《單片機(jī)》項(xiàng)目式理實(shí)一體化課程改革與實(shí)踐

張曉青

摘要：在高職院校單片機(jī)教學(xué)中，對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)考核方式等進(jìn)行項(xiàng)目式理實(shí)一體化教學(xué)改革。通過改革和實(shí)踐，變學(xué)生的被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，取得良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；項(xiàng)目式；理實(shí)一體化；改革與實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）10-0114-02

許多高職院校在單片機(jī)教學(xué)時(shí)，仍采用以前本科和?？圃盒５慕虒W(xué)模式，先理論，后實(shí)踐，理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)，而且實(shí)踐教學(xué)僅限于驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，但是《單片機(jī)》課程是一門綜合性課程，不僅要應(yīng)用C語言或匯編語言進(jìn)行編程，而且涉及到應(yīng)用項(xiàng)目的硬件設(shè)計(jì)，這種實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程采用以往的教學(xué)模式，學(xué)生普遍感到內(nèi)容抽象、枯燥、難學(xué)，從而產(chǎn)生厭學(xué)情緒，再加上實(shí)踐教學(xué)的教學(xué)環(huán)境、教學(xué)設(shè)備的局限，學(xué)生學(xué)習(xí)的理論知識(shí)不能夠當(dāng)時(shí)在課堂上進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，極大地挫傷了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，致使學(xué)生的學(xué)習(xí)效果不佳，不能適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)的需求。

基于以上情況，我們對《單片機(jī)》課程進(jìn)行了項(xiàng)目式理實(shí)一體化教學(xué)改革。首先，改革以實(shí)際應(yīng)用為導(dǎo)向，并充分考慮高職學(xué)生的接受能力，編制了《MCS-51單片機(jī)項(xiàng)目教程》。教材以項(xiàng)目為大章節(jié)，任務(wù)為教學(xué)單元，打破原有的界限，拋開原有的硬件結(jié)構(gòu)、指令、編程的先后順序，將各部分內(nèi)容分解成一個(gè)個(gè)知識(shí)點(diǎn)，為了完成一個(gè)任務(wù)抽取不同的知識(shí)點(diǎn)加以組合，使得學(xué)習(xí)過程變成一個(gè)不斷成功的完成任務(wù)的過程。其次，開發(fā)了與教材相配套的教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，使學(xué)生在學(xué)中做，在做中學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果。再次，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)和通信技術(shù)，針對單片機(jī)教學(xué)中的難點(diǎn)和重點(diǎn)，開發(fā)制作相關(guān)的微課，滿足了學(xué)生對課程知識(shí)點(diǎn)的個(gè)性化學(xué)習(xí)，按需選擇學(xué)習(xí)，既能查缺補(bǔ)漏，又能強(qiáng)化鞏固知識(shí)。最后，改變終結(jié)性考試為項(xiàng)目的過程考核，針對不同的項(xiàng)目制定不同的考核標(biāo)準(zhǔn)，項(xiàng)目成績是學(xué)生學(xué)習(xí)的壓力和動(dòng)力，極大地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，提高學(xué)生的思維水平，激發(fā)學(xué)生的潛能。

一、課程教學(xué)內(nèi)容改革

《MCS-51單片機(jī)項(xiàng)目教程》以單片機(jī)應(yīng)用為主線，按照人的認(rèn)知規(guī)律，遵循由淺入深、由易到難、逐層遞進(jìn)的原則，以Atmel公司的AT89C51單片機(jī)為例，把單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，基本結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、中斷系統(tǒng)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串口通信等理論知識(shí)和實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)合二為一，把整個(gè)課程的教學(xué)內(nèi)容融入到九個(gè)基礎(chǔ)項(xiàng)目中。每個(gè)項(xiàng)目在對單片機(jī)的應(yīng)用知識(shí)、相關(guān)電路以及編程技巧進(jìn)行專項(xiàng)訓(xùn)練的同時(shí)，又有新的內(nèi)容加入，使得學(xué)生逐步樹立信心，增強(qiáng)興趣。在教材的最后設(shè)立了兩個(gè)綜合應(yīng)用項(xiàng)目，把單片機(jī)的知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際應(yīng)用及我們所學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)結(jié)合起來，集中力量訓(xùn)練學(xué)生的綜合運(yùn)用單片機(jī)知識(shí)的能力和自身的專業(yè)技能。

二、理實(shí)一體化的教學(xué)模式

在實(shí)際的教學(xué)實(shí)施中，采用了理實(shí)一體化的教學(xué)模式。在這種模式下，課程的教學(xué)內(nèi)容是以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的單片機(jī)項(xiàng)目的相關(guān)知識(shí)。課程的教學(xué)時(shí)間是以教學(xué)周為單位，這樣有利于教師和學(xué)生利用整塊的時(shí)間進(jìn)行項(xiàng)目的理論學(xué)習(xí)和實(shí)訓(xùn)操作，不會(huì)出現(xiàn)一個(gè)項(xiàng)目還沒有完成就要進(jìn)行下一門課程的學(xué)習(xí)，干擾本課程教學(xué)和學(xué)習(xí)的情況。課程的教學(xué)地點(diǎn)是專門的單片機(jī)實(shí)訓(xùn)室，單片機(jī)實(shí)訓(xùn)室內(nèi)既有教師理論授課所需要的多媒體設(shè)備、教學(xué)白板、計(jì)算機(jī)、MCS-51單片機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)板，又有供學(xué)生實(shí)訓(xùn)所需要的計(jì)算機(jī)和MCS-51單片機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)板。

