基于“學(xué)生為主，教師為輔”的單片機(jī)高職教學(xué)方法探索

摘要：針對傳統(tǒng)單片機(jī)課程教學(xué)中存在的問題，以及企業(yè)對高職高專學(xué)生提出的崗位要求，提出了以“學(xué)生為主、老師為輔”的，將啟發(fā)式教學(xué)和項(xiàng)目教學(xué)法相結(jié)合的教學(xué)方法，并用于在高職高專單片機(jī)課程教學(xué)中的探索和應(yīng)用實(shí)踐。通過教學(xué)實(shí)踐結(jié)果表明：啟發(fā)式教學(xué)法使學(xué)生能夠更好的理解課程中所使用到的理論基礎(chǔ)，同時(shí)項(xiàng)目制作極大地激發(fā)了高職生的學(xué)習(xí)積極性，有效促進(jìn)了單片機(jī)工程開發(fā)實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，整體教學(xué)質(zhì)量得到很大改善。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；高職教育；項(xiàng)目教學(xué)；啟發(fā)式教學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9599 （2012） 17-0000-02

1 引言

廣西位于我國西部，根據(jù)我國發(fā)展西部的策略及廣西北部灣經(jīng)濟(jì)發(fā)展的相關(guān)規(guī)劃，廣西已經(jīng)具備承接電子信息制造業(yè)轉(zhuǎn)移的條件，電子信息產(chǎn)業(yè)有很大的發(fā)展空間。電子信息專業(yè)加工制造產(chǎn)業(yè)群缺少一支數(shù)量較多、素質(zhì)較高的人才，特別是電子設(shè)計(jì)的高級人才。廣西主攻電子信息的高校每年能培養(yǎng)的電子信息方向的人才不足6000人，不能滿足市場人才缺口。電子技術(shù)的高技能人才仍有很大的就業(yè)前景。單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程是培養(yǎng)高素質(zhì)電子設(shè)計(jì)人才的基礎(chǔ)。

電子信息工程專業(yè)的學(xué)生主要從事電子高新企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)、調(diào)試、生產(chǎn)、檢測等。單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)這門課主要培養(yǎng)學(xué)生利用單片機(jī)從事簡單電子產(chǎn)品的開發(fā)、調(diào)試等。因此，電子信息產(chǎn)業(yè)相關(guān)企業(yè)對于電子技術(shù)的高技能人才可能會有以下要求：

要求能夠理解并且掌握單片機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，了解一些常見單片機(jī)和外圍器件的引腳功能。

具有一定的電路布線基本知識，可以看懂典型單片機(jī)外圍電路圖，明白串口等各種通信技術(shù)的電路連接規(guī)范，能夠有一定的硬件調(diào)試能力。

掌握單片機(jī)的指令操作系統(tǒng)，懂得用中斷、定時(shí)器實(shí)現(xiàn)特定功能，看得懂單片機(jī)軟件流程圖，并根據(jù)其調(diào)試程序。

具備將單片機(jī)軟件和硬件進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試的能力。

2 單片機(jī)教學(xué)中存在的問題及解決方案

2.1 單片機(jī)教學(xué)中存在的問題。想要能夠在高新電子企業(yè)里進(jìn)行產(chǎn)品的研發(fā)、調(diào)試、生產(chǎn)和檢測，就必須對使用單片機(jī)開發(fā)的產(chǎn)品的基本流程和工藝有一定深入的了解，這就要求學(xué)生從單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)，到其最小系統(tǒng)的擴(kuò)展及外圍各種器件的應(yīng)用，然后進(jìn)一步到單片機(jī)的指令系統(tǒng)以及軟件的編寫都有清晰的了解和認(rèn)識。但是在傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)中，往往會出現(xiàn)以下幾項(xiàng)問題：

（1）單片機(jī)外圍電路的設(shè)計(jì)，是基于其他幾門基礎(chǔ)課如電路、模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)，針對這幾門課，高職學(xué)生的學(xué)習(xí)相對更注重于實(shí)踐，因此開設(shè)的課時(shí)比較有限，課程的深度就相對較淺，這就給學(xué)生留下了復(fù)雜難懂的印象，使其缺乏學(xué)習(xí)積極性。

（2）單片機(jī)的指令系統(tǒng)，在傳統(tǒng)教學(xué)中，往往是使用的是匯編語言，其在時(shí)序和邏輯上不是太容易讓學(xué)生理解，可讀性差，在編程調(diào)試的時(shí)候，讓學(xué)生容易有挫敗感。

