基于實物教學(xué)和任務(wù)工單的單片機(jī)教學(xué)模式探索

張玉明，陳慧蓉，萬鸞飛

（蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程學(xué)院，安徽蕪湖 241001）

基于實物教學(xué)和任務(wù)工單的單片機(jī)教學(xué)模式探索

張玉明，陳慧蓉，萬鸞飛

（蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程學(xué)院，安徽蕪湖 241001）

根據(jù)高職教育教學(xué)改革的要求，針對目前國內(nèi)高校普遍存在的實踐教學(xué)薄弱的缺陷，對單片機(jī)課程進(jìn)行了“實物教學(xué)，任務(wù)工單”教學(xué)模式的課程改革，精心設(shè)計了“實物制作—任務(wù)分解—理論講解—效果演示—任務(wù)工單下達(dá)—自主完成”的一整套教學(xué)方案，以學(xué)生為學(xué)習(xí)主體，讓學(xué)生體會學(xué)習(xí)的樂趣，同時提高學(xué)生的動手能力，理論知識的掌握也更扎實。

任務(wù)工單；實物教學(xué)；教學(xué)模式；單片機(jī)

一 引言

高等職業(yè)教育肩負(fù)著培養(yǎng)面向生產(chǎn)、建設(shè)、服務(wù)和管理等一線需要的高技能人才的使命。[1]而專業(yè)課程的教學(xué)是高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)的重要抓手。每門課程的教學(xué)模式和教學(xué)技巧對教學(xué)效果乃至對相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)的質(zhì)量至關(guān)重要，因此課程教學(xué)模式改革無疑也是當(dāng)前高職人才培養(yǎng)模式改革的重要部分。

單片機(jī)這門課程是電子電氣等電類專業(yè)的主干專業(yè)課程，[2]同時也是實踐性很強(qiáng)的課程。它的教學(xué)任務(wù)是讓學(xué)生掌握單片機(jī)內(nèi)部的整體工作原理，掌握單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)、軟件程序及其擴(kuò)展應(yīng)用技術(shù)。學(xué)生只有通過設(shè)計硬件電路、編制軟件程序、仿真調(diào)試等實驗實訓(xùn)過程，才能加深對所學(xué)理論知識的理解，開拓思維，提高實際動手操作能力和分析、解決問題的能力，同時培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用能力。

目前單片機(jī)教學(xué)存在以下問題：

1.重理論輕實踐。實驗實訓(xùn)學(xué)時數(shù)占比小，實踐部分在成績評定中占比也小甚至忽略，對實踐教學(xué)的重視程度不夠，結(jié)果是一門課上下來，學(xué)生頭腦里只有模糊的理論知識而且很快就遺忘了，學(xué)生實際操作能力得不到培養(yǎng)。

2.實驗實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置不合理，認(rèn)識驗證性質(zhì)的實驗多,動手設(shè)計且具有啟發(fā)性的實驗實訓(xùn)少。

3.實驗指導(dǎo)書過于詳細(xì)，實驗設(shè)備高度集成化，學(xué)生很少自己編制調(diào)試程序，僅僅連幾根線，輸入給定的程序看看實驗結(jié)果是否正確而已，由于實踐環(huán)節(jié)和理論環(huán)節(jié)沒有做到相輔相成，限制了學(xué)生的創(chuàng)新能力、動手能力和綜合分析能力，很多學(xué)生學(xué)完該課程后仍有“摸不透”的感覺，可想而知培養(yǎng)出來的學(xué)生只能是“紙上談兵”。

鑒于以上的現(xiàn)狀及實際教學(xué)體會，我們對單片機(jī)的教學(xué)模式改革進(jìn)行了積極的探索和實踐，精心設(shè)計了“實物制作—任務(wù)分解—理論講解—效果演示—任務(wù)工單下達(dá)—自主完成”的教學(xué)方案，學(xué)生接受一定的理論知識并且收到任務(wù)工單后，會積極地完成任務(wù)。在完成任務(wù)工單的過程中，會主動查閱資料，會互相討論，不清楚的還會問老師，有強(qiáng)烈的求知欲，學(xué)習(xí)興趣也得以提高,教學(xué)效果良好。

