廣東省核工業(yè)華南高級(jí)技工學(xué)校 王 璐

機(jī)電一體化專業(yè)單片機(jī)技術(shù)教學(xué)模式探究

廣東省核工業(yè)華南高級(jí)技工學(xué)校 王 璐

現(xiàn)代科技的進(jìn)步和發(fā)展,對(duì)于單片機(jī)的運(yùn)用也非常的廣泛。技工院校的學(xué)生在學(xué)習(xí)單片機(jī)這門課程的時(shí)候會(huì)覺得單片機(jī)非常有神秘感，在掌握其工作原理上會(huì)有相當(dāng)?shù)膲毫?。傳統(tǒng)的以實(shí)驗(yàn)箱為載體講授知識(shí)的教學(xué)方法存在著很大問題。不能很好地解決課程的重難點(diǎn)問題，而且只學(xué)習(xí)單片機(jī)的編程容易造成學(xué)生厭學(xué)。因此構(gòu)建一個(gè)以學(xué)會(huì)為本位，以學(xué)透為主旨，以學(xué)精為目標(biāo)，使學(xué)生能夠自己動(dòng)手創(chuàng)新的項(xiàng)目教學(xué)和以就業(yè)為導(dǎo)向的符合職業(yè)教育目標(biāo)的一體化教學(xué)體系顯得尤為重要。

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)；創(chuàng)新動(dòng)手；一體化；單片機(jī)

現(xiàn)代社會(huì)中，任何職業(yè)者首先要學(xué)習(xí)掌握該職業(yè)的科學(xué)技術(shù)知識(shí)，再將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用在從事該職業(yè)的過程中，并在職業(yè)生涯中不斷進(jìn)行職業(yè)創(chuàng)新，技能創(chuàng)新。單片機(jī)課程注重培養(yǎng)學(xué)生從事相關(guān)崗位應(yīng)具備的知識(shí)結(jié)構(gòu)和技能，但是學(xué)生無論在理論知識(shí)學(xué)習(xí)時(shí)，還是在技能訓(xùn)練中，常常會(huì)反映單片機(jī)知識(shí)抽象、枯燥、乏味以及在訓(xùn)練時(shí)無從下手的問題。因此，為了提高這門課程的教學(xué)效果，研究其教學(xué)方法尤為重要。

在單片機(jī)電路中的基礎(chǔ)知識(shí)的就是認(rèn)識(shí)常用的電子元器件和了解最基本的C語言編程語句。單片機(jī)的種類多，原理大致相同，但不同系列的單片機(jī)的內(nèi)部功能及引腳順序各不相同。每一種單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及硬件組成不同，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中會(huì)對(duì)單片機(jī)的工作產(chǎn)生神秘感。為了能讓學(xué)生對(duì)新技術(shù)的學(xué)習(xí)充滿信心，淡化學(xué)生對(duì)單片機(jī)的神秘感，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的興趣，在教學(xué)過程中我們結(jié)合專業(yè)創(chuàng)立難易適度的項(xiàng)目，通過讓學(xué)生自己動(dòng)手操作，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到單片機(jī)系統(tǒng)就是運(yùn)用我們?nèi)粘Ｊ煜さ幕局R(shí)的有機(jī)結(jié)合。

1 針對(duì)專業(yè)特點(diǎn)，精選教學(xué)內(nèi)容，明確教學(xué)目標(biāo)

單片機(jī)技術(shù)課程是機(jī)電專業(yè)學(xué)生的主要專業(yè)課程。它的實(shí)用性較強(qiáng)，主要介紹了單片機(jī)系統(tǒng)的顯示界面、單片機(jī)系統(tǒng)的鍵盤、單片機(jī)系統(tǒng)的模擬量處理、單片機(jī)系統(tǒng)的電氣控制、綜合實(shí)訓(xùn)等。教學(xué)工具是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的載體，而當(dāng)前使用的教材普遍過于強(qiáng)調(diào)內(nèi)容的完整性和系統(tǒng)性，理論偏多、偏深，實(shí)踐性差和聯(lián)系實(shí)際少等不足，不利于學(xué)生理解和應(yīng)用。因此，在教學(xué)過程中，首先根據(jù)學(xué)生性質(zhì)的不同，對(duì)教材進(jìn)行大膽取舍，精心挑選，確定教學(xué)的重點(diǎn)，把一些內(nèi)容與其他基礎(chǔ)課進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，把教材與其他專業(yè)課程相關(guān)且學(xué)生感興趣在實(shí)際應(yīng)用較多的內(nèi)容盡可能進(jìn)行擴(kuò)展，以便更好地培養(yǎng)學(xué)生的綜合水平，以“夠用、實(shí)用、適用”為度；其次，考慮到學(xué)生已有的知識(shí)程度，以“畫、焊、編、銷”為重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容，其他內(nèi)容以幻燈片和教材為載體進(jìn)行講解。