（3）單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)平臺都是以實(shí)驗(yàn)箱為主，而且實(shí)驗(yàn)往往都是屬于驗(yàn)證性的，沒有讓學(xué)生有工程開發(fā)的概念，沒能從一個(gè)產(chǎn)品開發(fā)的角度去進(jìn)行思考；同時(shí)在軟件設(shè)計(jì)時(shí)，也不注意畫流程圖，進(jìn)而在調(diào)試的過程中也不會分析問題和解決問題。

2.2 有針對性的解決方案。如何解決傳統(tǒng)單片機(jī)教學(xué)中容易產(chǎn)生的問題，使高職學(xué)生能夠掌握過硬的單片機(jī)實(shí)際應(yīng)用的能力呢？通過教學(xué)中的實(shí)踐表明：基于以“學(xué)生為主，老師為輔”將啟發(fā)式教學(xué)與項(xiàng)目教學(xué)法相結(jié)合的教學(xué)方法運(yùn)用到單片機(jī)課程教學(xué)中；其中啟發(fā)式教學(xué)法有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，通過發(fā)揮主觀能動性的驅(qū)動去學(xué)好單片，同時(shí)運(yùn)用項(xiàng)目教學(xué)法，使同學(xué)們在實(shí)踐中出真知，掌握工程項(xiàng)目的一系列開發(fā)流程，真正的達(dá)到和完成職業(yè)教育的目標(biāo)。

啟發(fā)式教學(xué)方法就是以學(xué)生為中心，有效地激發(fā)學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)主動性。啟發(fā)式教學(xué)方法滲透在我們教學(xué)活動的各個(gè)方面，被譽(yù)為教學(xué)方法的靈魂。啟發(fā)式教學(xué)要求教師善于引導(dǎo)轉(zhuǎn)化，運(yùn)用一定的手段和方法，把書本知識轉(zhuǎn)化為學(xué)生的具體知識，其教學(xué)實(shí)質(zhì)不是“授之以魚”，而是“授之以漁”教師在授課過程中應(yīng)逐步通過一些感性的表達(dá)方式，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)想去，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生掌握解決問題的方式方法，讓學(xué)生直接參與到教學(xué)中，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中有成就感，把填鴨式教學(xué)變成學(xué)生積極主動地去尋找知識，獨(dú)立鉆研啟發(fā)式教學(xué)的形式是積極設(shè)問并引導(dǎo)學(xué)生自己去思考，對思考方式只是進(jìn)行點(diǎn)撥和引導(dǎo)，鼓勵學(xué)生對于問題大膽猜測想象和聯(lián)想，而不是簡單地問答，培養(yǎng)學(xué)生深入思考和獨(dú)立鉆研的能力。

項(xiàng)目教學(xué)法是師生通過共同實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目而進(jìn)行的教學(xué)活動。學(xué)生通過項(xiàng)目的完成，不但可以學(xué)習(xí)知識，提高工作中與其他同學(xué)協(xié)調(diào)合作的能力，還可以充分發(fā)掘他們的創(chuàng)造潛能，并促使其在動手能力等方面不斷提高項(xiàng)目教學(xué)法在整個(gè)教學(xué)過程中既發(fā)揮了教師的主導(dǎo)作用又體現(xiàn)了學(xué)生的主體作用，充分地展示現(xiàn)代職業(yè)教育以能力為本的價(jià)值取向，使課堂教學(xué)的質(zhì)量和效益得到更大幅度的提高。

因此，對于傳統(tǒng)教學(xué)方法的改革勢在必行，使得現(xiàn)今職業(yè)教育能夠更好的完成從理論知識到職業(yè)能力的轉(zhuǎn)化。

3 教學(xué)方法的改革

針對以上提到的傳統(tǒng)單片機(jī)教學(xué)中所存在的一些問題，以及提出的解決方案；為了更好的將其落實(shí)到實(shí)際的高職單片機(jī)教學(xué)中，進(jìn)行教學(xué)模式的改革是勢在必行的；將啟發(fā)式教學(xué)法與項(xiàng)目教學(xué)法相結(jié)合，運(yùn)用到實(shí)際教學(xué)中，是學(xué)生提高學(xué)習(xí)的興趣和目的性，并能夠有效的將所學(xué)知識轉(zhuǎn)化為實(shí)際的職業(yè)技能。

3.1 提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。俗話說：“興趣是最好的老師”。在進(jìn)行課程介紹的時(shí)候，老師不僅僅要用PPT將單片機(jī)的各種實(shí)際中的應(yīng)用實(shí)例圖文并茂的展示出來，讓學(xué)生對單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域有個(gè)感性的認(rèn)識。同時(shí)還要結(jié)合一些有趣的實(shí)物，如“旋轉(zhuǎn)LED顯示屏”、“電子語音萬年歷”等由單片機(jī)制作的實(shí)物帶到同學(xué)們面前，結(jié)合實(shí)物，聲情并茂的將單片機(jī)的工作原理及應(yīng)用范圍，引導(dǎo)學(xué)生對這門課產(chǎn)生興趣，進(jìn)而想學(xué)習(xí)并且學(xué)好這門課。

