單片機(jī)課堂任務(wù)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐

李霞

摘要：利用課堂環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)，打造綜合成長(zhǎng)型課堂。任務(wù)設(shè)定為廣告牌的設(shè)計(jì)與制作，內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)接軌，讓專業(yè)知識(shí)落地實(shí)用，采用小組合作，多元評(píng)價(jià)方式，并在任務(wù)中滲透情懷教育，融合了產(chǎn)品設(shè)計(jì)DIY流程，實(shí)現(xiàn)學(xué)生“技能”+“素養(yǎng)”雙成長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)品設(shè)計(jì) ?合作式 ?多元化 情懷滲透

眾所周知， 單片機(jī)是一門應(yīng)用非常廣泛的專業(yè)課，幾乎涵蓋了我們智能化生活的方方面面，伴隨著AI時(shí)代的到來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用進(jìn)一步落地，市場(chǎng)中單片機(jī)的需求量龐大，行業(yè)發(fā)展前景廣闊.而產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制作也是未來工業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)，是世界技能大賽含金量很高的項(xiàng)目，為了讓同學(xué)們?cè)谡n堂中既能形象的學(xué)到單片機(jī)專業(yè)技能，又能體驗(yàn)DIY產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程，本次課堂設(shè)計(jì)為單片機(jī)典型任務(wù)——炫彩廣告牌的設(shè)計(jì)與制作。授課的時(shí)間節(jié)點(diǎn)為歡慶祖國(guó)70華誕，以此設(shè)定任務(wù)來源，要求學(xué)生基于STC89C52單片機(jī)設(shè)計(jì)制作一款國(guó)慶炫彩廣告牌。

該課堂任務(wù)有三個(gè)特點(diǎn)。一是真實(shí)性，接地氣。在傳統(tǒng)的單片機(jī)課堂中，理論式講解抽象枯燥，學(xué)生較難理解，所以知識(shí)的落地和形象化很重要，在日常生活中，彩燈廣告牌真實(shí)可見，該任務(wù)與現(xiàn)實(shí)接軌，讓學(xué)生了解真實(shí)的LED廣告牌設(shè)計(jì)制作流程。二是典型性。KEIL+PROTEUS軟硬件結(jié)合調(diào)試是產(chǎn)品設(shè)計(jì)仿真的核心環(huán)節(jié)，在該任務(wù)中，有相對(duì)完整的流程展示。三是開放性，秉持服務(wù)于生活的原則，學(xué)生后續(xù)可以DIY設(shè)計(jì)感恩節(jié)，教師節(jié)，父親節(jié)，母親節(jié)等節(jié)日展板，以及宿舍班級(jí)的炫彩logo等，引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。

我設(shè)定的課堂目標(biāo)為綜合成長(zhǎng)型課堂。學(xué)生可以從課堂中汲取到豐富的營(yíng)養(yǎng)。通過一體化課堂的環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)和落地的典型任務(wù)實(shí)施實(shí)現(xiàn)學(xué)生“技能”+“素養(yǎng)”雙成長(zhǎng)。技能方面，學(xué)會(huì)PROTEUS仿真軟件的無線連接和單片機(jī)C51程序的DIY改編，完成國(guó)慶展板設(shè)計(jì)。素養(yǎng)方面，既能“獨(dú)立思考，舉一反三”，又能學(xué)會(huì)與人交流的“合作式學(xué)習(xí)”，技能扎實(shí)，人格和諧，同時(shí)給學(xué)生滲透“愛國(guó)情懷，感恩教育”，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感。

一：學(xué)前準(zhǔn)備，根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)，合理分工

從多元分組和多元評(píng)價(jià)兩方面打造智能多元合作課堂。多元智能化理論告訴我們：每個(gè)學(xué)生都有自己的智能強(qiáng)項(xiàng)和智能弱項(xiàng)。學(xué)期初，參考多元智能表的評(píng)分結(jié)果，合理的劃分課堂合作小組。小組內(nèi)部進(jìn)行角色分配，包括：小組長(zhǎng)，發(fā)言人，材料員，紀(jì)律員，協(xié)調(diào)員等角色。比如說強(qiáng)項(xiàng)為交際智能的讓他擔(dān)任組長(zhǎng)，強(qiáng)項(xiàng)為語言智能的，擔(dān)任小組發(fā)言人，強(qiáng)項(xiàng)為自省智能的讓他分管紀(jì)律，強(qiáng)項(xiàng)為運(yùn)動(dòng)智能的讓他負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)開發(fā)板和元器件的分發(fā)整理和回收。強(qiáng)項(xiàng)為邏輯智能的讓他擔(dān)當(dāng)協(xié)調(diào)員。

二：教學(xué)實(shí)施環(huán)節(jié)6步驟

本任務(wù)的重點(diǎn)是PROTEUS電路設(shè)計(jì)無線連接，難點(diǎn)是KEIL中的程序改編。該任務(wù)需要具備以下教學(xué)資源：一體化的實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地，豐富的信息化教學(xué)手段，配套的仿真軟件，教材以及工作頁(yè)等。

1.課前我會(huì)通過學(xué)唄APP，針對(duì)于本堂課的重難點(diǎn)，以“學(xué)習(xí)地圖”的方式，從網(wǎng)上發(fā)布相關(guān)預(yù)習(xí)任務(wù)。學(xué)習(xí)地圖可以記錄下每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間和學(xué)習(xí)痕跡，據(jù)此可以準(zhǔn)確掌握學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。此階段學(xué)生通過各種渠道搜集資料，了解簡(jiǎn)單的logo設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)logo樣圖。

