《單片機技術(shù)應(yīng)用》課程一體化教學(xué)的探索與實踐

黃文

摘?要：《單片機技術(shù)應(yīng)用》是技工院校電子技術(shù)專、機電、電氣自動化及各相關(guān)專業(yè)高級工、預(yù)備技師培養(yǎng)的一門實踐性和綜合性都很強的課程，涉及內(nèi)容繁雜，學(xué)習(xí)難度大。為了培養(yǎng)學(xué)生的工作能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，本文對《單片機技術(shù)應(yīng)用》課程進行了一體化課程改革探索，并遵循“明確任務(wù)/獲取信息→制定計劃→作出決策→實施計劃→檢查控制→評價反饋”六步法，在教學(xué)中進行了一體化教學(xué)實踐。教學(xué)過程體現(xiàn)了“教學(xué)做”一體，展示了新時代技能人才培養(yǎng)“能力本位”的價值取向，取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：單片機;一體化;六步法;能力本位

一、一體化課程改革的探索

在《單片機技術(shù)應(yīng)用》一體化課程改革探索中，我打破了原有的教學(xué)模式，在對企業(yè)崗位典型工作任務(wù)分析的基礎(chǔ)上，重新整合了原教材的教學(xué)資源，制訂了五個單片機設(shè)計工作任務(wù)，采用從簡單到復(fù)雜的方式，以實用、夠用為原則，減少理論教學(xué)時數(shù)，增加實訓(xùn)教學(xué)時數(shù)，推行“教、學(xué)、做”一體化的教學(xué)模式，緊緊圍繞單片機項目設(shè)計工作任務(wù)的需要來開展教學(xué)，變知識本位為能力本位。

（一）典型工作任務(wù)描述

在企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，大量的自動控制設(shè)備和智能設(shè)備都使用單片機控制，需要電子工程技術(shù)人員依照生產(chǎn)工藝的控制要求，選擇單片機及其外圍器件，設(shè)計單片機硬件電路，并進行編程及系統(tǒng)調(diào)試，實現(xiàn)控制功能。電子工程技術(shù)人員接受任務(wù)后，制定工作計劃，根據(jù)任務(wù)要求，分析生產(chǎn)工藝中的控制要求，設(shè)計系統(tǒng)方案，選擇單片機及其外圍器件，進行I/O分配，設(shè)計并繪制電路圖，提交器件采購清單，領(lǐng)用器件和材料并檢測，準(zhǔn)備工具，安裝硬件電路、編程和系統(tǒng)仿真調(diào)試，確認(rèn)實現(xiàn)控制功能。填寫相關(guān)表格并交付相關(guān)部門驗收。在工作中嚴(yán)格按照作業(yè)規(guī)程做好安全防護措施，確保工作安全。按照現(xiàn)場管理規(guī)范清理場地、歸置物品。

（二）工作任務(wù)及學(xué)時分配

（三）工作（課程）目標(biāo)

（1）專業(yè)能力：通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生初步掌握單片機系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)方法，熟悉8051 指令系統(tǒng)，能夠具有單片機的項目開發(fā)能力、程序編寫能力、系統(tǒng)調(diào)試能力等。通過5個項目的“教、學(xué)、做”一體化教學(xué)，使得學(xué)生能夠掌握單片機的原理、匯編語言及程序設(shè)計、定時器/計數(shù)器、中斷、顯示及鍵盤、A/D、D/A 等知識。

（2）方法能力：通過本課程的學(xué)習(xí)，使得學(xué)生具有自主學(xué)習(xí)的能力，利用課余時間自主學(xué)習(xí)其他新型單片機，如AVR 單片機、PIC 單片機、C8051F 等，為將來從事小型智能化的電子產(chǎn)品開發(fā)打下堅實的基礎(chǔ)。

（3）社會能力：通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠?qū)纹瑱C設(shè)計感興趣，能夠?qū)W會與他人交流相處，以及團隊合作精神，為將來進入企業(yè)工作打下堅實的基礎(chǔ)。

二、一體化教學(xué)的實踐

技工院校一體化教學(xué)模式基本遵循6個步驟，即“明確任務(wù)/獲取信息→制定計劃→作出決策→實施計劃→檢查控制→評價反饋”，簡稱6步法。本人在《單片機技術(shù)應(yīng)用》課程一體化教學(xué)實踐過程中，由學(xué)校統(tǒng)一提供的實訓(xùn)資源有AT89S51或AT89S52單片機、Keil uVision2開發(fā)軟件、SLISP燒寫軟件、PROTEL電路設(shè)計軟件、計算機、數(shù)字萬用表、示波器、電烙鐵、信號發(fā)生器、熱風(fēng)槍等。其余相關(guān)技術(shù)資料、操作規(guī)程、工程作業(yè)表格、工藝文件、電子元件、PCB板等由學(xué)生根據(jù)工作任務(wù)要求，自行制訂、下載或采購。目的是讓學(xué)生獨立完成從元器件的選用、采購、安裝，到電路設(shè)計、程序編譯燒寫、仿真調(diào)試等整個開發(fā)制作流程的工程實踐。具體一體化教學(xué)實踐步驟如下：

（一）明確任務(wù)/獲取信息

按照學(xué)生成績排名，本人對授課班級學(xué)生進行分層分組，具體分成三層，并將學(xué)生合理分配到各組，再進行小組內(nèi)部角色分配，例如：組長、技術(shù)員、材料員、安全員、操作員等。同時引入企業(yè)真實工作情境，根據(jù)一體化課程標(biāo)準(zhǔn)制訂任務(wù)書、工作頁，準(zhǔn)備單片機、工具、儀器設(shè)備及開發(fā)軟件，向?qū)W生清晰地傳達每次學(xué)習(xí)的工作任務(wù)。

