對單片機(jī)課程教學(xué)模式改革的分析與思考

楊暾

摘 要：近年來，在新教改精神的引領(lǐng)下，中職單片機(jī)課程的教學(xué)模式改革逐漸形成了相對穩(wěn)定的幾種不同的實施模式。有的模式漸顯落伍，有的模式需要合理選擇運用。完整的單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用項目包括硬件開發(fā)與軟件控制交叉融合、相互滲透兩個方面，單片機(jī)課程的教學(xué)需要兼顧軟硬件技術(shù)。單片機(jī)課程教學(xué)模式的選擇受學(xué)校專業(yè)師資水平、教學(xué)硬件資源條件等多方面因素的制約。推進(jìn)中職單片機(jī)課程的教學(xué)模式改革，需要注重提高課程師資水平，與專業(yè)課程改革相統(tǒng)一、相融合。

關(guān)鍵詞：中職;單片機(jī)課程;教學(xué)模式

“單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用”是中職電子技術(shù)類專業(yè)的專業(yè)平臺課程，前與“電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能”“專業(yè)通用技能實訓(xùn)”“EDA技術(shù)”等專業(yè)平臺課程相承接，后與專業(yè)方向課程、職業(yè)崗位技術(shù)技能相聯(lián)系，在中職電子技術(shù)類專業(yè)課程體系中起到承上啟下的連接作用。課程的知識與綜合技術(shù)技能水平要求較高，在專業(yè)課程體系中有著重要的地位。

1 ? ?單片機(jī)課程現(xiàn)行常見的教學(xué)實施模式分析

1.1 ?單片機(jī)軟件編程（匯編語言或C語言）教學(xué)

單片機(jī)課程的教學(xué)模式基本上是傳統(tǒng)的單片機(jī)技術(shù)相關(guān)的編程語言（匯編語言或C語言）課程的沿習(xí)，被定位于專業(yè)理論課程，上課形態(tài)以教師講授為主，內(nèi)容是抽象難懂的單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與匯編語言編程，或者先進(jìn)一點，將匯編語言換成編程效率與學(xué)習(xí)效率都比較高的C語言，通常能夠輔以一定量的上機(jī)編程實驗。課程實施過程中，基本上不涉及單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用電路的實際編程操控，不能被稱為真正意義上的單片機(jī)技術(shù)課程。

1.2 ?單片機(jī)軟件編程加軟件（Proteus）仿真教學(xué)

單片機(jī)軟件編程加軟件（Proteus）仿真教學(xué)的單片機(jī)課程教學(xué)模式，在單片機(jī)軟件編程（匯編語言或C語言）教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，增加了軟件虛擬仿真的內(nèi)容，是一種明顯的進(jìn)步。由于仿真的介入，編程教學(xué)結(jié)合單片機(jī)技術(shù)控制與應(yīng)用更加具體、貼切，程序設(shè)計更加針對單片機(jī)應(yīng)用的技術(shù)性問題，而不是空泛的編程語言程序算法，向單片機(jī)技術(shù)邁進(jìn)了一大步。但是仍然沒有涉及單片機(jī)實際應(yīng)用電路的技術(shù)控制，所以仍然不能被稱為真正意義上的單片機(jī)技術(shù)課程。

1.3 ?單片機(jī)軟件編程、仿真（Proteus）加單片機(jī)實驗裝置實訓(xùn)教學(xué)（技能大賽）

單片機(jī)軟件編程、仿真（Proteus）加單片機(jī)實驗裝置實訓(xùn)教學(xué)（技能大賽）的模式，在單片機(jī)軟件編程加軟件（Proteus）仿真教學(xué)教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，增加了單片機(jī)實驗裝置實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生真正實際接觸到了單片機(jī)技術(shù)在現(xiàn)實物理層面上的應(yīng)用。通過技能大賽學(xué)生的實踐能力得到極大提升，并從技能大賽層面迅速提高了單片機(jī)課程教學(xué)實施的技術(shù)應(yīng)用層次。由于單片機(jī)實驗裝置所具有的硬件設(shè)計的可能性（通過連線與排線可按需設(shè)計硬件連接關(guān)系），綜合體現(xiàn)與滿足了單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用開發(fā)過程中軟硬件設(shè)計一體化的特點與需要，成為一種真正意義上的全面的單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用課程。但是也存在明顯的局限性，一方面，是單片機(jī)實驗裝置與實際的單片機(jī)控制電路存在很大的結(jié)構(gòu)與形態(tài)差異，雖然在功能上單片機(jī)實驗裝置能夠模擬單片機(jī)控制電路，但是在其使用與操控方面存在很大的區(qū)別，從單片機(jī)實驗裝置走向?qū)嶋H的單片機(jī)控制電路，中間還須有一個過渡過程。另一方面，單片機(jī)實驗裝置體量巨大，集成度低，難以移動，學(xué)習(xí)者只能在學(xué)校的單片機(jī)實訓(xùn)室現(xiàn)場學(xué)習(xí)，具有一定的使用局限性。