項(xiàng)目的選取是教學(xué)內(nèi)容的關(guān)鍵。項(xiàng)目的內(nèi)容要讓學(xué)生充分感覺到學(xué)有所用，這樣才能激發(fā)他們強(qiáng)烈的求知欲，將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中，起到事半功倍的效果。

1.1 項(xiàng)目要具有典型性

所選的項(xiàng)目最好來源于生活，而且體現(xiàn)工作過程系統(tǒng)化，具有直觀性、技術(shù)性和應(yīng)用性。選擇項(xiàng)目時(shí)，要明確進(jìn)行該項(xiàng)目能夠?yàn)榕囵B(yǎng)學(xué)生怎樣的技能，能夠提升學(xué)生哪些能力，掌握哪些知識(shí)點(diǎn)。

1.2 項(xiàng)目要具有層次性

所選項(xiàng)目要在現(xiàn)有的條件、環(huán)境和學(xué)生興趣的條件下學(xué)生能夠進(jìn)行探索和完成的。所以要求所選項(xiàng)目難易程度要是適中，前后項(xiàng)目之間要求按照從易到難的遞進(jìn)關(guān)系進(jìn)行設(shè)計(jì)，以為學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)預(yù)留空間。

2 針對(duì)學(xué)生特點(diǎn)，選擇一體化及項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式，確定教學(xué)方法

所教授班級(jí)為機(jī)電專業(yè)班級(jí)，專業(yè)基礎(chǔ)薄弱，學(xué)習(xí)主動(dòng)性不高，綜合能力弱。為了培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、表達(dá)溝通能力、探索能力和團(tuán)隊(duì)合作精神等綜合能力，在本課程的教學(xué)過程中，以學(xué)生為主體，采用多種教育形式，將以學(xué)生自學(xué)為主，教師講解輔導(dǎo)為輔有效的結(jié)合，確定項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)為本課程的主要教學(xué)方法。把整個(gè)班級(jí)進(jìn)行分組，以項(xiàng)目為導(dǎo)向，模擬企業(yè)內(nèi)部的工作方式，按所擅長(zhǎng)的知識(shí)面進(jìn)行分組，分為“研發(fā)技術(shù)中心”、“設(shè)備維護(hù)中心”、“超能制圖中心”、“設(shè)備生產(chǎn)中心”和“產(chǎn)品營(yíng)銷中心”，讓每個(gè)成員都能夠發(fā)揮自己的特長(zhǎng)并且學(xué)到新的知識(shí)，在課堂中實(shí)踐，以便畢業(yè)時(shí)能夠盡快的融入到企業(yè)的工作模式。采用信息共享、協(xié)商解決的合作方式完成課上的內(nèi)容，以做到對(duì)單片機(jī)及其他電子知識(shí)有更好的認(rèn)知和了解。教學(xué)過程分為以下幾步。

2.1 制定計(jì)劃

下發(fā)任務(wù)書，給學(xué)生布置明確的學(xué)習(xí)任務(wù)。以“基于at89s52單片機(jī)控制的電子萬年歷”為例，項(xiàng)目要求為：1) 可顯示公歷年、月、日和時(shí)、分、秒；2）走時(shí)準(zhǔn)確，可調(diào)整公歷年、月、日和時(shí)、分、秒；3）采用市電通過電源適配器供電，當(dāng)市電停電時(shí)，不但萬年歷所有的數(shù)據(jù)不丟失，且萬年歷照常運(yùn)行（有后備電池供電，可供數(shù)年）；4）萬年歷設(shè)置運(yùn)行到2030年。“研發(fā)技術(shù)中心”根據(jù)任務(wù)要求查閱相關(guān)資料，小組成員通過討論制定出最合理的設(shè)計(jì)理念、確定選用液晶還是點(diǎn)陣顯示，以及實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)目要求所用到的芯片類型及型號(hào)；“超能制圖中心”根據(jù)設(shè)計(jì)理念及芯片的型號(hào)繪制出合理的電路原理圖，指導(dǎo)老師在此過程中進(jìn)行詳細(xì)的指導(dǎo)，對(duì)電路原理圖是否合理及存在的技術(shù)問題等提出明確的觀點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生繪制能夠?qū)崿F(xiàn)項(xiàng)目要求的合理可行電路原理圖；“設(shè)備生產(chǎn)中心”按照電路原理圖及給出的電子元器件焊接完成該產(chǎn)品；“設(shè)備維護(hù)中心”根據(jù)項(xiàng)目要求對(duì)成型產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，并對(duì)電路存在的硬件問題提出解決方法并進(jìn)行修改，例如出現(xiàn)萬年歷不能顯示的情況，“設(shè)備維護(hù)中心”通過用萬用表等工具的測(cè)量確定其硬件沒有問題，則需向“研發(fā)技術(shù)中心”提出可能為軟件問題，并由技術(shù)中心對(duì)程序進(jìn)行修改，最后完成合格的萬年歷產(chǎn)品?！爱a(chǎn)品營(yíng)銷中心”針對(duì)該產(chǎn)品編寫產(chǎn)品介紹手冊(cè)（手冊(cè)要求圖文并茂），該中心可以利用課外活動(dòng)時(shí)間在產(chǎn)品制作期間在校園內(nèi)散發(fā)產(chǎn)品介紹手冊(cè)，以此吸引學(xué)生和老師的目光，在產(chǎn)品逐步成熟之后在全校范圍內(nèi)進(jìn)行實(shí)地推廣，甚至可以在互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上推廣和銷售。