（二）制訂計劃

明確工作任務(wù)和學(xué)生分組結(jié)束之后，開始進入教學(xué)，第一步就是各學(xué)習(xí)小組制定工作任務(wù)實施計劃。在這之前，我要對工作任務(wù)所涉及的理論知識進行講解，同時提醒學(xué)生本項工作任務(wù)的基本架構(gòu)和相關(guān)要求。學(xué)生制定的計劃要明確小組成員的分工，要合理分配時間，明確查閱資料、電子器件選用及采購、電路設(shè)計、安裝硬件電路、編程和系統(tǒng)調(diào)試等整個工作過程的時間節(jié)點。本人還要對每個小組的工作計劃進行指導(dǎo)，要求學(xué)習(xí)小組中的每一個人都有具體工作任務(wù)，充分體現(xiàn)學(xué)生團隊合作能力和教、學(xué)、做有機融為一體。各小組的工作任務(wù)實施計劃在本人審核通過后開始執(zhí)行。

（三）做出決策

各學(xué)習(xí)小組按照制定的計劃，作出具體工程決策。決策要以工作過程系統(tǒng)化為導(dǎo)向，根據(jù)工作任務(wù)要求，制訂可操作性的技術(shù)規(guī)范、工藝流程、作業(yè)表格、操作規(guī)程等。具體應(yīng)包括以下內(nèi)容：

（1）工作任務(wù)要求分析表，系統(tǒng)設(shè)計方案等技術(shù)資料。

（2）元器件技術(shù)參數(shù)及采購清單，元器件選擇及檢測的要求。

（3）I/O分配原則，使用PROTEL軟件設(shè)計電路和繪制PCB圖的要求及步驟。硬件電路安裝的工藝流程。

（4）使用Keil uVision2和SLISP軟件編寫燒錄程序的要求及步驟。

（5）系統(tǒng)仿真及調(diào)試的流程及方法，標(biāo)注關(guān)鍵點的電壓、電流及波形等技術(shù)參數(shù)，明確作業(yè)規(guī)程，做好安全防護措施。

（四）實施計劃

我對各小組的決策審核通過后，開始工作任務(wù)的實施。在本人的示范和指導(dǎo)下，學(xué)習(xí)小組成員分工協(xié)作，采用學(xué)生主體，教師導(dǎo)學(xué)的教學(xué)理念，邊做邊學(xué)，邊做邊教，相關(guān)知識和相關(guān)能力訓(xùn)練均圍繞“問題展開，從元器件的檢測、組裝、程序設(shè)計、程序燒錄、系統(tǒng)調(diào)試一條龍實踐工程，最終完成工作任務(wù)。在工作任務(wù)實施過程中，本人采用案例分析、小組研討等方式，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和專業(yè)技能，同時培養(yǎng)學(xué)生交流能力和團隊協(xié)作能力，努力提升學(xué)生的社會能力。

（五）檢查控制

檢查控制是對學(xué)生操作過程的質(zhì)量控制。目前，一體化教師在檢查控制過程中往往疲于奔命”，在各小組之間來回巡邏，不斷解決學(xué)生操作遇到的問題，又要維持課堂秩序，警惕操作安全，精神高度緊張。如何保證學(xué)生動手操作的時間，如何控制課堂的秩序，這是一個考驗教師智慧的問題，本人嘗試以下方法進行解決：

（1）分批操作，充分利用課余時間布置工作頁、查閱資料、采購元器件、編寫程序、安裝電路等，高效利用課堂時間分批次進行硬件連接，檢測調(diào)試、軟硬件聯(lián)調(diào)等。

（2）模塊輪動，《單片機技術(shù)應(yīng)用》課程中的工作任務(wù)都可以安排成電路安裝、PROTEL電路設(shè)計、Keil uVision2軟件編程、SLISP軟件仿真燒錄等4個模塊輪動，提高了一體化課堂教學(xué)效率。

（六）學(xué)習(xí)評價

包括教師評價、學(xué)習(xí)小組評價和自評三部分。讓能力較強的學(xué)生陳述他的設(shè)計思想和設(shè)計過程、設(shè)計中的難題和解決方法以及自己的心得體會。讓進展不順的學(xué)生提出他在設(shè)計中沒能解決的難題，全班同學(xué)共同討論，集思廣益，找到解決問題的方法。這樣可以使學(xué)生互相學(xué)習(xí)，取長補短，拓寬知識面，活躍思維，能在以后的工作和學(xué)習(xí)中更好地完成工作任務(wù)。最后是本人對工作任務(wù)進行總結(jié)和點評，對各知識點進行梳理，對遇到的問題進行解疑，同時能將理論和實踐進行結(jié)合，達到了綜合能力的遷移，讓學(xué)生日后應(yīng)用到實踐工作中。

三、小結(jié)

知識是學(xué)生學(xué)會的，能力是學(xué)生練出來的，實踐證明一體化教學(xué)是行之有效的教學(xué)模式，是能力本位課程與傳統(tǒng)的知識本位課程的根本區(qū)別，也是解決我國現(xiàn)行教育模式培養(yǎng)的人才“高分低能”現(xiàn)象的有效途徑之一。所謂教無定法，本文只是講了幾點個人在單片機教學(xué)中推行一體化教學(xué)的幾點心得與體會。作為職教工作者，我們只有不斷改進教學(xué)方法，加強學(xué)生能力的培養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，才能為社會培養(yǎng)出大批具有工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力的應(yīng)用型技能人才。

參考文獻：

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