淺談中職學(xué)校單片機(jī)課程教學(xué)

劉志旺

【摘要】當(dāng)前傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)已不能適應(yīng)中職學(xué)校的培養(yǎng)目標(biāo)，單片機(jī)教學(xué)必須要進(jìn)行改革。文章將介紹傳統(tǒng)單片機(jī)教學(xué)的弊端、改革的必要性和在教學(xué)中的一些探索。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī)；教學(xué)改革；教學(xué)設(shè)計(jì)

單片機(jī)是一門理論與實(shí)踐性均很強(qiáng)的學(xué)科，是電子技術(shù)專業(yè)一門很重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。但是傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)一般均以學(xué)科體系為出發(fā)點(diǎn)，注重課程本身的體系結(jié)構(gòu)和前后的邏輯聯(lián)系，卻忽略了如何教的問題。本文就單片機(jī)的教學(xué)改革談?wù)効捶ā?/p>

一、教學(xué)改革的必要性

傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)，都是以單片機(jī)的結(jié)構(gòu)為主線，先講單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)，接著是指令和軟件編程，然后是單片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展和各種外圍器件的應(yīng)用，最后再講一些實(shí)例。

按照此種教學(xué)模式，學(xué)生普遍感到難學(xué)。尤其是職業(yè)學(xué)校的學(xué)生，很多還沒有接觸過計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，甚至數(shù)字電路也是剛剛接觸，要他去理解單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，實(shí)在不容易。至于很多書一開始就提出總線、地址等概念，更使學(xué)生難以理解，不管用什么巧妙的比方都不容易讓學(xué)生理解。

于是學(xué)生糊里糊涂地學(xué)完了第一部分單片機(jī)原理與結(jié)構(gòu)，接著第二部分一開始就是單片機(jī)的七種尋址方式，更抽象，很多學(xué)生直到學(xué)完單片機(jī)還不能理解尋址方式究竟是什么意思，為什么需要這么多尋址方式，剛開始學(xué)當(dāng)然更不懂了。然后是單片機(jī)指令，111條指令，又不分重點(diǎn)，反正全是要記住的，等到指令全部學(xué)完，大部分學(xué)生已對(duì)單片機(jī)望而生畏，開始打退堂鼓了。

第三部分是單片機(jī)軟件編程。如果說前面的東西不能理解，還能靠記憶來獲得知識(shí)的話，這部分就純粹是理解和掌握了。如果以前沒學(xué)過編程，短時(shí)間內(nèi)很難掌握編程的有關(guān)知識(shí)，更不必說編程技巧了?？墒墙滩纳厦髅饕?guī)定，要編出這樣、那樣的程序，學(xué)的人編不出來，當(dāng)然只會(huì)認(rèn)為教材的要求是合理的，應(yīng)該做到的，我做不到就是我沒學(xué)好。

此外，現(xiàn)在的單片機(jī)教材基本都是以單片機(jī)為藍(lán)本來學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)原理，而不純?yōu)閷W(xué)習(xí)單片機(jī)技術(shù)。在教材、教學(xué)過程的安排上又沒有考慮學(xué)生的接受能力，使學(xué)生學(xué)習(xí)的過程是一個(gè)不斷充滿挫折的過程，于是很多學(xué)生認(rèn)為單片機(jī)入門難。

另外，在中職單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)中，長(zhǎng)期以來理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)，分開進(jìn)行。在課堂教學(xué)中學(xué)生均是處于被動(dòng)接受狀態(tài)，無法主動(dòng)參與整個(gè)教學(xué)活動(dòng)，沒能達(dá)到以學(xué)生為中心、以培養(yǎng)學(xué)生操作技能為目的的職業(yè)技術(shù)教育宗旨。盡管安排有實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)，但實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)與課堂教學(xué)環(huán)節(jié)沒能做到相互連貫、相互印證，實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目與課堂教學(xué)內(nèi)容相關(guān)聯(lián)程度不夠，課堂教學(xué)與學(xué)生練習(xí)沒能達(dá)到有機(jī)結(jié)合，習(xí)題與課堂內(nèi)容沒能緊密相扣，考試形式和內(nèi)容多以理論為主，僅憑一張?jiān)嚲碓u(píng)定學(xué)生能力，沒能體現(xiàn)考查學(xué)生實(shí)際應(yīng)用知識(shí)的動(dòng)手實(shí)踐能力。

總之，傳統(tǒng)的單片機(jī)教材和教學(xué)過于重視知識(shí)體系的演繹和推理，加之單片機(jī)課程本身所固有的抽象性、教學(xué)傳統(tǒng)尚存在的諸多問題，使大多數(shù)學(xué)生對(duì)單片機(jī)課程產(chǎn)生了畏懼心理，以至于影響他們學(xué)習(xí)的積極性，使之變成“問題課程”，不僅讓學(xué)生對(duì)后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)產(chǎn)生一定阻礙，教學(xué)質(zhì)量也大大降低了。因此，對(duì)單片機(jī)課程進(jìn)行教學(xué)改革是十分必要的。