3.2 在教學(xué)模式上進(jìn)行創(chuàng)新。1）“邊講邊做”。把課堂“搬進(jìn)”實(shí)驗(yàn)室，在講授理論的過程中，學(xué)生可現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)并消化。2）“項(xiàng)目切割教學(xué)”。將復(fù)雜、貼近生活、有趣的項(xiàng)目切割成幾個(gè)子模塊，并有順序、有目的、由淺入深的講授，最后組合成一個(gè)完整的項(xiàng)目。3）“自主發(fā)揮創(chuàng)新”。學(xué)生可根據(jù)自己的邏輯思維設(shè)計(jì)電路和編程；也可使用軟件平臺進(jìn)行仿真驗(yàn)證，節(jié)省開發(fā)時(shí)間。4）“生產(chǎn)線體驗(yàn)”。與電子生產(chǎn)廠家聯(lián)合，互助雙贏！學(xué)生可到生產(chǎn)線參觀學(xué)習(xí)、實(shí)習(xí)等。學(xué)?？筛鶕?jù)廠家的要求對其產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)。

3.3 將教學(xué)方法運(yùn)用到實(shí)際教學(xué)中。1）啟發(fā)式教學(xué)。對于課堂上所涉及到的程序、電路可事先設(shè)計(jì)好，并用實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行演示。此種教學(xué)方式在感性的層面上的驗(yàn)證理論知識的同時(shí)，又可很好的增加課堂氣氛，啟發(fā)學(xué)生將理論知識和實(shí)際相結(jié)合。甚至作品、題目可由學(xué)生提出，而老師根據(jù)學(xué)生思路、愛好把電路系統(tǒng)和程序設(shè)計(jì)出來，引導(dǎo)學(xué)生的開發(fā)工程項(xiàng)目的意識，同時(shí)也進(jìn)一步增加師生的交流、提高互動性。2）項(xiàng)目教學(xué)。將難度比較大的項(xiàng)目根據(jù)教學(xué)內(nèi)容分成幾個(gè)小模塊，根據(jù)每塊知識組成結(jié)構(gòu)不同的特點(diǎn)，分時(shí)、分難度有計(jì)劃的講授。同時(shí)，也可將學(xué)生分組對項(xiàng)目進(jìn)行分模塊研究，根據(jù)每個(gè)學(xué)生的不同情況，讓其從已掌握部分來研究還未熟悉的模塊，逐一擊破各個(gè)難題，從而克服學(xué)生不敢動手、不想動手的問題。

在逐一問題都得到解決后，學(xué)生學(xué)習(xí)的信心將會得到很大的激勵；在這樣的基礎(chǔ)上，再讓其去完成更多的項(xiàng)目；這樣幾個(gè)任務(wù)下來，學(xué)生將可以熟練掌握單片機(jī)項(xiàng)目的整個(gè)開發(fā)流程，其中的知識點(diǎn)也能夠全部掌握了。

在項(xiàng)目教學(xué)法具體實(shí)施過程中又可以分為以下幾個(gè)步驟：

（1）教師進(jìn)行項(xiàng)目的分割。在進(jìn)行項(xiàng)目教學(xué)法時(shí)，首先教師要通過實(shí)物展示的形式，將要實(shí)現(xiàn)的幾個(gè)項(xiàng)目通過實(shí)物的形式展示在大家面前，給學(xué)生們以感性的認(rèn)識。根據(jù)項(xiàng)目中各個(gè)模塊知識點(diǎn)的不同，對項(xiàng)目進(jìn)行分塊，并針對每個(gè)子模塊塊的知識點(diǎn)進(jìn)行講解，啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行思考，培養(yǎng)學(xué)生針對性的進(jìn)行分析問題和解決問題的能力，使學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R的知識點(diǎn)和項(xiàng)目的模塊一一對應(yīng)，進(jìn)而能夠完整的掌握整套的理論基礎(chǔ)知識。

（2）計(jì)劃的制定和實(shí)施。通過老師對于知識點(diǎn)和各個(gè)子模塊一一對應(yīng)的講解，學(xué)生們分組完成項(xiàng)目。通過分工，每個(gè)學(xué)生負(fù)責(zé)一個(gè)子模塊，每個(gè)學(xué)生要寫出其完成該子模塊的計(jì)劃和步驟，在經(jīng)過教師檢查并同意后予以實(shí)施。

