中職《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程教學(xué)改革與創(chuàng)新探析

黃源華

摘 要：《單片機(jī)原理與應(yīng)用》是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的課程。本文從分析當(dāng)前中職學(xué)?！皢纹瑱C(jī)”課程教學(xué)中存在的不足出發(fā)，提出具體的改革創(chuàng)新方案，以適應(yīng)新形勢下社會對技能性人才培養(yǎng)的需要。

關(guān)鍵詞：中職單片機(jī)原理與應(yīng)用教學(xué)改革與創(chuàng)新

中圖分類號:G71 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(b)-0181-02

從第一塊單片機(jī)問世，經(jīng)過短短幾十年的發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)控制、儀器儀表、家用電器、汽車、辦公自動化和通訊等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。單片機(jī)應(yīng)用在我國有著非常廣闊的應(yīng)用，但相對于世界市場我國的占有率還非常底，還有很大的發(fā)展空間，因此《單片機(jī)原理與應(yīng)用》也就成為了中等職業(yè)學(xué)校機(jī)電、自動化及電子等專業(yè)學(xué)生的必修課。

由于“單片機(jī)”對理論和實(shí)踐的要求都很高，除了抽象的邏輯電路和編程技巧需要學(xué)習(xí)外，具有能夠獨(dú)立動手解決實(shí)際問題的能力也是必要的，而中職學(xué)校的學(xué)生的基礎(chǔ)相對薄弱一些，因此在學(xué)習(xí)“單片機(jī)”課程時(shí)普遍感覺到非常困難。針對這一現(xiàn)象，教師在實(shí)際的“單片機(jī)”教學(xué)中應(yīng)注意教學(xué)方法的改革，同時(shí)要不斷探索新的教學(xué)模式，適應(yīng)中職學(xué)校學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)律。

1現(xiàn)行單片機(jī)課程教學(xué)的不足

1.1 理論與實(shí)踐存在脫節(jié)現(xiàn)象

在以前的“單片機(jī)”教學(xué)中，理論教學(xué)占據(jù)了主要地位。課堂教學(xué)以單片機(jī)的結(jié)構(gòu)為主線，講述單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)、指令、軟件編程、系統(tǒng)的擴(kuò)展和外圍器件的應(yīng)用，然后再相應(yīng)講些簡單實(shí)例。盡管這種教學(xué)方法中的教材結(jié)構(gòu)比較嚴(yán)謹(jǐn)，內(nèi)容比較全面，但是卻存在與實(shí)際需要脫節(jié)的現(xiàn)象，教師過分注重按照教材來組織教學(xué)，且在教學(xué)過程中單純的對單片機(jī)的組成原理講述過多，忽略了實(shí)際應(yīng)用，致使學(xué)生感覺學(xué)習(xí)起來比較枯燥，進(jìn)而失去了學(xué)習(xí)這門課程的興趣。

1.2 教材更新速度限制了知識的傳播

“單片機(jī)”作為一門技術(shù)，對技術(shù)的前沿性和更新要求非常高，尤其是在當(dāng)前這個(gè)技術(shù)發(fā)展迅猛的時(shí)代，其技術(shù)的更新?lián)Q代更是以極快的速度進(jìn)行著。而目前有關(guān)“單片機(jī)”的教材卻多以傳統(tǒng)MCS-51單片機(jī)的講述為主，這就在一定程度上影響到了學(xué)生對單片機(jī)行業(yè)最新發(fā)展動態(tài)的了解。

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備限制了學(xué)生的創(chuàng)造力

實(shí)驗(yàn)箱是各學(xué)?！皢纹瑱C(jī)”實(shí)驗(yàn)中常使用的設(shè)備，這種設(shè)備并不向?qū)W生公開其基本電路原理，只是“傻瓜”式的讓學(xué)生按照定好的步驟將程序錄入計(jì)算機(jī)，待運(yùn)行后查看結(jié)果即可。這樣的實(shí)驗(yàn)過程大大限制了學(xué)生的創(chuàng)造力，不能真正培養(yǎng)學(xué)生的能力。

