薛瑩

（齊齊哈爾工程學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

單片機(jī)技術(shù)課程項(xiàng)目化教學(xué)改革

薛瑩

（齊齊哈爾工程學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

傳統(tǒng)的“單片機(jī)技術(shù)”課程教學(xué)效果并不理想，本文提出基于“項(xiàng)目教學(xué)”的教學(xué)新思路，設(shè)置具有代表性的項(xiàng)目任務(wù),針對(duì)課程的特點(diǎn)，對(duì)機(jī)電類專業(yè)“單片機(jī)技術(shù)”課程進(jìn)行全方位的教學(xué)改革，培養(yǎng)具有計(jì)算機(jī)、機(jī)械、電子三方面綜合視野的高素質(zhì)人才。

高等教育；單片機(jī)；項(xiàng)目教學(xué)

引言

隨著目前機(jī)械控制水平的提升，國(guó)內(nèi)高校機(jī)電類專業(yè)普遍開設(shè)單片機(jī)課程，需要學(xué)習(xí)者具有很好的軟硬件結(jié)合能力，而機(jī)電類專業(yè)學(xué)生往往軟件設(shè)計(jì)能力不足，單片機(jī)課程容易出現(xiàn)理論與實(shí)踐脫節(jié)、課程與崗位脫節(jié)的現(xiàn)象，本文針對(duì)以上問(wèn)題，提出項(xiàng)目教學(xué)法，將課程任務(wù)融入到項(xiàng)目載體中，以工作過(guò)程為導(dǎo)向，合理設(shè)置項(xiàng)目載體，改革配套理論教法，完善考核體系，通過(guò)項(xiàng)目引導(dǎo)讓學(xué)生深刻理解課程在崗位中的重要性，使單片機(jī)課程適應(yīng)專業(yè)特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用。

一、教學(xué)改革方向

（一）學(xué)習(xí)方法。理論課程設(shè)計(jì)過(guò)程往往是教師主導(dǎo)，這個(gè)過(guò)程中教師應(yīng)該首先讓學(xué)生明確單片機(jī)課程各部分的聯(lián)系，單片機(jī)教學(xué)中可以使用英語(yǔ)學(xué)習(xí)方法遷移，利用這種關(guān)聯(lián)讓學(xué)生深刻的理解各部分之間的關(guān)系，使整個(gè)單片機(jī)學(xué)習(xí)形成一個(gè)整體的觀念。硬件結(jié)構(gòu)類比英文學(xué)習(xí)的語(yǔ)言環(huán)境、風(fēng)俗，學(xué)習(xí)者一定要對(duì)單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)有一定了解，才能夠熟練的應(yīng)用單片機(jī)，而不至于出錯(cuò)；操作碼類比英語(yǔ)單詞，是匯編乃至單片機(jī)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)；指令類比英語(yǔ)句子，需要遵循一定的搭配原則；程序分析相當(dāng)于閱讀理解；編程相當(dāng)于寫作文，使學(xué)生對(duì)單片機(jī)課程消除距離感，更快掌握學(xué)習(xí)方法。

（二）課程設(shè)計(jì)。單片機(jī)技術(shù)課程內(nèi)容復(fù)雜、抽象，是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的專業(yè)課。一般的教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)內(nèi)容基本上是驗(yàn)證性或訓(xùn)練性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生很難達(dá)到單片機(jī)系統(tǒng)綜合分析與設(shè)計(jì)的水平，為了培養(yǎng)學(xué)生單片機(jī)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，將課程任務(wù)歸納為“雙基”鞏固項(xiàng)目、技能強(qiáng)化項(xiàng)目、綜合能力項(xiàng)目，教學(xué)設(shè)計(jì)思路框圖如圖1所示，從基礎(chǔ)、技能、態(tài)度三方面逐級(jí)強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果，最終使學(xué)生達(dá)到一個(gè)比較理想的層次，同時(shí)由于項(xiàng)目引導(dǎo)，學(xué)習(xí)目標(biāo)比較明確，有助于學(xué)生接受理解。

二、項(xiàng)目設(shè)置

（一）“雙基”鞏固項(xiàng)目。本項(xiàng)目設(shè)置主要讓學(xué)生掌握基本理論和基本概念，其中指令系統(tǒng)部分包含操作碼和指令兩方面需要記憶的內(nèi)容，是程序分析和編程的基礎(chǔ)，操作碼是匯編源程序的助記形式，需要學(xué)生采用記單詞的方法熟記操作碼。

