中職單片機(jī)課程教學(xué)改革研究

李代軍

摘 要：從中職學(xué)生的現(xiàn)狀分析入手，探討如何培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)課程的興趣，如何使用項(xiàng)目教學(xué)法結(jié)合分層分組教學(xué)來優(yōu)化課堂教學(xué)，能夠提高學(xué)生單片機(jī)項(xiàng)目綜合設(shè)計(jì)應(yīng)用能力，切實(shí)提高單片機(jī)課程的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：中職；單片機(jī)；教學(xué)改革；項(xiàng)目教學(xué)法

中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1008-3561（2015）17-0050-02

近年來，大多數(shù)中職學(xué)校電子專業(yè)都開設(shè)了單片機(jī)課程。由于單片機(jī)是一門綜合性要求較高的課程，而中職學(xué)校的學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較差、沒有良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和方法，因此，在單片機(jī)課程教學(xué)中很難取得令人滿意的效果。我校在多年的單片機(jī)課程教學(xué)實(shí)踐中，結(jié)合近幾年來單片機(jī)項(xiàng)目技能大賽集訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為在中職學(xué)校的單片機(jī)教學(xué)過程中，首先要激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。其次是根據(jù)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)合理安排項(xiàng)目教學(xué)的難度，本著先易后難的原則，逐步培養(yǎng)學(xué)生形成清晰的知識(shí)體系和獨(dú)立解決問題的能力，提高該課程的學(xué)習(xí)效果。本文闡述了中職單片機(jī)課程教學(xué)中存在的常見問題，闡述了如何培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、使用項(xiàng)目教學(xué)法結(jié)合分層分組教學(xué)來優(yōu)化課堂教學(xué)，提高教學(xué)效果。

一、中職學(xué)生在單片機(jī)學(xué)習(xí)中存在的問題

1. 學(xué)生自身的原因，使得單片機(jī)學(xué)習(xí)難度大

目前，各中職學(xué)校的學(xué)生有的存在“三差”，即成績(jī)差、自主能力差和行為習(xí)慣差。有的中職學(xué)生由于學(xué)習(xí)成績(jī)差，而進(jìn)入中職學(xué)校學(xué)習(xí)，大多被家長(zhǎng)和學(xué)生本人看成是“無奈的選擇”。因此，進(jìn)入中職學(xué)校的學(xué)生，學(xué)習(xí)目的不明確，情緒不穩(wěn)定，沒有學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力，自覺性不強(qiáng)。由于這類學(xué)生長(zhǎng)期以來，學(xué)習(xí)沒有好的基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)習(xí)慣沒有養(yǎng)成，缺乏自信，在上課的時(shí)候，不主動(dòng)參與。作業(yè)中有抄襲現(xiàn)象，不能主動(dòng)地融入課堂中，學(xué)習(xí)處于一種比較被動(dòng)的地步。面對(duì)這類學(xué)生，要想讓學(xué)生學(xué)好單片機(jī)課程，難度是可想而知的。

2. 單片機(jī)課程本身學(xué)習(xí)難度大

單片機(jī)是一種綜合能力的反映，它體現(xiàn)了學(xué)生軟件、硬件知識(shí)的基本功以及解決問題的能力。在單片機(jī)教學(xué)中，由于中職學(xué)校沒有開設(shè)計(jì)算機(jī)組成原理、程序設(shè)計(jì)等相關(guān)課程，在學(xué)習(xí)單片機(jī)的I/O口、指令、寄存器等相關(guān)概念時(shí)，學(xué)生難于理解，對(duì)程序設(shè)計(jì)中相關(guān)問題的算法無法理解。另外，對(duì)于大多數(shù)中職學(xué)生來說，他們中的大部分人在義務(wù)教育階段外語(yǔ)、數(shù)學(xué)等科目成績(jī)很差，加之指令助記符等知識(shí)記憶量較大，所以學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)難度大。

