單片機(jī)課程項(xiàng)目化教學(xué)探索

摘 要：當(dāng)前《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程項(xiàng)目化教學(xué)存在著一些問題，針對(duì)弊端，本文重新設(shè)計(jì)教學(xué)過程，包括對(duì)項(xiàng)目的設(shè)置和任務(wù)的安排進(jìn)行改革；對(duì)理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)重新整合。在學(xué)生中進(jìn)行調(diào)研，發(fā)現(xiàn)只有根據(jù)學(xué)情，從易到難地安排項(xiàng)目?jī)?nèi)容，選擇根植于生活實(shí)踐的任務(wù)，采取多元化的考核方式，才能達(dá)到較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；任務(wù)驅(qū)動(dòng)；項(xiàng)目化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.205

1 課程改革前的教學(xué)模式

2012年，《單片機(jī)原理及應(yīng)用》在課程上已經(jīng)進(jìn)行了初步改革，該課程從傳統(tǒng)的按教材章節(jié)授課的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐匀蝿?wù)驅(qū)動(dòng)為載體，整合理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)的項(xiàng)目化教學(xué)模式，課堂的教學(xué)效率有所提高。

但是幾年實(shí)踐下來，學(xué)生仍然感覺單片機(jī)難學(xué)，學(xué)習(xí)興趣不高。問題的癥結(jié)在于某些項(xiàng)目安排不合理，任務(wù)不能引起學(xué)生的興趣，部分理論和實(shí)踐知識(shí)是拼湊而非科學(xué)整合；評(píng)價(jià)依然以教師評(píng)價(jià)為主，方式單一。

在這種背景下，迫切需要深入研究適合單片機(jī)的項(xiàng)目化教學(xué)過程，修改課程的項(xiàng)目設(shè)置，選擇合適的任務(wù)和考核機(jī)制，讓理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)真正的統(tǒng)一，才能吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量，最終實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)的目的。

2 《單片機(jī)原理及應(yīng)用》教學(xué)過程設(shè)計(jì)

2.1 項(xiàng)目設(shè)置

通過實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目而展開教學(xué)，其目的是在課堂教學(xué)中把理論與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來，充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能[1]。學(xué)生是初中畢業(yè)生，他們理論基礎(chǔ)薄弱，編程水平低，操作易出錯(cuò)。教師應(yīng)根據(jù)課標(biāo)和學(xué)情設(shè)置項(xiàng)目。

職業(yè)教育是以全面素質(zhì)教育為基礎(chǔ)，能力為本位的教育[2]。為突出對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的訓(xùn)練，理論知識(shí)的選取緊緊圍繞工作項(xiàng)目完成的需要來進(jìn)行，融合單片機(jī)基本原理、功能、應(yīng)用、程序設(shè)計(jì)方法和編程技巧等內(nèi)容將本課程分成了四個(gè)項(xiàng)目，分別是：《流水燈》、《三人表決器》、《交通信號(hào)燈》、《電子琴》。以下是新舊項(xiàng)目設(shè)置對(duì)比表：

根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，項(xiàng)目一《流水燈》，著重讓學(xué)生掌握單片機(jī)的基本構(gòu)成和工作原理、數(shù)據(jù)傳送指令；能讀懂程序和接線示意圖。項(xiàng)目二《三人表決器》是在項(xiàng)目一的基礎(chǔ)上讓學(xué)生掌握邏輯運(yùn)算指令和子程序調(diào)用指令的功能；能夠畫出簡(jiǎn)單的控制電路圖，能讀懂和調(diào)試程序。項(xiàng)目三《交通信號(hào)燈》是在前兩者的基礎(chǔ)上讓學(xué)生掌握定時(shí)器指令和中斷指令的功能；能夠畫出控制電路圖，能編寫程序并調(diào)試程序。項(xiàng)目四《電子琴》對(duì)前三個(gè)項(xiàng)目所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用。

新的項(xiàng)目設(shè)置對(duì)單片機(jī)理論和技術(shù)進(jìn)行重構(gòu)，難度逐漸增加，體現(xiàn)出漸進(jìn)式原則，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐能力。

2.2 教學(xué)過程

每個(gè)項(xiàng)目由若干子任務(wù)構(gòu)成，子任務(wù)的安排由易到難，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和技能形成規(guī)律，兼顧了學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展性。下面以《交通信號(hào)燈》為例，展示項(xiàng)目教學(xué)過程。

《交通信號(hào)燈》項(xiàng)目分為四個(gè)子任務(wù)。任務(wù)一：認(rèn)識(shí)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。任務(wù)二：用定時(shí)器、技術(shù)器實(shí)現(xiàn)交通燈的控制。任務(wù)三：認(rèn)識(shí)中斷。任務(wù)四：帶緊急按鈕的交通信號(hào)燈的控制。