2.2 過程實(shí)施

進(jìn)行本課程的教學(xué)時(shí)，考慮到學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、思想認(rèn)知能力及今后的就業(yè)狀況等問題，對(duì)教學(xué)內(nèi)容重新安排，以“畫、焊、編、銷”為重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容。每個(gè)項(xiàng)目安排一定的時(shí)間去理解、查閱相關(guān)資料分析項(xiàng)目要求，針對(duì)項(xiàng)目的難易程度確立每個(gè)項(xiàng)目完成的具體時(shí)間要求，一體化教師把每個(gè)班分成五組，學(xué)生根據(jù)自己小組名稱明確自己的任務(wù)，讓每個(gè)學(xué)生帶著任務(wù)去實(shí)踐，去搜集相關(guān)知識(shí)。實(shí)踐期間由各任課老師指導(dǎo)實(shí)踐，班主任輔助指導(dǎo)，一體化教師全天跟蹤指導(dǎo)、督促學(xué)生完成當(dāng)天任務(wù)。將貼近學(xué)生今后工作崗位、邏輯性強(qiáng)的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)講解教學(xué)，簡(jiǎn)單及學(xué)習(xí)過的內(nèi)容由學(xué)生自主組織整理，提高學(xué)生的綜合能力。教學(xué)過程中時(shí)刻貫穿“3Q（好員工、好產(chǎn)品、好公司）7S（整理、整頓、清掃、清潔、素養(yǎng)、安全、節(jié)約）”教育，同時(shí)結(jié)合本項(xiàng)目?jī)?nèi)容，要求學(xué)生按照相關(guān)企業(yè)的規(guī)章制度進(jìn)行操作，使學(xué)生牢固樹立“安全第一，保證質(zhì)量”的觀念。

每個(gè)項(xiàng)目完成后，各小組制作本組的PPT，且能夠真實(shí)反應(yīng)每組同學(xué)的學(xué)習(xí)成果，內(nèi)容要求包含設(shè)計(jì)思路、操作流程、分組情況等。每組寫一篇項(xiàng)目完成總結(jié)，歸納在操作中運(yùn)用到的知識(shí)點(diǎn)、實(shí)際操作中出現(xiàn)的問題及解決方法等。

2.3 指導(dǎo)檢查

各專業(yè)課教師對(duì)任務(wù)涉及到的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行羅列，哪部分知識(shí)點(diǎn)需重點(diǎn)掌握，哪部分知識(shí)點(diǎn)只需理解，教師按照重難點(diǎn)的不同對(duì)學(xué)生提出相應(yīng)要求。對(duì)需重點(diǎn)掌握的知識(shí)進(jìn)行不定期的檢查，以保證學(xué)生能夠百分百掌握；而對(duì)于難點(diǎn)則需要進(jìn)行更進(jìn)一步的講解，以保證學(xué)生能夠理解和掌握。一體化教師每天準(zhǔn)時(shí)對(duì)學(xué)生的任務(wù)完成情況進(jìn)行檢查和記錄，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的不足之處并及時(shí)反饋給學(xué)生，以便與學(xué)生及時(shí)有效的對(duì)自己掌握不夠扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)；對(duì)學(xué)生存在疑問或者不懂的任務(wù)進(jìn)行具體指導(dǎo)，提高學(xué)生理解和分析任務(wù)的能力；并且對(duì)每小組進(jìn)行每天的任務(wù)分配和指導(dǎo)分析，以保證學(xué)生每天都有新的任務(wù)，每天都能學(xué)到不同的知識(shí)且都能夠有所收獲。專業(yè)課教師和一體化教師的合作能夠提高學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，并且能夠大大提高學(xué)生順利完成任務(wù)的概率。