3. 實(shí)訓(xùn)教學(xué)難度大

單片機(jī)教學(xué)既要有理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，也要注重實(shí)訓(xùn)教學(xué)。在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，單片機(jī)程序的錄入錯(cuò)誤、算法錯(cuò)誤、硬件連接錯(cuò)誤等，都會(huì)成為學(xué)生實(shí)訓(xùn)中的障礙，學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過程中，遇到問題如果不能及時(shí)給予指導(dǎo)，會(huì)影響實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果。另外硬件在實(shí)訓(xùn)過程中因?yàn)椴僮鞑划?dāng)、大量損壞等原因，常常出現(xiàn)一些意想不到的后果，為實(shí)訓(xùn)教學(xué)的組織和管理帶來較大的難度。

二、中職單片機(jī)課程教學(xué)改革

1. 培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

由于中職學(xué)校學(xué)生成績(jī)普遍較差，大多學(xué)生長(zhǎng)期接受的批評(píng)多，得到的鼓勵(lì)少，學(xué)生缺乏自信，對(duì)任何科目的學(xué)習(xí)都缺少興趣。學(xué)習(xí)興趣是最好的老師，學(xué)生一旦有學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)就會(huì)化為學(xué)生自身的動(dòng)力。如何激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，是搞好單片機(jī)教學(xué)的第一步，也是最重要的一步。培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣可以從以下幾方面進(jìn)行。

（1）幫助學(xué)生確立正確的學(xué)習(xí)目標(biāo)。中職學(xué)生由于學(xué)習(xí)成績(jī)差，專業(yè)課教師要充分利用專業(yè)課的優(yōu)勢(shì)，幫助學(xué)生確立正確的學(xué)習(xí)目標(biāo)。學(xué)習(xí)目標(biāo)分為短期目標(biāo)和長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)，在單片機(jī)教學(xué)過程中，通過短期目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，并逐步實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)。在單片機(jī)課程教學(xué)的第一課，讓學(xué)生知道生活中隨處可見的單片機(jī)應(yīng)用：電磁爐、微波爐、遙控電扇、洗衣機(jī)、空調(diào)、電視機(jī)等，體會(huì)單片機(jī)的應(yīng)用之廣；通過新聞、工廠生產(chǎn)過程的視頻了解單片機(jī)在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用；通過近幾年單片機(jī)技能大賽參賽視頻了解各學(xué)校的學(xué)生參賽情況和對(duì)單片機(jī)課程學(xué)習(xí)的體會(huì)，讓學(xué)生從身邊找到學(xué)習(xí)的榜樣，并確立自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

（2）以愛孩子之心愛學(xué)生。中職學(xué)生很多是問題學(xué)生，在家長(zhǎng)眼里，孩子進(jìn)入中職學(xué)校是無奈的選擇，一方面是讓孩子長(zhǎng)身體，一方面還是想通過學(xué)校和老師的教育培養(yǎng)孩子的性格，讓孩子學(xué)會(huì)做人，對(duì)孩子的學(xué)習(xí)成績(jī)沒有太高的要求。這樣的孩子很多缺乏自信，個(gè)別孩子性格孤僻。由于單片機(jī)課程最容易實(shí)現(xiàn)豐富多彩的實(shí)驗(yàn)效果，如流水燈、電子鐘、電子密碼鎖、紅外遙控開關(guān)、LED電子顯示屏、電梯控制等，通過實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目激勵(lì)學(xué)生的求知欲望，培養(yǎng)他們的探索精神。在教學(xué)過程中，老師應(yīng)更多地關(guān)愛他們，鼓勵(lì)他們，像對(duì)待自己的孩子一樣有耐心地對(duì)待他們，學(xué)生自然會(huì)跟老師配合，良好的師生關(guān)系讓學(xué)生更愿意學(xué)習(xí)。經(jīng)驗(yàn)證明，做學(xué)生的良師益友，更能激發(fā)學(xué)生的求知欲，讓中職學(xué)生找回自信，學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，快樂學(xué)習(xí)。