二、教改的分析

（一）單片機(jī)改革課程內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)

單片機(jī)的教學(xué)內(nèi)容具有較強(qiáng)的抽象性，這是歷史的沿襲。因此該課程對(duì)學(xué)生思辨能力和思維靈活性的要求相對(duì)較高。我國現(xiàn)行的相關(guān)教材中知識(shí)相對(duì)陳舊，教學(xué)內(nèi)容很少體現(xiàn)單片機(jī)知識(shí)在相關(guān)專業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用，使學(xué)用脫節(jié)——既未能體現(xiàn)“素質(zhì)教育”的現(xiàn)代教育理念，也沒有體現(xiàn)單片機(jī)針對(duì)各專業(yè)所應(yīng)有的“專業(yè)基礎(chǔ)性”。另外，在實(shí)際教學(xué)中，不同學(xué)生對(duì)單片機(jī)課程的不同學(xué)習(xí)需求也未能得到足夠重視。

因此，對(duì)單片機(jī)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行必要的取舍和更新就顯得十分必要。

改革后的單片機(jī)課程內(nèi)容采用模塊、課題、任務(wù)體系結(jié)構(gòu)，將整門課程劃分為多個(gè)模塊，每一模塊由多個(gè)課題組成，每一課題由一個(gè)或多個(gè)任務(wù)組成，每一任務(wù)由任務(wù)目標(biāo)、任務(wù)分析、相關(guān)知識(shí)和任務(wù)實(shí)施四個(gè)相互連貫的部分組成。

（二）單片機(jī)改革教學(xué)內(nèi)容組織方式

受傳統(tǒng)教育理念的影響，當(dāng)前單片機(jī)的課堂教學(xué)方法和手段明顯落后。特別是在中職教育的新形勢(shì)下，如何開展單片機(jī)學(xué)習(xí)方法的研究，為學(xué)生提供有針對(duì)性的學(xué)習(xí)指導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，應(yīng)是教學(xué)改革中亟待加強(qiáng)研討的重點(diǎn)內(nèi)容之一。 建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)習(xí)的過程就是學(xué)生在自己頭腦中對(duì)知識(shí)的意義進(jìn)行建構(gòu)的過程。在這個(gè)建構(gòu)過程中，學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)知不能依賴于知識(shí)的灌輸，也不是對(duì)書本內(nèi)容的記憶和對(duì)教師思維的重復(fù)，而是在學(xué)生完成具體任務(wù)的實(shí)踐過程中由于外部環(huán)境的壓力促使其認(rèn)識(shí)和解決有關(guān)問題，由此產(chǎn)生認(rèn)知的需求和學(xué)習(xí)的動(dòng)力。也就是說意義建構(gòu)是在一定的學(xué)習(xí)情境下，由學(xué)生的自身需求而在其頭腦中逐步將信息加工整理或改造和重組。因此，教師在組織教學(xué)的過程中，應(yīng)遵循知識(shí)建構(gòu)這一規(guī)律，為學(xué)生營造學(xué)習(xí)情境。

根據(jù)建構(gòu)主義理論，進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容組織方式改革，每次教學(xué)均圍繞一個(gè)任務(wù)目標(biāo)進(jìn)行各教學(xué)環(huán)節(jié)的組織，以任務(wù)目標(biāo)為主線，進(jìn)行各相關(guān)知識(shí)點(diǎn)和技能點(diǎn)的講解。任務(wù)中用到什么知識(shí)點(diǎn)和技能點(diǎn)就講解什么知識(shí)點(diǎn)和技能點(diǎn)，用到多少就講多少，在哪里用就在哪里講。以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為中心，邊講邊學(xué)，邊學(xué)邊練。教師講解過程中，要求學(xué)生在計(jì)算機(jī)上用相關(guān)軟件進(jìn)行驗(yàn)證，并要求部分學(xué)生上講臺(tái)進(jìn)行分析和操作。教師對(duì)學(xué)生存在的疑問進(jìn)行實(shí)時(shí)解答，并用課后作業(yè)進(jìn)行提問，要求學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)任務(wù)電路和程序進(jìn)行局部修改，以培養(yǎng)學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用電路和程序的設(shè)計(jì)方法。