1.4 考核方式過于片面

以前很多中職學(xué)校對“單片機(jī)”的考核主要還是以筆試為主，對于“單片機(jī)”這種強(qiáng)調(diào)應(yīng)用性的課程，單純的依靠筆試是無法全面、客觀地了解學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況。

2“單片機(jī)”課程教學(xué)的改革與創(chuàng)新方法

2.1 消除對單片機(jī)的認(rèn)識誤區(qū)

由于學(xué)生平時(shí)接觸單片機(jī)及其實(shí)際生產(chǎn)的機(jī)會比較少，且過多接受軟件的使用、高級語言編程等方面的信息，很多學(xué)生片面的認(rèn)為單片機(jī)已經(jīng)過時(shí)，而PC機(jī)或其他高級計(jì)算機(jī)才是當(dāng)今主流。因此，教師要順應(yīng)單片機(jī)的發(fā)展潮流，從實(shí)際出發(fā)，用學(xué)生容易接受的知識體系和講述方式，深入淺出的幫助學(xué)生學(xué)習(xí)全新的《單片機(jī)原理與應(yīng)用》的知識和技能。

2.2 教學(xué)內(nèi)容的改革與創(chuàng)新

課程改革要注意全面推進(jìn)素質(zhì)教育，培養(yǎng)學(xué)生的綜合職業(yè)能力、高新技術(shù)能力和創(chuàng)新能力。

2.2.1 課程內(nèi)容的選取

中職學(xué)校的課程內(nèi)容要按照“夠用、適用、實(shí)用”的基本原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。一般來說，理論教學(xué)部分以“單片機(jī)”的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和匯編語言為主；軟件仿真部分則著重介紹各類開發(fā)工具；硬件仿真及實(shí)物設(shè)計(jì)則可脫離教材，以激發(fā)學(xué)生動手、動腦為主設(shè)計(jì)一些與實(shí)際相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。

2.2.2 及時(shí)更新課程內(nèi)容

隨著計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展，單片機(jī)及其技術(shù)也在不斷發(fā)展，中等職業(yè)學(xué)校希望在技術(shù)上與行業(yè)保持同步，就需要根據(jù)當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展，及時(shí)將近期工程應(yīng)用中所涉及到的最新成果補(bǔ)充到教材中，或以項(xiàng)目的形式引入課堂。

將單片機(jī)產(chǎn)業(yè)的最新發(fā)展注入教學(xué)，讓學(xué)生熟悉當(dāng)前主流單片機(jī)的品種、型號和價(jià)格，以及了解選擇和購買器件的方式，這樣可以使學(xué)生更加容易進(jìn)入單片機(jī)的開發(fā)行列。

2.2.3 編寫具有專業(yè)特點(diǎn)講義

傳統(tǒng)教材比較注重編寫技巧、程序設(shè)計(jì)，但是如果不結(jié)合硬件，那么學(xué)生將很難掌握重點(diǎn)知識。因此，講義要從實(shí)戰(zhàn)出發(fā)來設(shè)計(jì)和完善那些與實(shí)際緊密聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，在理解硬件原理的基礎(chǔ)上充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，并讓學(xué)生能獨(dú)立完成接口器件的選擇、編程的思路和軟件程序的調(diào)試等，從而深刻地了解單片機(jī)的運(yùn)行原理。

2.2.4 利用網(wǎng)絡(luò)資源豐富教學(xué)內(nèi)容

當(dāng)今社會發(fā)展日新月異，特別電子信息技術(shù)，新知識、新技術(shù)層出不窮。學(xué)生在今后從業(yè)中要想有較大發(fā)展就需要有較強(qiáng)的獲取信息和整理信息的能力。授人以魚，不如授人以漁，因此在平時(shí)的教學(xué)中不僅要教給學(xué)生專業(yè)知識和技能，還要教會他們?nèi)绾巫詫W(xué)專業(yè)知識和技能，必須培養(yǎng)學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料和整理資料的能力，如今查閱文獻(xiàn)資料最便捷途徑就是通過網(wǎng)絡(luò)查閱。網(wǎng)絡(luò)資源豐富，并且更新快，但多而雜，良莠不齊，所以要培養(yǎng)學(xué)生篩選整理資料的能力。另外可以豐富教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。