二 “實物教學(xué)，任務(wù)工單”教學(xué)模式中實物教學(xué)項目的構(gòu)建

單片機(jī)實物教學(xué)項目構(gòu)建的依據(jù)是：1.專業(yè)建設(shè)指導(dǎo)委員會在本課程重建中的論證以及大量從事本課程教學(xué)任務(wù)教師的指導(dǎo)意見。2.在市場調(diào)研中，高技能應(yīng)用型人才知識結(jié)構(gòu)對本課程的需求以及畢業(yè)生的綜合反饋。圖1為本課程實物教學(xué)內(nèi)容的構(gòu)建過程。

圖1 單片機(jī)課程實物教學(xué)內(nèi)容的構(gòu)建過程

形成一個或多個實物教學(xué)項目后，以該實物教學(xué)項目為載體，寓教于樂，既掌握理論知識，又鍛煉動手能力和思考問題并解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)職業(yè)崗位需要的綜合能力。由于單片機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，所以實物教學(xué)的項目不是一成不變的，而是適時根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整。圖2為課程實物項目的調(diào)整過程。

圖2 課程目標(biāo)項目的調(diào)整過程

由于教學(xué)時間限制以及資源限制，不會制作過多實物，但如果將所有所需功能全部集中在一起，所需電路又可能過于復(fù)雜而增加制作難度，一般選擇將部分功能集成做在一塊PCB板上以達(dá)到節(jié)約資源的目的，所以實物電路制作一般選擇1～4個為宜。

圖3 任務(wù)工單的設(shè)計

三 依據(jù)實用性、趣味性和可操作性原則，進(jìn)行任務(wù)工單設(shè)計

將整合的課程單元教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的單元任務(wù)，這個轉(zhuǎn)化過程稱之為單元內(nèi)容任務(wù)化。[3]單元內(nèi)容的任務(wù)化改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式，傳統(tǒng)的教學(xué)方式是老師在上面講，學(xué)生在下面聽，是一種單工通信的模式，學(xué)生很被動的學(xué)習(xí)，很難產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣。單元內(nèi)容的任務(wù)化改變了這種教學(xué)模式，學(xué)生由被動變主動，學(xué)習(xí)興趣大大提高，在完成任務(wù)工單的同時也輕松地掌握了單元理論知識。當(dāng)然任務(wù)工單需要精心設(shè)計，設(shè)計任務(wù)工單要考慮到盡可能多的涵蓋重要的知識點和技能點，還要盡可能找一些實用而且有趣的貼近生活的項目。任務(wù)工單的設(shè)計還需要考慮完成任務(wù)的難易程度，不能一開始就弄一個復(fù)雜的任務(wù)，要由簡單到復(fù)雜，把重要的知識點和技能點逐步融入到單元任務(wù)中。

由于知識點和技能點的內(nèi)容有多有少，有時候一個任務(wù)要再次分解成幾個子任務(wù)，對應(yīng)多個任務(wù)工單。以了解程序結(jié)構(gòu)為例：我們先制作一塊包括單片機(jī)、LED發(fā)光二極管、數(shù)碼管、按鈕等多種器件的PCB電路板，學(xué)生可以通過制作過程了解單片機(jī)系統(tǒng)的組成以及外圍器件的連接方式，再通過確定任務(wù)目標(biāo)（了解程序結(jié)構(gòu)）來引導(dǎo)學(xué)生回憶相關(guān)理論知識，并進(jìn)行子任務(wù)1的理論講解和實物電路效果的演示，然后下達(dá)任務(wù)工單1讓學(xué)生自主完成，以此類推，如圖3所示。