1.4 ?單片機(jī)軟件編程、仿真（Proteus）加PCB單片機(jī)實驗板實訓(xùn)教學(xué)

單片機(jī)軟件編程、仿真（Proteus）加PCB單片機(jī)實驗板實訓(xùn)教學(xué)模式，克服了單片機(jī)軟件編程、仿真（Proteus）加單片機(jī)實驗裝置實訓(xùn)教學(xué)（技能大賽）教學(xué)模式的局限性，學(xué)習(xí)者實際操控的是真實的便攜式單片機(jī)電路板，而且許多單片機(jī)電路板上也設(shè)計了便于硬件互聯(lián)的接口與配套的連線排線，保持了硬件連接關(guān)系設(shè)計的靈活性。單片機(jī)學(xué)習(xí)的硬件是一種非常理想的學(xué)習(xí)條件配置。只要學(xué)生家中有電腦，安裝了編程與仿真軟件，就完全可以將實驗板輕松帶回家繼續(xù)學(xué)習(xí)，拓展了課余學(xué)習(xí)的無限可能性。

1.5 ?單片機(jī)軟件編程、仿真（Proteus）加自制萬能板單片機(jī)實驗板實訓(xùn)教學(xué)

單片機(jī)軟件編程、仿真（Proteus）加自制萬能板單片機(jī)實驗板實訓(xùn)教學(xué)模式，與單片機(jī)軟件編程、仿真（Proteus）加PCB單片機(jī)實驗板實訓(xùn)教學(xué)模式的主要區(qū)別在于所用的單片機(jī)實驗板不同。與采購現(xiàn)成的PCB單片機(jī)實驗板比較，采用自制萬能板設(shè)計制作單片機(jī)實驗板，是一種DIY式的單片機(jī)學(xué)習(xí)硬件生成模式。在萬能板上靈活設(shè)計了眾多便于硬件互聯(lián)的接口與配套的連線排線，節(jié)省了大量的固定連線及相應(yīng)的布線空間，凸顯了其硬件連接關(guān)系設(shè)計的靈活性。同時，還可以強(qiáng)化電子技術(shù)類專業(yè)學(xué)生已有的電子電路組裝操作技能實踐，強(qiáng)化學(xué)生對單片機(jī)各硬件單元電路的深入理解，強(qiáng)化單片機(jī)硬件技術(shù)的學(xué)習(xí)，是前述4種教學(xué)實施模式所不具有的獨特優(yōu)勢。

2 ? ?單片機(jī)課程教學(xué)模式改革的思考

分析以上5種不同的單片機(jī)課程教學(xué)實施模式，可以看到，其產(chǎn)生的教學(xué)效果有很大不同，應(yīng)該說，有的教學(xué)模式嚴(yán)格意義上講是不能充分落實單片機(jī)課程教學(xué)目標(biāo)的。接下來，文章對單片機(jī)課程教學(xué)模式改革做以下幾點思考。

2.1 ?單片機(jī)課程教學(xué)模式的選擇

單片機(jī)課程教學(xué)模式的選擇受學(xué)校專業(yè)師資水平、教學(xué)硬件資源條件等多方面因素的制約，優(yōu)先考慮的應(yīng)該是確保課程的實施能夠達(dá)到課程教學(xué)目標(biāo)的要求。從嚴(yán)格意義上單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用的角度來說，完整的單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用項目應(yīng)該包括硬件開發(fā)與軟件控制交叉融合、相互滲透的兩個方面。上述幾種單片機(jī)課程教學(xué)模式中，教學(xué)模式1完全與單片機(jī)硬件技術(shù)絕緣，不能保證達(dá)成單片機(jī)課程教學(xué)目標(biāo)，因而應(yīng)該盡早淘汰。教學(xué)模式2采用軟件（Proteus）仿真教學(xué)，勉強(qiáng)彌補(bǔ)了硬件條件的空缺，對于經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后、辦學(xué)條件困難地區(qū)的學(xué)校，可以允許一定時期的存在，但是也應(yīng)盡快完善硬件教學(xué)條件，實現(xiàn)從虛擬到現(xiàn)實的跨越。后3種教學(xué)實施模式兼具軟硬件學(xué)習(xí)功能，可以結(jié)合各校實際情況合理選擇。