2.3 豐富教學(xué)方式來提高教學(xué)效率

2.3.1 應(yīng)用教學(xué)軟件

針對目前學(xué)生的認(rèn)知體系和認(rèn)知規(guī)律，傳統(tǒng)教學(xué)方式已無法滿足當(dāng)今的教學(xué)要求。隨著多媒體技術(shù)的出現(xiàn)，并將其用于單片機(jī)的教學(xué)中，使教學(xué)效率大幅度得到提高。

單片機(jī)中設(shè)計(jì)的電路圖、邏輯圖、時(shí)序圖，若采用傳統(tǒng)方式則費(fèi)時(shí)費(fèi)力不規(guī)范。采用軟件教學(xué)，老師可通過多媒體的演示，將文字，圖像和聲音顯示在屏幕上，激發(fā)學(xué)生的興趣，從而增加學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，而且省時(shí)省力。

根據(jù)教學(xué)需要，目前出現(xiàn)很多仿真教學(xué)軟件，如Keilc51是一個(gè)比較不錯(cuò)的單片機(jī)開發(fā)仿真軟件。通過單步執(zhí)行，可以了解到寄存器和定時(shí)器的變化。此外，還可以教學(xué)生一些必要的調(diào)試手段，增強(qiáng)他們自主分析和解決問題的能力。

2.3.2 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是單片機(jī)課程的重要組成部分，本著逐步引導(dǎo)、循環(huán)上升的原則，對單片機(jī)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行優(yōu)化，例如：用仿真軟件學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)內(nèi)容；自行制作開放式實(shí)驗(yàn)板，讓學(xué)生自行將編好的程序下載到單片機(jī)里；進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，鍛煉學(xué)生實(shí)際應(yīng)用設(shè)計(jì)能力。

2.4 加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)在教學(xué)中的比重

由于這門課程的實(shí)踐性非常強(qiáng)，因此需要加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。

2.4.1 實(shí)驗(yàn)角色的轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)教學(xué)模式主要以教師為主，學(xué)生要在教師的指揮下學(xué)習(xí)理論知識，開展各種簡單實(shí)驗(yàn)。進(jìn)行教學(xué)改革后，要求進(jìn)行角色轉(zhuǎn)變，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中占主體地位，老師則起監(jiān)督、指導(dǎo)的作用。

在每次試驗(yàn)進(jìn)行之前，老師只需給出項(xiàng)目，說明整體設(shè)計(jì)思路，并給學(xué)生一些提示。學(xué)生根據(jù)自己的理解慢慢摸索并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，自己決定采用何種方案、如何選擇并組建器材、怎樣實(shí)現(xiàn)編程等。這樣能調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，提高獨(dú)立學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，最重要的是能引導(dǎo)他們進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

2.4.2 將設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)納入教學(xué)中

傳統(tǒng)單片機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)主要是對課堂理論知識的驗(yàn)證，將理論知識應(yīng)用于實(shí)際問題的實(shí)驗(yàn)基本沒有，而“單片機(jī)”又是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，需要學(xué)生具有實(shí)際動手解決問題的能力。因此，在實(shí)際教學(xué)中，我們可以適當(dāng)?shù)貙⒃O(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)納入到“單片機(jī)”課堂教學(xué)中。由于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)一般來源于實(shí)際生活，沒有現(xiàn)成的模式，需要學(xué)生獨(dú)立動手完成軟硬件的設(shè)計(jì)，并分析解決實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題。在這個(gè)過程中，不僅學(xué)生的基本理論知識進(jìn)一步加深了，同時(shí)對提高學(xué)生的自主創(chuàng)新能力也非常有益。