（3）從生活中獲取實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。傳統(tǒng)單片機(jī)課程很多教學(xué)項(xiàng)目與生活實(shí)際相去甚遠(yuǎn)，在單片機(jī)教學(xué)開始，很多實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可以來自生活實(shí)際。如流水燈項(xiàng)目、電子密碼鎖、遙控密碼鎖等。這些項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)來源于生活，也可以應(yīng)用于生活。在實(shí)驗(yàn)過程中，可以建立模型，實(shí)現(xiàn)教學(xué)項(xiàng)目在生活中的應(yīng)用，讓學(xué)生體會(huì)單片機(jī)應(yīng)用無處不在。學(xué)生掌握了單片機(jī)技術(shù)并能把它應(yīng)用于生產(chǎn)、生活實(shí)際，不僅能讓學(xué)生就業(yè)，更能讓學(xué)生體會(huì)到對(duì)單片機(jī)技術(shù)的研究是一個(gè)非常適宜的業(yè)余愛好，讓他們進(jìn)一步樹立學(xué)習(xí)目標(biāo)。

（4）逐步培養(yǎng)自學(xué)能力。學(xué)生進(jìn)入中職學(xué)校以后，除了思想品德教育、行為習(xí)慣的養(yǎng)成教育、專業(yè)知識(shí)傳授、專業(yè)能力培養(yǎng)外，其中一項(xiàng)重要內(nèi)容是學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng)。因?yàn)橹新殞W(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)差，教師不可能把學(xué)生所有欠缺的知識(shí)都補(bǔ)上來，也不可能把所有專業(yè)知識(shí)都傳授給學(xué)生，而學(xué)生畢業(yè)走向社會(huì)后，要把所學(xué)的知識(shí)用于謀生，還有很長(zhǎng)的路要走。所以，在單片機(jī)教學(xué)的過程中，項(xiàng)目確定后，有些知識(shí)要求教師補(bǔ)充，有些知識(shí)要讓學(xué)生自己去搜集，指導(dǎo)學(xué)生如何利用圖書室和網(wǎng)絡(luò)搜集相關(guān)資料，并及時(shí)對(duì)完成的項(xiàng)目編寫總結(jié)材料，對(duì)已完成的項(xiàng)目，進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐卣?，添加新的功能和要求，在?shí)訓(xùn)時(shí)讓學(xué)生自己驗(yàn)證，不斷提高學(xué)生的自學(xué)能力。

2. 運(yùn)用項(xiàng)目教學(xué)法和分層分組教學(xué)

傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)，通常是以理論課為主，實(shí)驗(yàn)課為輔。由于中職學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)差，沒有計(jì)算機(jī)組成原理、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)等知識(shí)，繁雜的單片機(jī)理論會(huì)讓學(xué)生一頭霧水，會(huì)讓學(xué)生一開始便產(chǎn)生厭倦情緒，教學(xué)效果不能保證。實(shí)踐證明，在單片機(jī)課程教學(xué)中，運(yùn)用項(xiàng)目教學(xué)法能克服傳統(tǒng)教學(xué)法的不足，取得較好的教學(xué)效果。項(xiàng)目教學(xué)法是指學(xué)生通過完成項(xiàng)目達(dá)到學(xué)習(xí)知識(shí)的一種教學(xué)方法。在教學(xué)過程中以項(xiàng)目為主線，學(xué)生按綜合能力分成小組，各組按綜合能力搭配有好、中、差學(xué)生，各小組平均能力相當(dāng)，各小組有組長(zhǎng)，負(fù)責(zé)帶領(lǐng)小組完成相應(yīng)學(xué)習(xí)任務(wù)。各小組在學(xué)習(xí)過程中，由能力較強(qiáng)的學(xué)生帶動(dòng)能力相對(duì)較弱的學(xué)生，互幫互助，形成合作的學(xué)習(xí)小組。每個(gè)項(xiàng)目完成后，對(duì)小組完成情況進(jìn)行成績(jī)?cè)u(píng)定，各組從項(xiàng)目最終效果、項(xiàng)目分工、各組成員的合作程度、組內(nèi)成員的進(jìn)步情況等方面進(jìn)行打分，對(duì)各組的成績(jī)進(jìn)行排名，對(duì)項(xiàng)目完成較好的小組給予表?yè)P(yáng)。這樣，在學(xué)習(xí)的過程中，既培養(yǎng)了學(xué)生的合作意識(shí)、競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，也培養(yǎng)了他們的團(tuán)隊(duì)意識(shí)。實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)法，主要注意以下幾個(gè)環(huán)節(jié)。