2.2 ?單片機(jī)課程的教學(xué)需要注重軟硬件技術(shù)兼顧

傳統(tǒng)的單片機(jī)課程教學(xué)主要注重軟件技術(shù)的教學(xué)，能將程序編制好，程序功能正常，就算大功告成。實際的單片機(jī)技術(shù)開發(fā)是離不開硬件開發(fā)的，硬件是單片機(jī)技術(shù)的物理載體，要注重單片機(jī)技術(shù)在硬件條件上的落實。前述第3—5種教學(xué)模式都是在不同硬件條件下的課程實施，各具特色，可以合理取舍。

2.3 ?注重單片機(jī)課程師資水平的提高

單片機(jī)課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成的關(guān)鍵因素是教師。硬件條件再好，師資水平跟不上，教學(xué)效果也出不來。學(xué)校教師中有高水平的單片機(jī)技能大賽選手，往往會在單片機(jī)課程的實施中采用模式3。教師中有高水平的單片機(jī)技術(shù)愛好者，則采用模式4教學(xué)就會駕輕就熟。模式5的教學(xué)對專業(yè)教師的要求則是多方面的，教師要在手工焊接組裝工藝方面技藝高超、萬能板電路設(shè)計經(jīng)驗豐富、單片機(jī)外圍控制電路單元理解深厚、實訓(xùn)教學(xué)的設(shè)計規(guī)劃與流程調(diào)控符合學(xué)情等。從教學(xué)實踐的情況來看，運用模式5開展單片機(jī)課程教學(xué)的情況不多，而從單片機(jī)技術(shù)課程的教學(xué)需要來看，在師資水平能夠達(dá)到要求的情況下，模式5可能是最能夠充分達(dá)成單片機(jī)課程軟硬件應(yīng)用技術(shù)教學(xué)目標(biāo)的選擇。因此，單片機(jī)課程的教師需要多加鉆研，苦練內(nèi)功，不斷提高教學(xué)技藝。

2.4 ?單片機(jī)課程的教學(xué)改革需要與專業(yè)課程改革相統(tǒng)一、相融合

單片機(jī)課程的改革并不能局限于單一課程，因為在電子技術(shù)類專業(yè)的課程體系結(jié)構(gòu)中，單片機(jī)課程具有十分特殊而又重要的地位。單片機(jī)課程在中職電子技術(shù)類專業(yè)課程體系中處于金字塔的頂層，在學(xué)習(xí)之前已經(jīng)學(xué)習(xí)了電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能類專業(yè)基礎(chǔ)課程以及“電子產(chǎn)品裝配工藝”“電工電子測量技術(shù)”“電子CAD”“電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝”等專業(yè)技術(shù)課程。

在單片機(jī)課程教學(xué)中，前期相關(guān)的專業(yè)課程中所學(xué)到的專業(yè)知識與技能，都將在學(xué)生的單片機(jī)課程的學(xué)習(xí)過程中發(fā)揮基礎(chǔ)性與支撐性的作用。割裂單片機(jī)課程與專業(yè)課程之間的聯(lián)系進(jìn)行課程教學(xué)改革，是難以取得突破性進(jìn)展的。所以，單片機(jī)課程的形態(tài)應(yīng)該具有綜合性課程的特征，在單片機(jī)課程中融合、強(qiáng)化前期課程的知識技能，只有兼顧培養(yǎng)學(xué)生后續(xù)專業(yè)發(fā)展的潛質(zhì)，才能充分達(dá)成課程教學(xué)目標(biāo)。模式5利用學(xué)生前期課程中學(xué)成的知識技能自制基于萬能板的單片機(jī)實驗板，就是課程融合的生動體現(xiàn)。