淺析一體化教學(xué)模式下的單片機(jī)課程改革探索

張文

摘 要：針對高職單片機(jī)教學(xué)過程中存在的問題，本文提出一體化教學(xué)模式。為培養(yǎng)應(yīng)用型技能人才，提高學(xué)生掌握單片機(jī)開發(fā)和應(yīng)用的實(shí)際動(dòng)手能力，從課程結(jié)構(gòu)安排、大綱改革及軟硬件環(huán)境幾方面探討了單片機(jī)課程改革的方法。

關(guān)鍵詞：一體化教學(xué)模式；單片機(jī)課程；軟硬件環(huán)境；應(yīng)用型技能人才

單片機(jī)技術(shù)課程是高職機(jī)電類專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程由于理論性、實(shí)踐性、綜合性均很強(qiáng)，內(nèi)容抽象，因此，教與學(xué)都不免遇到很大的困難。尤其對于高職學(xué)生，從單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)到指令和軟件編程，純理論的教學(xué)講起來枯燥乏味，學(xué)起來不易理解，不僅造成學(xué)生對于理論知識(shí)的理解困難，而且也導(dǎo)致了其應(yīng)用能力的不足，并極大地挫傷了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。為改變以往理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)不能相互連貫、相互印證，課堂教學(xué)與學(xué)生練習(xí)不能達(dá)到有機(jī)結(jié)合，學(xué)生學(xué)完單片機(jī)專業(yè)課不會(huì)應(yīng)用等諸多問題，我們對單片機(jī)技術(shù)課程的教學(xué)進(jìn)行了改革嘗試，采用了一體化教學(xué)模式，將理論、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容緊密結(jié)合，使學(xué)生邊學(xué)邊做，學(xué)用結(jié)合，提高了學(xué)生掌握單片機(jī)開發(fā)和應(yīng)用的實(shí)際動(dòng)手能力。我們感悟到，要實(shí)行教學(xué)一體化教學(xué)模式，應(yīng)做好以下幾方面的工作。

1 根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，整合有關(guān)單片機(jī)課程教學(xué)安排

高等職業(yè)教育與本科教育在學(xué)制與培養(yǎng)目標(biāo)上均不同，高職教育學(xué)制短，培養(yǎng)目標(biāo)是高級應(yīng)用型技能人才。因此，以往在教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃中，單片機(jī)課程學(xué)時(shí)短，一般為48學(xué)時(shí)，并配有2～3周實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)。在實(shí)際教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)，學(xué)生學(xué)完單片機(jī)理論，出現(xiàn)學(xué)習(xí)指令不會(huì)使用，學(xué)習(xí)硬件不會(huì)擴(kuò)展的現(xiàn)象。待到進(jìn)行實(shí)訓(xùn)教學(xué)需要應(yīng)用單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)時(shí)，很多理論內(nèi)容掌握不牢，還需指導(dǎo)教師重述，學(xué)生動(dòng)手能力很難得到訓(xùn)練與提高。為此，我們改變了以往的教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃，將單片機(jī)課程與實(shí)訓(xùn)課程合二為一，整合后單片機(jī)課程為4周時(shí)間，集中進(jìn)行，采用一體化教學(xué)模式。這樣，既節(jié)省了學(xué)時(shí)，又增加了理論與實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的緊密結(jié)合與相互印證，節(jié)省了實(shí)訓(xùn)課上重復(fù)理論內(nèi)容的學(xué)時(shí)，實(shí)現(xiàn)了即講即用，學(xué)用結(jié)合，將教、學(xué)、做融于一體，讓學(xué)生體會(huì)到單片機(jī)入門知識(shí)的應(yīng)用，增加了學(xué)習(xí)動(dòng)力和信心。

2 科學(xué)制定并完善單片機(jī)課程一體化教學(xué)大綱

科學(xué)制定單片機(jī)課程一體化教學(xué)大綱，是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的基本保證。首先，將教學(xué)內(nèi)容按章節(jié)和知識(shí)點(diǎn)模塊化，每一模塊有不同的教學(xué)目的。在每一模塊中，設(shè)有多個(gè)課題，每一課題由目標(biāo)、任務(wù)分析、相關(guān)知識(shí)和實(shí)施步驟四個(gè)部分相互連貫而成。每次教學(xué)以課題目標(biāo)為主線，進(jìn)行各相關(guān)知識(shí)點(diǎn)和技能點(diǎn)的講解及操練。其次，每一模塊對需要掌握的知識(shí)和學(xué)生能力都力求循序漸進(jìn)，用到多少，就講多少，在哪里用，就在哪里講。模塊之間一環(huán)扣一環(huán)，達(dá)到承上啟下的作用。同時(shí)，在硬件敘述上，要強(qiáng)調(diào)概念清楚和易于理解，軟件分析上要突出編程方法和技巧。

