《計(jì)算機(jī)控制模塊》課程教學(xué)模式改革

摘 要：《計(jì)算機(jī)控制模塊》屬于“機(jī)電一體化校級(jí)特色專業(yè)建設(shè)”核心課程，課程融合了單片機(jī)、傳感器、C語言編程等相關(guān)課程內(nèi)容；隨著物聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，單片機(jī)結(jié)合數(shù)字傳感器應(yīng)用應(yīng)用越來越廣泛。根據(jù)《計(jì)算機(jī)控制模塊》課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，重新整合教學(xué)資源，調(diào)整教學(xué)重點(diǎn)，改革教學(xué)方法，使之更貼近工作崗位需求，改善人才培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；計(jì)算機(jī)控制模塊；教學(xué)改革

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.16.163

1 《計(jì)算機(jī)控制模塊》課程教學(xué)模式改革的必要性

物聯(lián)網(wǎng)的全面應(yīng)用為單片機(jī)和傳感器的發(fā)展指明了新的發(fā)展方向，新型傳感器更加數(shù)字化、智能化，線性度、靈敏度更高，并自帶補(bǔ)償功能，而傳統(tǒng)的《傳感器》課程更加注重原理的闡述，忽視其實(shí)際應(yīng)用；《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》課程在介紹單片機(jī)最小系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)放在I/O口應(yīng)用，而智能制造和物聯(lián)網(wǎng)則需要單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，而后組網(wǎng)通信，新技術(shù)的發(fā)展需要對(duì)《傳感器》、《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》兩門課程的知識(shí)點(diǎn)，重新篩選，去除冗余、補(bǔ)充新內(nèi)容，同時(shí)改革教法以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

2 原有課程體系教學(xué)中存在的問題

2.1 知識(shí)點(diǎn)分布不夠合理

以《傳感器》這門課程為例，下表列出傳統(tǒng)課程提綱及重點(diǎn)。

從上表看出，傳統(tǒng)教材，原理性內(nèi)容較多，內(nèi)容繁瑣，學(xué)生學(xué)習(xí)掌握起來無從下手；《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》雖然采用項(xiàng)目化教學(xué)，但其知識(shí)點(diǎn)過于偏重單片機(jī)最小系統(tǒng)，而忽視了與傳感器、通信協(xié)議的結(jié)合，降低其實(shí)用性，根據(jù)就業(yè)反饋的情況來看，學(xué)生遇到諸如RS485通信，溫度、流量數(shù)據(jù)采集等問題不知如何下手，這都是由于知識(shí)點(diǎn)分布不合理造成的。

2.2 與實(shí)踐體系結(jié)合不夠緊密

《傳感器》課程雖然有部分實(shí)驗(yàn)裝置，但多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，只“知其然”而不知“其所以然”，對(duì)技能的掌握只停留在淺層次，不利于知識(shí)的遷移；《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》采用C51語言編程，整合了部分C語言知識(shí)，但采用的是Keil+Proteus的仿真路線，學(xué)生雖然掌握一定的編程技術(shù)，但諸如精確定時(shí)1ms，示波器的使用等基本實(shí)戰(zhàn)技能卻掌握不夠熟練，為后續(xù)的發(fā)展埋下“隱患”。

2.3 考核方法不夠科學(xué)

《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》、《傳感器》兩門課程采用的是傳統(tǒng)考核方法：期末考試+平時(shí)成績(jī)，這種“一張卷子”[1]的考核方式，很容易使學(xué)生重回“應(yīng)試模式”的老路，極大的降低學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也不利于“工匠精神”的培養(yǎng)。

3 課程教學(xué)模式改革的具體措施

3.1 改革課程的組織方式

以前的教學(xué)，《傳感器》、《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》是兩門獨(dú)立的課程，學(xué)生學(xué)完后往往只知道有傳感器和單片機(jī)，兩種東西的存在，或者只會(huì)做一些仿真、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，而不知道兩者的結(jié)合。而實(shí)際應(yīng)用中兩者往往是分不開的，如下是整合后的部分知識(shí)點(diǎn)：（1）模塊名稱：智能小車門禁、智能溫濕度采集、智能紅綠燈路口、智能車庫通風(fēng)；（2）項(xiàng)目?jī)?nèi)容：智能小車循跡、入庫、溫濕度采集與傳輸、智能小車過十字路口、小車控制車庫通風(fēng)系統(tǒng)；（3）核心知識(shí)點(diǎn)：PWM波形、步進(jìn)電機(jī)控制、溫濕度傳感器、2.4GHz無線通信、顏色傳感器、風(fēng)扇電機(jī)控制。