2.4.3 提供全面開放的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室

全面開放的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室是保證設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)正常實(shí)施的前提。在實(shí)驗(yàn)室中，學(xué)生除了在課堂內(nèi)對基本技能的熟練掌握外，還可以利用課外時(shí)間通過實(shí)際的動手操作更多的項(xiàng)目，這樣更有利于學(xué)生獨(dú)立意識和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。

2.5 制定以應(yīng)用能力為主的評價(jià)方式

采用科學(xué)評價(jià)方式準(zhǔn)確評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況是改進(jìn)教學(xué)工作的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)評價(jià)方式是閉卷考試和簡單的實(shí)驗(yàn)操作考查。閉卷考試雖然嚴(yán)格客觀，且在較大程度上考察了學(xué)生對知識點(diǎn)的記憶能力，實(shí)驗(yàn)操作能考查學(xué)生的基本技能，但難于考查學(xué)生的思維能力、分析能力和創(chuàng)造能力。因此，需要運(yùn)用多種評價(jià)方式來評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

2.5.1 多種評價(jià)方式的綜合應(yīng)用

為了更全面地考查學(xué)生的綜合能力，可以將筆試、項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)以及實(shí)際操作等多種考核形式結(jié)合起來。通過筆試了解學(xué)生對“單片機(jī)”基礎(chǔ)知識的掌握程度；通過項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)了解學(xué)生分析問題、解決問題以及語言表達(dá)的能力；通過實(shí)際操作則能夠了解學(xué)生實(shí)際操作的能力。

在具體實(shí)際教學(xué)中，可以將傳統(tǒng)的閉卷考試改為開卷考試，項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)可以與答辯相結(jié)合，實(shí)際操作與作品展示相結(jié)合。這樣能夠全面地考查學(xué)生的對基本知識應(yīng)用能力、動手能力、分析和解決問題能力、創(chuàng)新能力以及語言表達(dá)能力。另外，作品展示還可以讓學(xué)生參與互評，使評價(jià)更加客觀，同時(shí)學(xué)生互評的過程也是一個(gè)相互學(xué)習(xí)的過程。

2.5.2 注重對應(yīng)用能力的考核

隨著教學(xué)改革的深入開展，根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)?shù)恼{(diào)整對學(xué)生能力考核的方向也是非常有必要的。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)作為“單片機(jī)”課程實(shí)踐教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是對學(xué)生綜合能力訓(xùn)練的關(guān)鍵所在。因此在制定新的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可以將應(yīng)用能力的測試作為一個(gè)重要的內(nèi)容，如給學(xué)生一個(gè)項(xiàng)目，要求其設(shè)計(jì)方案，用單片機(jī)來控制任務(wù)的完成，并將設(shè)計(jì)及運(yùn)行中出現(xiàn)的問題記錄下來，提出具體的解決方法。我們則可以從其設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的技術(shù)含量、可行性、可靠性、可擴(kuò)展性、可兼容性、可推廣度等幾個(gè)方面對其進(jìn)行評價(jià)。這種評價(jià)方式充分體現(xiàn)了“學(xué)以致用”的原則，有利于培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力以及敏銳的專業(yè)洞察力。

3結(jié)語

中職《單片機(jī)原理與應(yīng)用》作為一門與實(shí)際應(yīng)用關(guān)聯(lián)性很強(qiáng)的課程，由于單片機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，需要教師在教學(xué)過程中很好地將理論與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來，找出現(xiàn)行教學(xué)方法中存在的弊端，努力探索新的教學(xué)改革方法，提高該門課程的教學(xué)質(zhì)量。盡管上述內(nèi)容中已經(jīng)針對現(xiàn)行教學(xué)中存在的不足提出了教學(xué)改革與創(chuàng)新方法，并在實(shí)際的教學(xué)過程中取得了一定的效果，但其全面性還有待通過教學(xué)實(shí)踐進(jìn)一步驗(yàn)證。

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