任務(wù)一：認(rèn)識(shí)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。教師用鬧鐘和停車場(chǎng)的計(jì)數(shù)器引入定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，用PPT演示單片機(jī)定時(shí)器的工作方式、初值設(shè)置；讓學(xué)生從網(wǎng)上下載“單片機(jī)產(chǎn)生脈沖”的程序，指導(dǎo)學(xué)生分析語句，把程序輸入電腦，編譯，運(yùn)行，觀察實(shí)驗(yàn)箱現(xiàn)象。

任務(wù)二：用定時(shí)器/技數(shù)器實(shí)現(xiàn)交通燈的控制。本任務(wù)的難點(diǎn)是延時(shí)和順序控制。教師以任務(wù)一為基礎(chǔ)，讓學(xué)生先編寫50ms的延時(shí)子程序，然后用循環(huán)控制指令，編寫1s、2s、10s的延時(shí)。按照時(shí)間順序把一個(gè)周期分成4個(gè)狀態(tài)。例如其中一個(gè)狀態(tài)：東西紅燈亮、南北綠燈亮，延時(shí)10s。每個(gè)狀態(tài)由一個(gè)學(xué)生小組編程調(diào)試，最后把4個(gè)狀態(tài)的程序整合起來，完成任務(wù)。

任務(wù)三：認(rèn)識(shí)中斷。為了讓學(xué)生理解中斷的概念和處理過程，教師給學(xué)生展示一個(gè)簡(jiǎn)單的中斷處理事件：正常情況下實(shí)驗(yàn)箱上一盞led綠燈亮；突發(fā)事件，綠燈滅紅燈亮；事件解決，紅燈滅，綠燈又亮起來。教師給學(xué)生程序，指導(dǎo)學(xué)生分析，讀懂程序，并在實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)驗(yàn)。

任務(wù)四：帶緊急按鈕的交通燈控制。在任務(wù)二、三的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)帶緊急按鈕的手動(dòng)控制開關(guān)。當(dāng)有救護(hù)車、消防車等特殊車輛通過時(shí)，按下緊急按鈕，可使南北向和東西向均亮紅燈。當(dāng)救護(hù)車和消防車通過后恢復(fù)原來狀態(tài)。學(xué)生分成4人一組，小組成員合作，接線、編程、調(diào)試、運(yùn)行。

考核方式多元化，有理論考核、操作考核和學(xué)習(xí)態(tài)度考核；操作考核采用教師評(píng)價(jià)和學(xué)生小組評(píng)價(jià)相結(jié)合。

3 學(xué)生調(diào)查問卷分析

為了進(jìn)行兩種教學(xué)過程的對(duì)比，本人選擇了電氣11高職班和電氣13高職班各35名學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查，其中電氣11高職班采用的改革前的教學(xué)過程，電氣13高職班采用的是改革后的教學(xué)過程。調(diào)查結(jié)果如表2。

調(diào)查中電氣11班學(xué)生普遍覺得單片機(jī)引腳功能復(fù)雜、指令多難掌握、畫原理圖困難，看不懂程序，這種狀況在電氣13班學(xué)生上出現(xiàn)了好轉(zhuǎn)。電氣13班學(xué)生覺得“單片機(jī)有趣”的比例要顯著高于電氣11班學(xué)生。

4 總結(jié)

改革后的教學(xué)優(yōu)點(diǎn)：（1）選擇的任務(wù)來源于生活，容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。（2）教學(xué)內(nèi)容由易到難，循序漸進(jìn)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。（3）評(píng)價(jià)多元化。采用學(xué)生自評(píng)、小組互評(píng)及教師評(píng)價(jià)結(jié)合的方式，使學(xué)生能找到了理論和操作上的不足，獲得提高。

單片機(jī)是一門實(shí)踐性和理論性都極強(qiáng)的課程，高中畢業(yè)生學(xué)都有難度，何況我們的學(xué)生是初中畢業(yè)，所以要讓他們?cè)谝粚W(xué)期內(nèi)精通單片機(jī)是十分困難的。做為一名職業(yè)學(xué)院的老師，應(yīng)該讓學(xué)生覺得單片機(jī)學(xué)習(xí)有趣。讓學(xué)生樹立自信：學(xué)好單片機(jī)的學(xué)生能在就業(yè)市場(chǎng)上成為搶手的技能型人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜大源.職業(yè)教育學(xué)研究新論[M].教育科學(xué)出版社，2007.

[2]鄧澤民，陳慶合.職業(yè)教育課程設(shè)計(jì)[M].中國(guó)鐵道出版社，2006.

作者簡(jiǎn)介：黃青穎（1975-），女，江蘇丹陽人，碩士，講師，研究方向：建筑電氣工程技術(shù)。