3 根據(jù)一體化教學(xué)要求，選擇合理的考核方式，檢驗(yàn)教學(xué)成果

單片機(jī)教學(xué)過程采用一體化教學(xué)，為了檢驗(yàn)教學(xué)成果，要求我們對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的考試形式進(jìn)行改革，怎樣考核、考核的分?jǐn)?shù)如何確定成為我們一體化教學(xué)評(píng)價(jià)的難題。針對(duì)單片機(jī)的一體化教學(xué)確立考核方式為過程性考核，即每個(gè)項(xiàng)目分別以百分制進(jìn)行量化打分，再把本學(xué)期的所有項(xiàng)目成績(jī)的平均作為本學(xué)期的最終成績(jī)。考核內(nèi)容包括：出勤（20%）、知識(shí)掌握（30%）、項(xiàng)目完成（30%）、成果展示（20%）。

3.1 出勤

學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施過程中都嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行考勤，端正學(xué)生學(xué)習(xí)的態(tài)度。對(duì)于小組成員全勤的在項(xiàng)目結(jié)束的時(shí)候進(jìn)行表彰，以此激勵(lì)大家在下個(gè)項(xiàng)目實(shí)施過程中的出勤及小組成員之間的監(jiān)督和促進(jìn)作用。

3.2 知識(shí)掌握

知識(shí)掌握的過程包括學(xué)習(xí)積極性、認(rèn)真程度、對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握與綜合運(yùn)用情況等內(nèi)容。在評(píng)價(jià)的過程中把這些內(nèi)容按照一定的比例進(jìn)行合理評(píng)價(jià)，只有這樣才能發(fā)現(xiàn)學(xué)生的綜合素質(zhì)，依次作為對(duì)學(xué)生查漏補(bǔ)缺的依據(jù)，促進(jìn)學(xué)生的綜合發(fā)展，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)水平和綜合素養(yǎng)。

3.3 項(xiàng)目完成

項(xiàng)目的完成包括基本功能的實(shí)現(xiàn)、拓展功能的實(shí)現(xiàn)、PPT的制作及項(xiàng)目總結(jié)情況等。每個(gè)項(xiàng)目的功能實(shí)現(xiàn)，都必須給予學(xué)生公正公平的評(píng)價(jià)，不斷考核學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，同時(shí)提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力及交流溝通能力等，極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及其積極性。

3.4 成果展示

邀請(qǐng)所有專業(yè)課教師參加每個(gè)項(xiàng)目的成果展示，在展示過程中教師根據(jù)學(xué)生的展示課件對(duì)其進(jìn)行提問，教師可以指定學(xué)生回答或者學(xué)生進(jìn)行搶答，對(duì)回答正確的同學(xué)進(jìn)行加分政策，回答錯(cuò)誤的同學(xué)進(jìn)行減分政策，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握；在展示過程中學(xué)生也可以就項(xiàng)目實(shí)施過程中出現(xiàn)的有疑問的問題向?qū)I(yè)老師提出，專業(yè)老師對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的講解，彌補(bǔ)學(xué)生薄弱的基礎(chǔ)知識(shí)，以此來提高學(xué)生的交流溝通能力和學(xué)習(xí)積極性。

通過一體化教學(xué)方式、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法及過程性考核方式的實(shí)施，單片機(jī)課程教學(xué)將實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)轉(zhuǎn)變：教學(xué)由“知識(shí)的講解”向“知識(shí)的處理”轉(zhuǎn)變；教師由“專業(yè)型”向“綜合型”轉(zhuǎn)變；學(xué)生由“被動(dòng)型”向“主動(dòng)型”轉(zhuǎn)變；課堂由“固定型”向“移動(dòng)型”轉(zhuǎn)變；教學(xué)手段由“書本講解”向“網(wǎng)絡(luò)化探索”轉(zhuǎn)變，由“課程獨(dú)立”向“課程綜合”轉(zhuǎn)變。從而體現(xiàn)“一體化”教學(xué)模式的開放性、實(shí)踐性和實(shí)用性。

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王璐（1986—），男，工學(xué)學(xué)士，電工技術(shù)助理講師，研究方向：機(jī)電一體化教學(xué)。