(tài)度、團(tuán)隊(duì)協(xié)作及表達(dá)能力的檢驗(yàn)。評(píng)價(jià)采取以教師評(píng)價(jià)為主的方式。通過目前的教學(xué)嘗試來看，自我評(píng)價(jià)方式的效果并不理想，這是今后應(yīng)考慮的問題。

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