嵌入式專業(yè)單片機原理與應(yīng)用設(shè)計課程的構(gòu)建方案

摘要：嵌入式專業(yè)是一門綜合性較強的專業(yè)，其專業(yè)領(lǐng)域涉及軍事、工業(yè)分析、工業(yè)測控、汽車電子與消費類電子、計算機與電子技術(shù)通信、工業(yè)自動化、現(xiàn)代智能產(chǎn)品等多個領(lǐng)域，其研究方向從廣義上說包括軟件和硬件兩個方向，一般情況下在基礎(chǔ)教育中，兩個方面的內(nèi)容都是缺一不可的，而單片機是一門軟硬件結(jié)合的基礎(chǔ)課程，因此在嵌入式的學習中，學習單片機課程的必要的，從專業(yè)地位上說單片機課程起這舉足輕重的作用。那么如果在嵌入式專業(yè)中合理的構(gòu)建單片機原理與應(yīng)用設(shè)計課程呢，怎樣才能發(fā)揮它在專業(yè)中的最大作用呢，我們經(jīng)過研究設(shè)計并開發(fā)了其課程構(gòu)建的方案。

關(guān)鍵詞：單片機原理與應(yīng)用設(shè)計；嵌入式；課程

中圖分類號：TP3-4 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 （2012） 18-0000-02

嵌入式專業(yè)是一門綜合性較強的專業(yè)，其專業(yè)領(lǐng)域涉及軍事、工業(yè)分析、工業(yè)測控、汽車電子與消費類電子、計算機與電子技術(shù)通信、工業(yè)自動化、現(xiàn)代智能產(chǎn)品等多個領(lǐng)域，其研究方向從廣義上說包括軟件和硬件兩個方向，一般情況下在基礎(chǔ)教育中，兩個方面的內(nèi)容都是缺一不可的，而單片機是一門軟硬件結(jié)合的基礎(chǔ)課程，因此在嵌入式的學習中，學習單片機課程的必要的，從專業(yè)地位上說單片機課程起這舉足輕重的作用。那么如果在嵌入式專業(yè)中合理的構(gòu)建單片機原理與應(yīng)用設(shè)計課程呢，怎樣才能發(fā)揮它在專業(yè)中的最大作用呢，我們經(jīng)過研究設(shè)計并開發(fā)了其課程構(gòu)建的方案。

1 確立好課程在專業(yè)中的性質(zhì)及作用

課程性質(zhì)決定了課程在專業(yè)中的教學方向，課程作用決定了課程在專業(yè)中的地位及重要性。就嵌入式專業(yè)而言，我們認為嵌入式專業(yè)主要是培養(yǎng)具備嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計能力、嵌入式系統(tǒng)測試與維護能力的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)、產(chǎn)品測試、技術(shù)支持等方面的高素質(zhì)技能型專門人才。其構(gòu)成的專業(yè)崗位群包括嵌入式系統(tǒng)開發(fā)崗位、嵌入式軟件開發(fā)崗位、嵌入式系統(tǒng)檢測維護崗位。在通過對嵌入式專業(yè)職業(yè)崗位群的分析中，我們發(fā)現(xiàn)這些職業(yè)崗位中都離不開單片機的身影，因此在針對專業(yè)的人才需求分析和任職要求分析及職業(yè)能力分析后，我們確定單片機原理與應(yīng)用設(shè)計課程是嵌入式系統(tǒng)開發(fā)等課程的前修課程，是必須學習的初級入門課程。