2.課堂上師生共同整合各個(gè)小組提交的設(shè)計(jì)內(nèi)容，確定最終設(shè)計(jì)方案：I love U 中國(guó)。彩燈效果為依次點(diǎn)亮再延時(shí)兩秒閃爍，重復(fù)循環(huán)。

3.小組內(nèi)部討論，明確任務(wù)合理分工，制定方案，填寫相關(guān)任務(wù)單，計(jì)劃表。確保責(zé)任到人，為了防止組內(nèi)同學(xué)搭便車，每個(gè)同學(xué)單獨(dú)負(fù)責(zé)一個(gè)元素的設(shè)計(jì)工作。

4.硬件電路無線鏈接的實(shí)施流程。在該環(huán)節(jié)先完成的同學(xué)自動(dòng)升級(jí)為組內(nèi)助教，幫助其他同學(xué)，培養(yǎng)他的溝通能力，收獲成就感。完成比較困難的同學(xué)，也擺脫了孤軍奮戰(zhàn)的狀態(tài)，融入集體，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)力。這個(gè)環(huán)節(jié)讓學(xué)生們學(xué)會(huì)合作式學(xué)習(xí)。

5.軟件編程的難點(diǎn)，一是人為設(shè)計(jì)涵蓋全面的程序出錯(cuò)點(diǎn)。二是設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)單易行的程序改編。把編程的難度分解，讓學(xué)生們體驗(yàn)到會(huì)搭積木就會(huì)編程序。并利用仿真實(shí)時(shí)回饋，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。具體實(shí)施：

（1） 提供程序母版，學(xué)生只需在模板程序上針對(duì)性的改編。（2） 采用模塊搭建法進(jìn)行程序改編，把程序按功能分解成若干個(gè)模塊，像搭積木一樣把程序模塊搭建起來。（3）設(shè)置參數(shù)陷阱，例如：delay函數(shù)的參數(shù)，端口的錯(cuò)誤賦值等，先讓學(xué)生掉到陷阱里，發(fā)現(xiàn)問題，再讓學(xué)生想辦法爬出陷阱解決問題，在掉坑爬坑的過程中理解并學(xué)會(huì)關(guān)鍵參數(shù)的合理設(shè)置。

6.軟硬件調(diào)試成功后，以小組為單位申請(qǐng)教師審核。記錄完成情況，納入成績(jī)。審核通過后，將國(guó)慶炫彩logo圖編輯成視頻上傳班級(jí)QQ群。

組長(zhǎng)負(fù)責(zé)撰寫總結(jié)評(píng)價(jià)，管理材料員負(fù)責(zé)整合原料清單為下一環(huán)節(jié)電路板焊接做準(zhǔn)備。

三：教學(xué)評(píng)價(jià)

多元評(píng)價(jià)法。運(yùn)用班級(jí)優(yōu)化大師APP和測(cè)評(píng)表，取師評(píng)+自評(píng)+小組互評(píng)綜合得分。學(xué)生的成績(jī)?nèi)⌒〗M成績(jī)加個(gè)人表現(xiàn)加分，這樣極大地提高了學(xué)生的課堂主動(dòng)性和團(tuán)隊(duì)合作精神。

四.思維拓展

1.綠色城市，垃圾分類勢(shì)在必行。分類垃圾箱在夜間或暗處如何分辨呢？通過給垃圾箱設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單醒目的LED發(fā)光圖標(biāo)，解決實(shí)際的夜間分辨問題。 （1）垃圾分類LOGO的設(shè)計(jì) （2）LOGO顏色的設(shè)定 （3）LED燈花樣的設(shè)定。

2.提出問題：logo設(shè)計(jì)復(fù)雜圖形的靈活性和逼真性如何實(shí)現(xiàn)。為L(zhǎng)ED點(diǎn)陣屏的講解埋下伏筆。

五：教學(xué)反思

1.專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)方面，“慢“就是“快”，“有用”才有用，在任務(wù)實(shí)施過程當(dāng)中要穩(wěn)扎穩(wěn)打，有條不紊，多試多用，多錯(cuò)多探究，用的多了才會(huì)用。

2. 把學(xué)生放到小組團(tuán)隊(duì)里，激發(fā)持續(xù)的學(xué)習(xí)動(dòng)力，在小組協(xié)調(diào)協(xié)同作戰(zhàn)環(huán)節(jié)，體會(huì)到合作學(xué)習(xí)的方法和重要性。

結(jié)束語：課堂任務(wù)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法，依托“多元化”和“一體化”理論，運(yùn)用了豐富的網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)手段并與社會(huì)實(shí)踐緊密融合，注重知識(shí)的落地性和實(shí)用性，在授課環(huán)節(jié)中通過內(nèi)容設(shè)計(jì)滲透“愛國(guó)情懷”教育，致力于培養(yǎng)“德技雙馨”的職業(yè)人才。

參考文獻(xiàn)：

【1】 張永紅. 《單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》北京：電子工業(yè)出版社

【2】 陸中宏 ?《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》北京：機(jī)械工業(yè)出版社

【3】（美）L. A. 巴洛赫（Lynda A. Baloche） 《合作課堂： 讓學(xué)習(xí)充滿活力》華東師范大學(xué)出版社