在項(xiàng)目教學(xué)的實(shí)施中，教師首先給出項(xiàng)目目標(biāo)和項(xiàng)目效果的演示，然后對相關(guān)的理論知識(shí)進(jìn)行講解，其次教師對學(xué)生進(jìn)行分組，布置任務(wù)，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行硬件電路設(shè)計(jì)、軟件編程、仿真調(diào)試和實(shí)際運(yùn)行。在硬件設(shè)計(jì)方面，充分利用當(dāng)前最為流行、常用的仿真軟件Proteus，利用PC，讓學(xué)生實(shí)際進(jìn)行硬件電路的設(shè)計(jì)和仿真。并由學(xué)院統(tǒng)一購置部分項(xiàng)目的元器件，讓學(xué)生實(shí)際進(jìn)行部分項(xiàng)目硬件電路的焊接和調(diào)試。在軟件編程方面，結(jié)合學(xué)院課程設(shè)置和學(xué)生的編程基礎(chǔ)，摒棄了與硬件密切相關(guān)的匯編語言，采用C51作為編程語言進(jìn)行項(xiàng)目程序的編寫，利用ISP下載軟件，下載到自行研制開發(fā)的MCS-51單片機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)板上進(jìn)行程序的實(shí)際運(yùn)行、調(diào)試和更改。對不同層次的學(xué)生，可設(shè)計(jì)不同難度的程序，對學(xué)生進(jìn)行分層次教學(xué)。學(xué)生以組為單位進(jìn)行學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中相互切磋，相互交流，既有利于學(xué)生知識(shí)的鞏固和提高，也訓(xùn)練了學(xué)生之間的相互合作精神。對于硬件設(shè)計(jì)和編程能力較強(qiáng)的學(xué)生，可以在完成電路基本設(shè)計(jì)和軟件編程的情況下，對軟件編程進(jìn)行進(jìn)一步拓展，因材施教，最大程度地發(fā)揮每個(gè)學(xué)生的最大的潛能。對于課程教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)和疑點(diǎn)內(nèi)容，開發(fā)制作微課，便于學(xué)生在課下反復(fù)學(xué)習(xí)研究。

圍繞項(xiàng)目進(jìn)行單片機(jī)知識(shí)教學(xué)、以周為教學(xué)時(shí)間單位，在專用的單片機(jī)實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行教學(xué)，這些都保證了《單片機(jī)》課程理實(shí)一體化教學(xué)的實(shí)施。理實(shí)一體化教學(xué)模式的改革，將教學(xué)內(nèi)容融入到項(xiàng)目任務(wù)中，在教師的指導(dǎo)下，通過“預(yù)備知識(shí)講解→布置任務(wù)→硬件設(shè)計(jì)→軟件編程→仿真調(diào)試→實(shí)際運(yùn)行→任務(wù)考核”六個(gè)步驟，變學(xué)生的被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，使學(xué)生在學(xué)中做，做中學(xué)，極大調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，不但理論知識(shí)扎實(shí)，而且實(shí)際動(dòng)手應(yīng)用能力也取得了很大的進(jìn)步，鍛煉了學(xué)生的團(tuán)結(jié)合作精神，取得了良好的教學(xué)效果和學(xué)習(xí)效果。

三、課程考核方法的改革

對學(xué)生的學(xué)習(xí)成績評(píng)定方面，采取項(xiàng)目的過程考核的方式。針對不同的項(xiàng)目，我們采取不同的考核方式，例如項(xiàng)目二是單片機(jī)的C語言編程，我們采取的是“平時(shí)成績+卷面考試”相結(jié)合的考核方式。平時(shí)成績考核學(xué)生的出勤、紀(jì)律、學(xué)習(xí)態(tài)度及對部分知識(shí)的掌握和應(yīng)用能力，卷面考試比較全面地考察了學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)掌握能力和對知識(shí)的應(yīng)用能力。對于學(xué)生實(shí)踐性較強(qiáng)的項(xiàng)目（例如項(xiàng)目三等），我們不僅考核學(xué)對基本知識(shí)的掌握，還要考核學(xué)生對知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力。具體的考核方式如下表所示：

在單片機(jī)課程教學(xué)中，采用過程考核的方式，旨在考核學(xué)生平時(shí)掌握知識(shí)的程度并靈活運(yùn)用的程度，以及分析解決實(shí)際問題的能力，避免了學(xué)生平時(shí)不認(rèn)真學(xué)習(xí)與實(shí)踐，考試前臨時(shí)突擊的現(xiàn)象。

四、結(jié)束語

經(jīng)在電氣自動(dòng)化技術(shù)和鐵道通信專業(yè)學(xué)生中進(jìn)行實(shí)踐，《單片機(jī)》項(xiàng)目理實(shí)一體化課程改革取得了良好的教學(xué)效果。班級(jí)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性明顯提高，實(shí)際動(dòng)手能力也有所提高，在學(xué)生畢業(yè)實(shí)習(xí)中受到用人單位的好評(píng)。

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