（1）項(xiàng)目難度適當(dāng)。項(xiàng)目的確立要充分考慮學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)水平和認(rèn)知特點(diǎn)。項(xiàng)目過難，學(xué)生不能完成，會(huì)打擊他們的積極性。項(xiàng)目太容易，學(xué)生輕易完成，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。項(xiàng)目的確立要與教學(xué)內(nèi)容一致，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際水平來控制項(xiàng)目的難度，各項(xiàng)目之間有一定的關(guān)聯(lián)，讓以前學(xué)會(huì)的知識(shí)能為后續(xù)項(xiàng)目服務(wù)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，就會(huì)對(duì)已有知識(shí)進(jìn)行再現(xiàn)，同時(shí)會(huì)因?yàn)橹R(shí)點(diǎn)之間的連貫性，讓學(xué)生形成整體的知識(shí)結(jié)構(gòu)，學(xué)生學(xué)得的知識(shí)更牢固，更懂得綜合運(yùn)用。

（2）項(xiàng)目進(jìn)度安排要合理。在單片機(jī)教學(xué)過程中，項(xiàng)目確定后，要對(duì)學(xué)生補(bǔ)充哪些知識(shí)點(diǎn)，老師要做哪些工作，學(xué)生要做哪些工作，哪幾節(jié)要上理論課，哪幾節(jié)上實(shí)訓(xùn)課，每階段的實(shí)訓(xùn)課要達(dá)到什么目標(biāo)，在確定項(xiàng)目時(shí)，要做好計(jì)劃，讓學(xué)生也明白該項(xiàng)目要用多長(zhǎng)時(shí)間，按照什么流程執(zhí)行。一個(gè)項(xiàng)目的推進(jìn)是有計(jì)劃和有序的，讓學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施的過程中逐步養(yǎng)成程序化處理日常工作的能力。

（3）做好項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)過程指導(dǎo)。我校在單片機(jī)實(shí)訓(xùn)中，用的軟件有keil c、Proteus、萬利仿真器配套仿真軟件MedWin。因?yàn)镸edWin是中文操作界面，在初學(xué)單片機(jī)時(shí)，用MedWin進(jìn)行程序的錄入、編譯和連接仿真器仿真。通過仿真器仿真調(diào)試，程序執(zhí)行過程可以單步運(yùn)行、設(shè)置斷點(diǎn)、變量和特殊寄存器狀態(tài)跟蹤。在調(diào)試中體會(huì)程序運(yùn)行流程和設(shè)計(jì)思想。當(dāng)學(xué)生對(duì)單片機(jī)的硬件模塊熟悉后，可以采用Proteus軟件仿真和實(shí)際硬件平臺(tái)實(shí)訓(xùn)相結(jié)合的方式實(shí)訓(xùn)。因?yàn)镻roteus軟件中仿真電路修改更靈活，不需要焊接硬件電路，在keil c軟件中編寫的程序經(jīng)過編譯連接生成HEX燒寫文件后直接加載到Proteus軟件仿真電路的單片機(jī)中，運(yùn)行仿真就可以看到效果。這種實(shí)際硬件平臺(tái)和Proteus軟件仿真相結(jié)合的單片機(jī)實(shí)訓(xùn)方式，大大提高了實(shí)訓(xùn)教學(xué)的效率和項(xiàng)目訓(xùn)練思維拓展的空間，培養(yǎng)學(xué)生單片機(jī)程序設(shè)計(jì)能力。