3.2 改革教學(xué)方法和教學(xué)手段

根據(jù)單片機(jī)和傳感器調(diào)整后的知識(shí)點(diǎn)，靈活采用各種教學(xué)方法諸如項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法、小組討論、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)等，注重課堂中“教師”角色的轉(zhuǎn)變，由一個(gè)知識(shí)傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)技能傳授者，按照師傅帶徒弟的行為和思維習(xí)慣教學(xué)。在改革教學(xué)方法上采用以下三種：

（1）確立“師徒”關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生入門。職業(yè)院校的老師，不僅僅“傳道”，更主要的是“授業(yè)”。選擇讀職校的學(xué)生，“理論弱、實(shí)踐強(qiáng)”是共通的特點(diǎn)，改變他們的思維習(xí)慣，是首要任務(wù)，焊接一塊電路板、完成一個(gè)小實(shí)驗(yàn)，會(huì)讓學(xué)生有成就感，電子技能知識(shí)點(diǎn)繁多，學(xué)生不容全盤掌握，只有通過長(zhǎng)年累月的提問、實(shí)踐，“螺旋式”上升法，才能讓學(xué)生慢慢積累起掌握技能的方法，這就是“師徒”關(guān)系的確立。

（2）由淺入深，合理設(shè)置項(xiàng)目。項(xiàng)目的設(shè)置需要緊跟學(xué)生的實(shí)際情況，前期項(xiàng)目的以數(shù)碼管、按鍵、LED燈等為主，逐漸過渡到LCD、A/D轉(zhuǎn)換、串口通信等內(nèi)容，期間穿插C語言基礎(chǔ)訓(xùn)練，這一點(diǎn)是必須的；前期項(xiàng)目的代碼不宜過長(zhǎng)，比如音樂播放器，會(huì)讓學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生錯(cuò)誤的方法。經(jīng)過前期單片機(jī)基本編程方法的訓(xùn)練，后期再加上傳感器的綜合訓(xùn)練，能讓學(xué)生真正掌握單片機(jī)和傳感器的用法。

（3）多種教學(xué)平臺(tái)靈活應(yīng)用。結(jié)合本學(xué)院教學(xué)資源，以及單片機(jī)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)特點(diǎn)，將訓(xùn)練過程劃分成Proteus仿真[2]、開發(fā)板驗(yàn)證、高職省賽實(shí)驗(yàn)平臺(tái)拔高三個(gè)階段，階段與項(xiàng)目充分融合，不僅培養(yǎng)學(xué)生技能，也能讓學(xué)生體驗(yàn)真實(shí)的開發(fā)環(huán)境，有助于進(jìn)入崗位角色。

3.3 構(gòu)建多元化的考核評(píng)價(jià)體系

采用項(xiàng)目式教學(xué)評(píng)分法，對(duì)每個(gè)項(xiàng)目逐個(gè)打分，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)從焊接工藝、程序思路、綜合調(diào)試三方面入手，全面考核學(xué)生實(shí)踐能力，并反饋到教師端，發(fā)現(xiàn)問題、及時(shí)解決形成良好“互動(dòng)”。

經(jīng)過本校15級(jí)機(jī)電一體化專業(yè)160名學(xué)生的“測(cè)試”，《計(jì)算機(jī)控制模塊》課程改革，課堂效果良好，學(xué)生對(duì)單片機(jī)技術(shù)的興趣度普遍提高，改革成功經(jīng)驗(yàn)將在后續(xù)的年級(jí)中推廣，并融合新的高職省賽試題及時(shí)更新；21世紀(jì)是物聯(lián)網(wǎng)的世紀(jì)，新型傳感器層出不窮，必將推動(dòng)《計(jì)算機(jī)控制模塊》融入新知識(shí)、技能點(diǎn)，為機(jī)電一體化人才的深化培養(yǎng)作出新的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]于莉.高職單片機(jī)教學(xué)改革的研究于實(shí)踐[J].高教論壇，2010，11（11）.

[2]李昌，許裕華.基于虛擬實(shí)驗(yàn)軟件的高職單片機(jī)教學(xué)改革[J].中國(guó)教育信息化，2013，12（12）.

作者簡(jiǎn)介：廖廣益（1980-），男，講師，研究方向：計(jì)算機(jī)嵌入式技術(shù)、機(jī)電一體化。