（3）項(xiàng)目的監(jiān)督和評估。在項(xiàng)目實(shí)施的過程中，難免出現(xiàn)學(xué)生知識理解不透徹，出現(xiàn)方向性錯(cuò)誤的問題。針對這樣的情況，教師要發(fā)揮其指導(dǎo)和監(jiān)督的作用，在監(jiān)督項(xiàng)目按預(yù)定計(jì)劃實(shí)施的同時(shí)，還要有小問題單一輔導(dǎo)，共性問題集中講解的教學(xué)手段，引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生，分析問題和解決問題的能力。在遇到問題時(shí)，首先是引導(dǎo)學(xué)生問題的著手點(diǎn)在哪，讓其逐一檢查，發(fā)現(xiàn)問題，并解決問題；讓出現(xiàn)的問題從教師解決，教師提示學(xué)生解決到學(xué)生自主分析并解決的這樣一個(gè)過程，充分體現(xiàn)了“學(xué)生為主，教師為輔”的教學(xué)理念。

在項(xiàng)目完成之后，教師要根據(jù)項(xiàng)目的完成情況，和學(xué)生遇到問題后解決的效果來進(jìn)行評估。教師對于學(xué)生成績的評定分兩部分，一部分是學(xué)生的平時(shí)成績，主要考察的是學(xué)生在遇到問題后，解決問題的思路與方法是否得當(dāng)，在教師引導(dǎo)后，是否能夠自己自主的完成問題的分析和解決；另一部分是項(xiàng)目的綜合評定，這部分主要考察的是學(xué)生完成項(xiàng)目時(shí)候的工程意識，要求每個(gè)項(xiàng)目小組進(jìn)行項(xiàng)目答辯，匯報(bào)他們在完成項(xiàng)目過程中計(jì)劃完成的過程和收獲的經(jīng)驗(yàn)，并進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)共享，培養(yǎng)其團(tuán)隊(duì)合作能力和語言表達(dá)能力。

（4）根據(jù)學(xué)生實(shí)習(xí)企業(yè)的反饋和需要不斷調(diào)整教學(xué)大綱。隨著單片機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，同時(shí)市場對于產(chǎn)品的需求也在不斷的變化，對于產(chǎn)品中單片機(jī)的應(yīng)用也在不斷的變革，而市場的需求就是企業(yè)的需求，因此我們培養(yǎng)學(xué)生也要能夠勝任這樣的需求。基于這樣的原因，我們也要根據(jù)市場需求的變化適時(shí)的調(diào)整我們的教學(xué)大綱，按需培養(yǎng)，同時(shí)也讓學(xué)生能有更好的就業(yè)前景。

4 改革所獲得的成效

經(jīng)過一段時(shí)間的試點(diǎn)性課程改革、探索與實(shí)踐，基于啟發(fā)式教學(xué)和項(xiàng)目教學(xué)法相結(jié)合的教學(xué)模式在單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)中得到了成功的運(yùn)用，取得了不錯(cuò)的效果。其主要改進(jìn)在：通過啟發(fā)式教學(xué)法，通過有趣好玩的實(shí)物帶入課堂，吸引學(xué)生注意，提高學(xué)生學(xué)習(xí)情趣，進(jìn)而結(jié)合實(shí)物講解理論知識，讓學(xué)生對于單片機(jī)的學(xué)習(xí)逐漸由感性的認(rèn)識，上升為理性認(rèn)識，最終成為自己的一項(xiàng)技能。同時(shí)，將平常電子信息產(chǎn)業(yè)中企業(yè)常用到的一些產(chǎn)品模型改造成為項(xiàng)目，運(yùn)用項(xiàng)目教學(xué)法，將項(xiàng)目融入到實(shí)際教學(xué)中去，根據(jù)各個(gè)知識點(diǎn)的不同，又將項(xiàng)目分割成為一個(gè)個(gè)子模塊，讓學(xué)生根據(jù)自己的能力和情況，加以完成。讓學(xué)生想學(xué)什么就做什么，帶著任務(wù)和問題，邊做邊學(xué)，并和其他同學(xué)進(jìn)行合作，完成整個(gè)項(xiàng)目。在這一過程中，通過教師引導(dǎo)、自己探究、小組合作、講解討論、總結(jié)提高等多種形式使學(xué)生完成從理論知識到職業(yè)能力的轉(zhuǎn)化。

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[作者簡介]葉俊明（1982-），男，福建廈門市，桂林電子科技大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，助教，學(xué)士，F(xiàn)PGA應(yīng)用。