（4）做好項(xiàng)目評(píng)價(jià)。由于采用分層分組教學(xué)，各組的綜合能力大致相當(dāng)，一個(gè)項(xiàng)目完成后，采取組長(zhǎng)匯報(bào)學(xué)習(xí)總體情況，各小組主要成員談學(xué)習(xí)體會(huì)，一個(gè)小組項(xiàng)目完成情況由其他小組打分取平均值方式計(jì)入該小組的項(xiàng)目得分，教師給予指導(dǎo)，項(xiàng)目評(píng)價(jià)體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，盡可能做到公平、公正、客觀。評(píng)價(jià)中主要以項(xiàng)目完成的過程及結(jié)果為主，兼顧學(xué)生的創(chuàng)新能力，以對(duì)進(jìn)步大的學(xué)生為該小組另外加分的方式進(jìn)行鼓勵(lì)。

（5）通過競(jìng)賽活動(dòng)促進(jìn)學(xué)生對(duì)已學(xué)項(xiàng)目的鞏固和拓展。單片機(jī)教學(xué)過程中，每個(gè)月或每幾個(gè)項(xiàng)目完成后，對(duì)學(xué)生已學(xué)過的項(xiàng)目，適當(dāng)增加功能、限制條件等對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行拓展，組織學(xué)生競(jìng)賽，讓學(xué)生在比賽中檢驗(yàn)項(xiàng)目學(xué)習(xí)情況。教師根據(jù)學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握情況，改變項(xiàng)目難度和推進(jìn)步驟。對(duì)學(xué)生沒掌握好的項(xiàng)目，可以再補(bǔ)充相近項(xiàng)目，加強(qiáng)相關(guān)知識(shí)的掌握。

（6）編寫項(xiàng)目總結(jié)。項(xiàng)目完成后，要求學(xué)生編寫項(xiàng)目總結(jié)，通過編寫項(xiàng)目總結(jié)，訓(xùn)練學(xué)生專業(yè)寫作能力，養(yǎng)成對(duì)已學(xué)知識(shí)歸納總結(jié)的習(xí)慣。項(xiàng)目總結(jié)中各小組發(fā)言交流，語(yǔ)言表達(dá)能力也得到了訓(xùn)練。

實(shí)踐證明，項(xiàng)目教學(xué)能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、參與意識(shí)、團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。以項(xiàng)目為主線，把相關(guān)知識(shí)融入到項(xiàng)目教學(xué)中，學(xué)生學(xué)習(xí)輕松了，知識(shí)掌握牢固了。項(xiàng)目進(jìn)行過程中，學(xué)生通過自己搜集資料、討論程序算法，學(xué)生的自學(xué)能力得到了提高。在項(xiàng)目評(píng)價(jià)過程中，學(xué)生通過寫項(xiàng)目總結(jié)，學(xué)生的專業(yè)寫作能力得到了提高。

近年來，國(guó)家大力發(fā)展職業(yè)教育，各中職學(xué)校的教師大部分都參加了國(guó)家級(jí)培訓(xùn)、省級(jí)培訓(xùn)，各市成立相關(guān)專業(yè)中心教研組。通過各級(jí)培訓(xùn)和專業(yè)教研活動(dòng)的開展，中職學(xué)校的教師開闊了眼界，業(yè)務(wù)素質(zhì)大幅提高。同時(shí)，國(guó)家大力支持各中職學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，各中職學(xué)校都建有規(guī)格較高、專業(yè)較全的實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)條件大大改善。

總之，在單片機(jī)課程教學(xué)中，教師相當(dāng)于導(dǎo)演，學(xué)生相當(dāng)于演員，每個(gè)項(xiàng)目相當(dāng)于一場(chǎng)演出，演出成功與否，與教師的“導(dǎo)演”密切相關(guān)?，F(xiàn)代的職業(yè)教育大有可為，也大有作為，中職學(xué)校的教師要緊跟時(shí)代步伐，不斷適應(yīng)新時(shí)期對(duì)技能人才培養(yǎng)的規(guī)格要求，改進(jìn)教學(xué)方法，為社會(huì)培養(yǎng)更多、更優(yōu)秀的技能型人才。

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