教師下達(dá)任務(wù)工單后，學(xué)生自主在電路板上完成任務(wù)，是否完成結(jié)果一目了然，學(xué)生能自主修改，在自主完成過程中，如果任務(wù)較復(fù)雜，可進(jìn)行小組討論，必要時，教師加以指導(dǎo)。學(xué)生在完成任務(wù)的過程中，既掌握了新的知識,又鍛煉了自己的動手能力,同時在整個任務(wù)完成的過程中也加深了師生之間感情以及同學(xué)們之間的協(xié)調(diào)合作的團(tuán)隊精神。

四 課程考核評價方式

這種基于實物教學(xué)和任務(wù)工單的教學(xué)模式，考核注重平時成績，因為每個任務(wù)工單都是一項考核內(nèi)容，不再是紙上談兵，每個任務(wù)完成情況很直觀地在電路板上呈現(xiàn)，學(xué)生也在第一時間了解自己的學(xué)習(xí)結(jié)果。因此可以對每次任務(wù)工單的完成情況進(jìn)行打分，這是過程評價。在學(xué)期期末布置一個較大的任務(wù)工單結(jié)合理論考核來進(jìn)行期末評價，最后綜合過程評價與期末評價來給出學(xué)生最終成績，這種評價模式更能真實而全面地反映教學(xué)情況。

圖4 考核評價方式構(gòu)成

五 結(jié)束語

單片機(jī)課程采用“實物教學(xué)，任務(wù)工單”的教學(xué)模式，學(xué)生通過制作實物電路，在完成具體的任務(wù)工單的過程中，理解并掌握晦澀枯燥的理論知識,同時提高自己的動手能力和分析解決問題的能力。

實際教學(xué)過程中，一般把學(xué)生四到五人分為一個興趣小組，學(xué)生獨立自主完成任務(wù)，在獨立自主完成任務(wù)的過程中鼓勵同學(xué)們之間相互討論相互學(xué)習(xí)，重點難點部分師生共同參與。通過“實物教學(xué)、任務(wù)工單”的教學(xué)模式的改革，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性得以大大提高，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和實際動手分析問題并解決問題的能力也得以大大提高，同時還培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊合作精神。

[1]池云霞,梁艷.關(guān)于高職院校課程效能影響因素的探討[J].職教論壇，2010(9):43-45.

[2]黎斌.《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》課堂教學(xué)探討[J].考試周刊,2012 (46):127-128.

[3]陳慧蓉,張學(xué)亮.任務(wù)驅(qū)動:教、學(xué)、做一體在自動控制技術(shù)課程中的應(yīng)用[J].宿州學(xué)院學(xué)報,2011,26(8):124-126．

[責(zé)任編輯劉貴陽]

The Exploration to Teaching-mode of Single-chip Microcomputer Based on Object-teaching and Task-order

ZHANG Yu-ming, CHEN Hui-rong, WAN Luan-fei
(Department of Electrical Engineering, Wuhu Institute of Technology, Wufu 241001, China)

On the basis of the demand to teaching-reform of the higher vocational education and directing at the weak of practicalteaching, we put into effect the exploration and practice to teaching-mode of single-chip microcomputer based on object-teaching and task-order, and we designed elaborately a teaching scheme which starting at object-making, from task-decomposing to theory-explain then arranging of task-order and accomplishing by students own in the end, this way which students study positive and enjoy the process may enhance the students’ capacity of solving practical problem and master best theory.

Task-order; Object-teaching; Teaching-mode; Single-chip microcomputer

G433

A

：1008-9128（2017）04-0108-02

10.13963/j.cnki.hhuxb.2017.04.030

2016-12-23

安徽省質(zhì)量工程項目（2014jyxm475；2015zy085；2015jxtd056）.

張玉明（1968- ），男，安徽蕪湖，副教授，碩士， 研究方向：單片機(jī)應(yīng)用，圖像處理，保密通信。