高職單片機技術(shù)課程“微課”教學設(shè)計與分析

【摘要】針對高職電類專業(yè)《單片機技術(shù)》課程教、學難的問題，文章分析了現(xiàn)階段單片機技術(shù)課程的教學現(xiàn)狀、微課的特點。文章提出了將微課技術(shù)應(yīng)用于單片機技術(shù)教學、并進行了實踐，從結(jié)果看：微課能有效提高教學質(zhì)量和人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】高職 單片機技術(shù) 微課 教學設(shè)計

【中圖分類號】TP391.7 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089（2018）46-0210-02

1.單片機技術(shù)課程教學

單片機技術(shù)作為高職電類專業(yè)的專業(yè)必修的核心課程，是電類專業(yè)人才的重要專業(yè)技能，是進行電子產(chǎn)品開發(fā)的基礎(chǔ)，單片機技術(shù)課程在高職電類專業(yè)人才培養(yǎng)中占有舉足輕重的作用。單片機技術(shù)應(yīng)用需要綜合運用多個相關(guān)學科的知識，其教學效果將直接影響學生的專業(yè)認同和專業(yè)自信[1]。

隨著單片機技術(shù)的發(fā)展，涉及的新技術(shù)新內(nèi)容愈加廣泛，致使課程內(nèi)容不斷更新與增加對教學提出了更高的要求，以往的教學模式很難滿足現(xiàn)階段高職院校的人才培養(yǎng)目標。所以在教學過程中，教師需要尋找開發(fā)更加符合需要的教學方法與手段來實現(xiàn)教學需求。

目前的單片機技術(shù)教學大都是沿用了類似專業(yè)基礎(chǔ)課程的以理論講授為主，實踐訓(xùn)練為輔教學模式。導(dǎo)致的結(jié)果是不能充分體現(xiàn)單片機技術(shù)課程重點培養(yǎng)學生動手能力和創(chuàng)新能力的教學目標。如教學中普遍采用是首先大篇幅講授單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、引腳功能、存儲器結(jié)構(gòu)，接著講授單片機語言及編程，再講單片機內(nèi)部資源中斷的管理、定時器/計數(shù)器的原理、串行接口的原理與結(jié)構(gòu)。致使學生學習內(nèi)容不能有效理論聯(lián)系實際，繁雜的原理分析會影響學生的學習興趣，且教學內(nèi)容不能體現(xiàn)技術(shù)的發(fā)展趨勢。

單片機技術(shù)課程涉及內(nèi)容包括《模擬電子技術(shù)》、《數(shù)字電子技術(shù)》《電路設(shè)計與制版》、《C語言程序設(shè)計》等課程。目前，微課在高職單片機技術(shù)課程中的應(yīng)用相對較少，在移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)廣泛普及的今天，對單片機技術(shù)進行與時俱進的教學改革成為了一種提高教學效果的必要條件：（1）移動互聯(lián)網(wǎng)在學生中應(yīng)用普遍，學生獲取知識途徑廣泛，思維活躍、個性突出；（2）單片機技術(shù)發(fā)展日新月異，注重培養(yǎng)學生的自學創(chuàng)造能力，教學方式需要跟上技術(shù)和時代的發(fā)展；（3）單片機技術(shù)課程的一些概念和原理抽象、內(nèi)容繁雜，學生很難獲得的全面認識、理解和掌握；（4）課堂傳授為主的知識傳授方式途徑受限，難以解決課程內(nèi)容廣泛和知識新穎性的問題；（5）不斷發(fā)展的趨勢對學生提出了更高的要求?；谝陨系那闆r，對單片機技術(shù)課程的教學狀況進行分析，以下方面的問題廣泛存在于傳統(tǒng)單片機的教學過程中：授課內(nèi)容與社會需求脫節(jié)，教學手段欠缺，忽視學生主體地位與創(chuàng)新精神培養(yǎng)等。

2.微課以其獨特的特點為課改提供了新思路

關(guān)于某個知識點的及其相關(guān)的教學設(shè)計、素材及點評等輔助性內(nèi)容的教學視頻[2]是微課的核心，特點是學習時間靈活，篇幅精煉，突出重點，內(nèi)容新穎，素材豐富，能有效解決上述教學中遇到的問題。（1）短時間內(nèi)能形象直觀的方式傳遞教學內(nèi)容，直觀形象教學效果好；（2）突出的重點提高了學生對學習內(nèi)容的理解與吸收；（3）新穎、豐富的教學資源提高了授課內(nèi)容的質(zhì)量；（4）移動互聯(lián)網(wǎng)的普及使學生任何時間和地點可以方便自主地訪學習，學習時間靈活、重點突出教學效果好。

3.微課在單片機技術(shù)課程中的應(yīng)用研究

由于單片機技術(shù)課程微課的教學資源豐富、內(nèi)容新穎、能緊貼技術(shù)發(fā)展和社會需求。在實際教學中發(fā)現(xiàn)，學生對這類教學模式興趣濃烈，能利用碎片化的時間進行自主學習。