2 基于自身專業(yè)需求確立課程設(shè)計的理念與建設(shè)思路

課程設(shè)計的理念是一門課程從開發(fā)到實施的精髓，課程設(shè)計理念的好壞決定了實施教學的效果，因此在構(gòu)建課程之初，首要任務(wù)就是確立課程的設(shè)計理念。就目前高職高專院校而言，與企業(yè)接軌式教育已經(jīng)逐漸獲得肯定；嵌入式專業(yè)在人才培養(yǎng)的過程中，由于其涉及領(lǐng)域及產(chǎn)品較復(fù)雜，因此更應(yīng)該采用校企合作的形式構(gòu)建，以利于學生對專業(yè)崗位就業(yè)的認知需求?；谶@個理念，我們在課程的開發(fā)方面，采用了按照企業(yè)工作過程進行構(gòu)建。將構(gòu)建過程分為行動領(lǐng)域、學習領(lǐng)域、實施領(lǐng)域和評價領(lǐng)域四個方面，在進行大量企業(yè)分析調(diào)查的前提下，對課程開發(fā)、教學內(nèi)容、教學過程、考核評價進行設(shè)計，在經(jīng)過多年的教學中，總結(jié)出四個構(gòu)建該課程的思路：

2.1 工作過程為導(dǎo)向，以項目開發(fā)為載體，校企共建課程。在建設(shè)過程中，從職業(yè)崗位分析出發(fā)、通過對企業(yè)工作任務(wù)分析、工作過程分析，從中選取典型工作任務(wù)構(gòu)建教學項目，從教學項目開發(fā)到教學任務(wù)設(shè)計、教學過程設(shè)計，再到職業(yè)能力評價，最終完成由工到學、由學到評的工學結(jié)合的課程體系開發(fā)過程。

2.2 以職業(yè)崗位需求出發(fā)，以單片機為主線，采用C語言編程。據(jù)來自2010-2011年度華清遠見的調(diào)查統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，在嵌入式產(chǎn)品研發(fā)的軟件開發(fā)語言的使用上，C語言作為嵌入式開發(fā)最經(jīng)常使用的語言的地位無容置疑，所占比例高達67%，C++所占比例為15%，位居第二，Java所占比例為8%，位居第三。其他開發(fā)語言均占據(jù)了較少的比例。從這組數(shù)據(jù)可以看出，嵌入式開發(fā)目前主要使用的還是C語言，無論是在傳統(tǒng)的工業(yè)控制領(lǐng)域、通信領(lǐng)域，還是迅猛發(fā)展的消費電子，安防控制、信息家電等領(lǐng)域，C語言均是首選。因此單片機課程選擇C語言作為開發(fā)語言更能夠適應(yīng)職業(yè)崗位發(fā)展需求的重要改革。

2.3 以職業(yè)崗位需求為目標，構(gòu)建具有針對性、擴展性和系統(tǒng)性課程體系。以典型工作任務(wù)為載體，選取具有相對獨立的的典型工作任務(wù)設(shè)置教學項目，針對每個教學項目具體能力培養(yǎng)目標，精心選取工作任務(wù)，每個任務(wù)既相對獨立，又與前后任務(wù)之間保持密切聯(lián)系，同時后一個任務(wù)也是在前一個任務(wù)基礎(chǔ)上進行功能擴展而實現(xiàn)的，通過這種構(gòu)建方式，使訓練內(nèi)容由點到線，由線到面，充分體現(xiàn)技能訓練的針對性、擴展性、綜合性和系統(tǒng)性。

2.4 理實一體化教學。在教學方法上，理實一體化打破傳統(tǒng)的理論教學與實踐教學想脫離的現(xiàn)象，轉(zhuǎn)變?yōu)椤斑厡W邊做，學中有做，做中有學”的理論教學和實踐教學相融合的教學方式，在教學過程中以學生為學習主體，以培養(yǎng)學生專業(yè)能力、方法能力、社會能力為核心，實現(xiàn)一體化課堂。注重培養(yǎng)學生可持續(xù)發(fā)展的能力。