表1 “雙基”鞏固項(xiàng)目

“雙基”項(xiàng)目具體任務(wù)見(jiàn)表1，選取讓學(xué)生有直觀印象的實(shí)驗(yàn)，各部分內(nèi)容沒(méi)有或者盡量減少交叉，目的在于使學(xué)生扎實(shí)掌握各部分內(nèi)容。

（二）技能強(qiáng)化項(xiàng)目。本項(xiàng)目?jī)?nèi)容主要是知識(shí)的加強(qiáng)，將單片機(jī)技術(shù)幾大重要模塊：I/0口、中斷系統(tǒng)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行通信，分別設(shè)置相應(yīng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，具體任務(wù)如表2所示。

表2 技能強(qiáng)化項(xiàng)目

本部分項(xiàng)目旨在強(qiáng)化“雙基”，側(cè)重于應(yīng)用，讓學(xué)生將所學(xué)內(nèi)容與實(shí)際接軌，深刻理解如何編程實(shí)現(xiàn)I/0口的輸入、輸出；如何應(yīng)用中斷方便工業(yè)控制；如何應(yīng)用定時(shí)計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)定時(shí)，以及串行口通信在實(shí)際中應(yīng)用于哪些方面。

（三）綜合能力項(xiàng)目。傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容局限于單片機(jī)知識(shí)本身，與其他課程關(guān)聯(lián)較少，造成課程設(shè)計(jì)的項(xiàng)目簡(jiǎn)單、功能性不強(qiáng)，學(xué)生無(wú)法深刻體會(huì)其在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。

表3 綜合能力項(xiàng)目

本項(xiàng)目目的是綜合單片機(jī)技術(shù)各部分內(nèi)容，項(xiàng)目設(shè)置還應(yīng)尋找學(xué)科間綜合的切入點(diǎn)，具體任務(wù)設(shè)置如表3所示，從實(shí)際出發(fā)，尋找需要應(yīng)用綜合學(xué)科解決的問(wèn)題，讓學(xué)生直接在崗位實(shí)踐中操作或者制作成品，增強(qiáng)學(xué)生的成就感。

三、考核體系

（一）理論考核。理論內(nèi)容采取多管齊下的考核體系檢測(cè)學(xué)生學(xué)習(xí)效果，由于單片機(jī)技術(shù)課程需要記憶內(nèi)容較多，硬件結(jié)構(gòu)如果不熟悉會(huì)嚴(yán)重影響匯編的效率和質(zhì)量，應(yīng)加大考核力度，實(shí)施每周一測(cè)驗(yàn)的卷面考核方案；指令系統(tǒng)的考核在課前開展，以搶答的形式，幫助學(xué)生熟記操作碼，形成良好的學(xué)習(xí)氛圍；同時(shí)開展一些小活動(dòng)，比如為學(xué)生下發(fā)操作碼、操作數(shù)的卡片，讓得到卡片的學(xué)生進(jìn)行組合，搭配出正確的指令。督促學(xué)生將基礎(chǔ)打牢，才能在實(shí)驗(yàn)動(dòng)手環(huán)節(jié)充分發(fā)揮。

（二）實(shí)驗(yàn)考核。要求每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目采用不同的實(shí)現(xiàn)方法，激勵(lì)學(xué)生主動(dòng)分析、比較每種方法的特點(diǎn)，采用小組PK的方式，讓學(xué)生盡量多動(dòng)手、勤思考，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和與實(shí)際結(jié)合的能力。例如， 處理定時(shí)器延時(shí)程序， 可以采用中斷方式，也可以采用查詢方式處理；標(biāo)志位清零可以用軟件實(shí)現(xiàn)也可以用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)； 顯示數(shù)據(jù)可以采用共陰極的LED，也可以采用共陽(yáng)極的LED等。

四、總結(jié)

單片機(jī)技術(shù)課程項(xiàng)目化教學(xué)改革針對(duì)各部分內(nèi)容學(xué)習(xí)方法的不同，設(shè)計(jì)不同的項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)學(xué)生從基礎(chǔ)水平到提高階段，提高階段再升級(jí)成綜合能力的進(jìn)階。

[1]古志堅(jiān).基于單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)研究[D].華南理工大學(xué),2013。

[2]袁曉溪.基于單片機(jī)的LED顯示系統(tǒng)[D].吉林大學(xué),2015。

G642

A

1671-864X（2015）12-0164-02

薛瑩1986年5月生，性別:女，籍貫:黑龍江，哈爾濱理工大學(xué)碩士研究生，主要研究方向電氣工程及其自動(dòng)化，現(xiàn)工作于齊齊哈爾工程學(xué)院機(jī)電工程系，職務(wù)教師。