（三）單片機(jī)改革實(shí)踐性教學(xué)設(shè)計(jì)方式

單片機(jī)教學(xué)法中，往往習(xí)慣于使用單片機(jī)模塊化教儀來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。當(dāng)然，這非常有利于項(xiàng)目式教學(xué)的開展。因?yàn)樵谀壳吧a(chǎn)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教儀一般都是按實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目來設(shè)計(jì)的。在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生往往只做兩件事情：一、程序錄入，并燒錄；二、接線。大部分學(xué)生連電路的構(gòu)成都不知道就把線連好了，學(xué)習(xí)到了最后很多電路看著只有似曾相識(shí)。為了解決這個(gè)問題，筆者在前面提到使用萬能板，但是如果所有電路都使用萬能板的話會(huì)有幾個(gè)問題：當(dāng)電路太復(fù)雜時(shí)，一是學(xué)生會(huì)覺得很累，勞動(dòng)強(qiáng)度太大，無法實(shí)現(xiàn)；二是學(xué)校的教學(xué)成本也太高。因此，筆者在實(shí)踐教學(xué)的中又融入了Protues仿真練習(xí)。 Protues是目前最先進(jìn)的單片機(jī)設(shè)計(jì)與仿真平臺(tái)。它實(shí)現(xiàn)了在計(jì)算機(jī)上完成系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)、代碼級(jí)調(diào)試與仿真、系統(tǒng)測(cè)試和功能驗(yàn)證等強(qiáng)大功能。筆者對(duì)Protues的融入分為兩個(gè)環(huán)節(jié)。

1.講解環(huán)節(jié)。筆者利用多媒體展示，在該軟件上邊操作邊講解，讓學(xué)生清楚地掌握各個(gè)電路部分的功能和連接方法。有利于讓學(xué)生建立對(duì)整個(gè)電路的框架的清晰認(rèn)識(shí)。

2.學(xué)生自行練習(xí)環(huán)節(jié)。學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求獨(dú)立完成整個(gè)電路的繪制和仿真。在繪制和仿真中去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析解決問題的能力。

當(dāng)完成仿真練習(xí)后，學(xué)生在進(jìn)行模塊話練習(xí)一是可以熟門熟路了，二是不但知道該怎么連接，還知道為什么該這樣連接。

（四）單片機(jī)改革考核形式，實(shí)現(xiàn)教考分離

這門課程以往的考核形式相對(duì)單一，考題側(cè)重于記憶，例如背幾條指令，說幾個(gè)部件的作用，編一段簡(jiǎn)單的程序。有的學(xué)生單片機(jī)考試成績(jī)很高，但卻不會(huì)實(shí)際運(yùn)用。因此，改革單片機(jī)課程的考核形式，恢復(fù)單片機(jī)課程應(yīng)有的活力和作用，以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要，這是擺在我們面前極其重要的教學(xué)改革任務(wù)。

改革考核方法是教學(xué)改革的關(guān)鍵，由于《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》課程是以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和應(yīng)用能力為目的，因此考核也應(yīng)針對(duì)幾方面的能力進(jìn)行考核?？己说姆绞椒椒ê涂己说膬?nèi)容將直接影響教學(xué)過程的實(shí)施，既關(guān)系到教師如何教和學(xué)生如何學(xué)。因此，應(yīng)通過對(duì)考核方式方法的改革來促進(jìn)教學(xué)過程的改革。《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》課程的考核主要是對(duì)編程能力、軟硬件分析能力、軟硬件調(diào)試能力，綜合運(yùn)用能力的考核。在教學(xué)過程中，我們首先對(duì)考核的方式方法進(jìn)行了改革。考核包括三個(gè)方面：綜合能力的考核，占總成績(jī)的50%；實(shí)訓(xùn)過程的考核，占總成績(jī)的30%；平時(shí)提問、作業(yè)、表現(xiàn)的考核，占總成績(jī)的20%。綜合能力的考核完全采用“試題庫”的形式，實(shí)行教考分離，由多位專業(yè)教師根據(jù)教學(xué)大綱集體編制出“單片機(jī)試題庫”。試卷包括應(yīng)知和應(yīng)會(huì)兩方面內(nèi)容，所謂應(yīng)知是指對(duì)各知識(shí)點(diǎn)的考核，包括基本概念、基本原理、基本器件；應(yīng)會(huì)是指會(huì)編程、會(huì)調(diào)試、會(huì)分析。對(duì)于應(yīng)會(huì)部分要求現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試結(jié)果，教師根據(jù)學(xué)生完成的準(zhǔn)確性和熟練程度現(xiàn)場(chǎng)評(píng)分。

三、結(jié)語

以上就是筆者在單片機(jī)課程實(shí)踐教學(xué)中的一點(diǎn)體會(huì)。當(dāng)然，我們?cè)诮虒W(xué)中要注意不是新的方法好我們就要完全拋棄舊的方法，比如在融入了仿真實(shí)驗(yàn)后，筆者仍然沒有放棄物理性的實(shí)驗(yàn)方法，因?yàn)榉抡嫘詫?shí)驗(yàn)只能是物理性實(shí)驗(yàn)的一個(gè)補(bǔ)充。所以，我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中應(yīng)該多學(xué)習(xí)、多分析，從實(shí)際情況出發(fā)，根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容，不同的教學(xué)目標(biāo)，不同設(shè)備條件，選擇一種或幾種最優(yōu)的教學(xué)方法，并綜合加以運(yùn)用，提高課堂教學(xué)效率。單片機(jī)課程教學(xué)只有進(jìn)行改革現(xiàn)有你的教學(xué)模式，才能真正激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，活躍了課堂，提高教學(xué)效果。

【參考文獻(xiàn)】

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