3 有針對性的設(shè)計教學內(nèi)容

有針對性地學習才能使知識學有所有，才能使學生感到學習內(nèi)容具體明確，因此在構(gòu)建課程中，教學內(nèi)容要具有針對性，針對哪個崗位、應(yīng)用哪個知識點、掌握哪項技能都要明確，分析認真研究。就嵌入式專業(yè)而言，本課程所需的教學內(nèi)容為單片機芯片、單片機最小系統(tǒng)、基本I/O端口程序設(shè)計、中斷系統(tǒng)、定時計數(shù)器、串口應(yīng)用、單片機系統(tǒng)擴展、數(shù)模轉(zhuǎn)換接口設(shè)計、單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計共8個學習項目。其內(nèi)容培養(yǎng)的針對性主要包括硬件方面，軟件方面及檢測與維修方面，教學內(nèi)容在不同教學環(huán)節(jié)中要體現(xiàn)各對應(yīng)崗位的需要。

4 針對教學內(nèi)容組織并安排合理的教學活動

教學中，教師可以通過項目分析、任務(wù)牽引的方式，激發(fā)學生學習興趣，組織學生深入了解行業(yè)中應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)，引導(dǎo)學生自主學習相關(guān)知識，并利用網(wǎng)絡(luò)資源、相關(guān)教學文件、課程網(wǎng)站等教學資源輔助學生進行資料的查閱和收集，以小組討論及角色扮演的手段分配工作任務(wù)，最終通過教師對重點難點疑點的講解及學生實踐操作的結(jié)果，完成整個教學環(huán)節(jié)。

課程內(nèi)容安排上按照單片機最小系統(tǒng)、單片機內(nèi)部資源使用和接口電路的設(shè)計、單片機技術(shù)解決實際問題的方法這三個學習方向組織教學，每個學習方向又分為若干項目模塊，每個項目模塊又可細分為若干個學習任務(wù)。其具體制訂原則符合以下要求：

項目選擇的原則：項目選擇我們采用“以主線帶動次線”的原則。這里主線指的是典型的企業(yè)工作項目，比如說如何讓燈閃爍，比如說如何讓數(shù)碼管顯示，這些就涉及到單片機最基本的芯片問題及最小系統(tǒng)問題。次線就是需要學生掌握的知識點，就是學生解決問題的方法，這些方法主要包括指令如何操作、數(shù)據(jù)如何存儲、運算如何實現(xiàn)、鍵盤如何控制、時間如何定時或延時、意外如何處理等。

任務(wù)分解原則：任務(wù)的安排由簡到難，技能與知識之間要有承接，要符合學生認識規(guī)律。比如說在芯片的講解中可以聯(lián)系到對外的I/O引腳，在最小系統(tǒng)中讓燈閃爍的任務(wù)中又可以延伸出單燈、8燈、流水燈、LED陣列等多種方式的閃爍及調(diào)用任務(wù)；在讓數(shù)碼管顯示的任務(wù)中，又可以延伸出單數(shù)碼管，多數(shù)碼管（同時或遞進亮滅），數(shù)字累計計數(shù)、電子表實現(xiàn)等多個任務(wù)。因此在任務(wù)中以簡單任務(wù)為出發(fā)，逐次深入是我們選擇任務(wù)的出發(fā)點。

5 設(shè)計合理的考核評價制度激勵學生自助學習

良好的考核評價制度是良好教學效果的促進劑，它能夠通過不同環(huán)節(jié)的考核督促學生的自助學習，能夠在教學過程中檢驗教學效果，并根據(jù)教學效果及學生狀況及時調(diào)整教學方向，因此考核評價環(huán)節(jié)在課程的構(gòu)建中必不可少，十分重要。在教學中，我們將只重視結(jié)果的考核方式轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅剡^程的考核方式，采用多手段過程考核方法。如將考核分為平時成績考核、課堂項目制作考核、期末理論與操作考核等，也可更進一步的細化，總之以達到督促學習、提高學習效果為最終目的。

[作者簡介]于薇（1980.3-），籍貫：遼寧莊河，學歷：碩士，職稱：講師，研究方向：嵌入式方向。