單片機技術(shù)的應(yīng)用廣泛性、技術(shù)的發(fā)展性、內(nèi)容復(fù)雜性的特點也適合微課的應(yīng)用。在進行的微課項目設(shè)計中，既包含了單片機技術(shù)的內(nèi)容，也包括了應(yīng)用單片機技術(shù)開發(fā)產(chǎn)品時必須用到的最新設(shè)計軟件，還包括了單片機技術(shù)開發(fā)過程中應(yīng)用到的儀器設(shè)備的使用方法，安全事項等。例如，（1）實驗儀器和設(shè)備的微課《XX型號示波器的使用》通過錄像和動畫形式形象的使學生認識和了解單片機必備儀器設(shè)備使用方法；（2）微課《“keil+proteus”軟件仿真示波器和函數(shù)信號發(fā)生器使用》通過視頻和動畫形式形象展示進行調(diào)試軟件使用方法的了解和電路組建；（3）微課《單片機函數(shù)發(fā)生器設(shè)計》中，利“keil+proteus”產(chǎn)生方波、三角波、正弦波、鋸齒波等多種波形，波形的周期可用程序改變，并可根據(jù)需要選擇輸出，使得抽象的函數(shù)信號發(fā)生器設(shè)計原理以直觀簡單的方式顯示出來。學生利用智能手機隨時進行碎片化學習，甚至能自主學習最新發(fā)展的單片機技術(shù)，滿足不同學生差異化的學習需求；（4）在“定時器中斷的設(shè)計”的微課中，由于課程內(nèi)容復(fù)雜：首先講解了用哪個中斷——定時器T0中斷中斷號1。接著講解觸發(fā)條件是什么——開總中斷EA=1，此中斷源的中斷允許位為ET0=1，開啟此中斷TR0=1。最后講解中斷之后干什么——開始計時，多少時間中斷一次？并按照要求顯示數(shù)碼管。傳統(tǒng)授課形式學生很難學懂。微課能把把繁雜的設(shè)計過程直接展示出來，提高了學生的學習效果，鍛煉了學生工程能力，激發(fā)學生學習的興趣，在設(shè)計要求學生設(shè)計原理圖、電路仿真、識別判斷元器件、電路搭建焊接檢查、程序下載、最總完成軟硬件聯(lián)調(diào)，達到了學以致用的目的；（5）在微課“數(shù)字鐘設(shè)計”中，由于數(shù)字鐘是一種用軟件實現(xiàn)計時，即用單片機內(nèi)部的可編程定時/計數(shù)器來實現(xiàn)時、分、秒計時的電路。要求學生軟件方面完成微秒us、毫秒ms、秒s的換算以及分、秒的60進制和小時的24進制換算，并進行正常顯示；硬件電路方面，要求學生能使用AT89單片機內(nèi)部振蕩器外接晶體諧振器以及電容C1和C2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路與作為反饋元件構(gòu)成一個自激振蕩器。對晶體振蕩器的值、電容類型的選擇要求考慮頻率精度和振蕩穩(wěn)定性。焊接電路板時，晶體振蕩器和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機芯片靠近，以減少寄生電容，更好地保證震蕩器的穩(wěn)定和可靠地工作。通過微課，學生能直觀的了解數(shù)字鐘的設(shè)計，進一步的單片機內(nèi)部的可編程定時/計數(shù)器的原理及使用方法、硬件電路設(shè)計、軟件設(shè)計進行學習與掌握，達到了理論聯(lián)系實踐的目的；（6）如在“雙機通訊”的微課內(nèi)容中，以動畫形式形象化展示實現(xiàn)UART通信兩步：首先初始化串行通信口，配置SCON：設(shè)定串口方式（SM0及SM1位配置4種方式）；串口是否要接收數(shù)據(jù)（REN位），設(shè)定PCON寄存器的SMOD位（若非串口方式0），允許使用中斷（ES），開啟UART中斷（EA）。其次是程序?qū)崿F(xiàn)：編寫發(fā)送/接收數(shù)據(jù)代碼及中斷服務(wù)程序等。

教學實踐證明，單片機技術(shù)微課能很好的展現(xiàn)單片機技術(shù)應(yīng)用廣泛性、技術(shù)的發(fā)展性、內(nèi)容復(fù)雜性的特點，滿足學生在移動互聯(lián)網(wǎng)時代性自主學習的需要，實現(xiàn)對學生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，實現(xiàn)了高效課堂的教學目標。

4.結(jié)語

本文通過深入分析單片機技術(shù)課程現(xiàn)階段所面臨的各種問題及微課自身的特點，得出結(jié)論：由于單片機技術(shù)課程本身的一些特點特別適合進行微課的開展，通過對微課的合理應(yīng)用，能夠很好的提高單片機技術(shù)課程的教學效果，為實現(xiàn)高職院校優(yōu)質(zhì)課程、高效課堂提供了具有實效性較強的信息化教學手段。

參考文獻：

[1]呂燚，劉偉.微課與工程案例相結(jié)合的單片機課程教學改革研究[J].實驗科學與技術(shù)，2017（5）

[2]楊保華，李俊玲，王艷，朱敏.高職電類專業(yè)基礎(chǔ)類課程“微課”教學設(shè)計與分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2017（24）

作者簡介：

沈治國（1977.05-），男，漢族，湖南長沙人，副教授，碩士，主要從事電子技術(shù)、單片機技術(shù)教育研究。