注重教學(xué)方法的改革教學(xué)方法是否合理，從很大程度上決定了教學(xué)效果的好壞。單片機(jī)課程其實(shí)是一門很有趣的課程，有很多東西都與實(shí)際生活相關(guān)，容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在單片機(jī)教學(xué)中，適當(dāng)引入實(shí)踐教學(xué)法，可以淋漓盡致地發(fā)揮這門課程的特點(diǎn)，縮短理論與實(shí)踐的差距，提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。例如：傳統(tǒng)的指令教學(xué)中，教師使用方法是逐條講解，并介紹注意事項(xiàng)等，學(xué)生感到很枯燥，但采用實(shí)踐教學(xué)法后，根據(jù)模塊中課題要求，用到哪條指令，學(xué)習(xí)哪條指令，邊講邊學(xué)，學(xué)以致用。教學(xué)過程中，學(xué)生對指令掌握得很靈活，遇到問題時(shí)，他們就主動(dòng)查閱參考書，積極去解決問題。這樣，學(xué)生每學(xué)習(xí)完一個(gè)知識(shí)點(diǎn)就可以馬上運(yùn)用，不僅加深了對所學(xué)知識(shí)的理解，而且學(xué)生學(xué)習(xí)的過程由被動(dòng)接收教師傳授的知識(shí)，變?yōu)樵诮處熤笇?dǎo)下主動(dòng)探尋解決問題方法的過程，教學(xué)效果得到了改善。

3 引入多媒體教學(xué)，把抽象概念形象化

針對該課程的特點(diǎn)，充分利用現(xiàn)代教育手段，采用多媒體輔助教學(xué)，能起到事半功倍的效果。例如，利用多媒體手段模仿單片機(jī)開發(fā)軟件中程序單步運(yùn)行的過程，將該程序涉及的相關(guān)單元地址、寄存器和位地址以動(dòng)態(tài)圖形表達(dá)在指令旁邊。隨著指令的逐條運(yùn)行，相關(guān)內(nèi)容的取指令、傳數(shù)據(jù)、運(yùn)算及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)都以動(dòng)態(tài)形象地表達(dá)出來。學(xué)生看起來一目了然，理解起來也深入透徹。這一環(huán)節(jié)知識(shí)難點(diǎn)的解決，為后續(xù)知識(shí)點(diǎn)的講解作了良好的鋪墊，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性也得到了保持。同時(shí)，教師還可向?qū)W生推薦優(yōu)秀的單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)資源，介紹國內(nèi)比較著名的一些單片機(jī)網(wǎng)站、技術(shù)論壇網(wǎng)址等。通過多種教學(xué)手段，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐、教與學(xué)互動(dòng)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，開拓學(xué)生思維，提高教學(xué)效率。

4 建立完善單片機(jī)一體化教學(xué)的軟硬件環(huán)境

建立健全單片機(jī)教學(xué)軟硬件環(huán)境是實(shí)現(xiàn)一體化教學(xué)模式的必備條件。沒有健全的單片機(jī)教學(xué)軟硬件環(huán)境，一體化教學(xué)模式就無從談起。傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室基本采用硬件仿真設(shè)備構(gòu)建，受資金和場地的限制，單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室配置的靈活性和完整性受到一定的限制。

目前，一種基于個(gè)人PC和各種軟件的單片機(jī)個(gè)人虛擬實(shí)驗(yàn)室已在教學(xué)上被廣泛采用。所謂“虛擬實(shí)驗(yàn)室”，就是將計(jì)算機(jī)上的各種虛擬儀器按實(shí)驗(yàn)要求和設(shè)計(jì)原理虛擬出與現(xiàn)實(shí)條件相同的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，進(jìn)而在這個(gè)系統(tǒng)上完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)。與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ较啾?，虛擬實(shí)驗(yàn)涉及的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容全面，硬件投入少，學(xué)生可自行實(shí)驗(yàn)，具有直觀、節(jié)省成本及與實(shí)際最為接近等特點(diǎn)。

高職單片機(jī)技術(shù)課程一體化教學(xué)實(shí)踐證明：單片機(jī)技術(shù)課程的理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)之間具有相輔相成的關(guān)系，一體化教學(xué)模式克服了以往教學(xué)理論與實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)相脫節(jié)的弊端，課程改革的關(guān)鍵是必須科學(xué)地設(shè)計(jì)出理論與實(shí)踐相同步的一體化教學(xué)大綱及教學(xué)所需要的軟硬件設(shè)備。在教學(xué)中將理論與實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容有機(jī)地融為一體，邊講邊練，學(xué)用結(jié)合，這樣才有可能取得提高學(xué)生單片機(jī)實(shí)際應(yīng)用能力的教學(xué)效果。