高職單片機(jī)課程教學(xué)方法的實(shí)踐與探索

翁 建

單片機(jī)屬于最基礎(chǔ)的一門課，不但可以在智能儀表、家用電器、工業(yè)、計(jì)算機(jī)、AI 等各個(gè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，也同時(shí)是一門集電子技術(shù)、編程技術(shù)、軟硬件結(jié)合的一門課。結(jié)合貴州的大數(shù)據(jù)、大扶貧政策，作為一門理論和實(shí)踐都很強(qiáng)的課程，通過(guò)改進(jìn)教學(xué)項(xiàng)目提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生實(shí)踐技能；才能為地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)培養(yǎng)合格的技能人才。下邊是我在片機(jī)教學(xué)中的一些體會(huì)和思考。

1 培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)積極性

由于我校地處貴州地區(qū)，我所教學(xué)的電子信息專業(yè)在校內(nèi)也不是優(yōu)勢(shì)專業(yè)，學(xué)生的整體基礎(chǔ)水平比較差。主要體現(xiàn)有兩點(diǎn)，學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力和學(xué)習(xí)能力都不是很理想。單片機(jī)的理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)，大部分學(xué)生對(duì)理論知識(shí)部分不感興趣，理論的課堂講解部分學(xué)起來(lái)就會(huì)覺(jué)得枯燥。實(shí)踐部分非常感興趣，在第一堂課拿了以前學(xué)生做的心形燈在課堂演示各種變化，大部分學(xué)生都認(rèn)真聽課，但是隨著后來(lái)理論的東西比較多，很多學(xué)生開始變得沒(méi)那么感興趣了。這就需要我們改變我們的教學(xué)項(xiàng)目，單個(gè)的教學(xué)項(xiàng)目不能講太多的知識(shí)，開始階段的教學(xué)項(xiàng)目要硬件電路簡(jiǎn)單，編程簡(jiǎn)單。讓學(xué)生一直不斷的完成新項(xiàng)目保持學(xué)習(xí)的熱情，類似電影劇情一波三折緊張刺激。讓學(xué)生在輕松的學(xué)習(xí)氛圍就學(xué)會(huì)掌握了硬件電路的設(shè)計(jì)和控制程序的編寫技能。

2 改變教學(xué)方法，以實(shí)踐為主

目前，大多數(shù)情況下我們單片機(jī)課程理論和實(shí)踐課堂是分開的，也就是說(shuō)平時(shí)我們?cè)诮淌疑贤昀碚撜n，然后再去實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行練習(xí)，對(duì)教材中的例題或者習(xí)題進(jìn)行練習(xí)實(shí)訓(xùn)，這樣就造成理論課和實(shí)訓(xùn)課人為分離。學(xué)生學(xué)到的知識(shí)不能立即進(jìn)行練習(xí)，對(duì)于大部分基礎(chǔ)不好的學(xué)生來(lái)說(shuō)，等到實(shí)訓(xùn)課的時(shí)候，前邊講的理論知識(shí)就基本忘記了。所以應(yīng)該把理論課也搬到實(shí)訓(xùn)室去上，但是在實(shí)訓(xùn)室上理論課，學(xué)生的座位比較分散，也缺少投影儀等教學(xué)設(shè)備，這些在以后的新的實(shí)訓(xùn)室建設(shè)中需要注意的地方。以后的教學(xué)應(yīng)該邊教邊做，不積累問(wèn)題。

2.1 教材的選擇

目前市面上可供選擇的適合高職類的單片機(jī)教材有很多，但是想找到一本好教材并不容易。大多數(shù)的教材都是概述、單片機(jī)結(jié)構(gòu)、引腳介紹、編程、定時(shí)器中斷、接口外部擴(kuò)展、綜合設(shè)計(jì)等，看似挺好挺成體系，但是不能滿足生源越來(lái)越差的實(shí)際情況。我的學(xué)生一翻開書，前邊幾十頁(yè)大量講述單片機(jī)內(nèi)部接口、引腳等知識(shí)，對(duì)他們來(lái)說(shuō)難以接受，很容易就對(duì)這門課失去興趣了。就算后邊的實(shí)訓(xùn)動(dòng)手部分很精彩，也在學(xué)生心理形成了這門課很難很枯燥的第一印象，在后邊的教學(xué)中很被動(dòng)。

2.2 片面強(qiáng)調(diào)實(shí)踐也不可取

在以前的學(xué)校的實(shí)訓(xùn)設(shè)備少的時(shí)候，主要是以理論教學(xué)為主，實(shí)踐教學(xué)為輔；后來(lái)?xiàng)l件好一些了，就變成以實(shí)踐教學(xué)為主，理論教學(xué)或有或無(wú)的狀態(tài)了。眾所周知，單片機(jī)課程具有硬件系統(tǒng)復(fù)雜，編程難，知識(shí)點(diǎn)分散等特點(diǎn)。在貴州地區(qū)的大部分高職院校都采用項(xiàng)目/任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)的方法，項(xiàng)目教學(xué)法相對(duì)比以前傳統(tǒng)的教學(xué)法比，有其顯著的優(yōu)越性。但是項(xiàng)目教學(xué)法在實(shí)踐中越來(lái)越偏向于大實(shí)踐小理論，也就是理論講一點(diǎn)點(diǎn)，學(xué)生大部分時(shí)間都用項(xiàng)目實(shí)踐的實(shí)訓(xùn)。筆者認(rèn)為，這樣教學(xué)方法對(duì)基礎(chǔ)好一些的同學(xué)來(lái)說(shuō)，沒(méi)有問(wèn)題；但是對(duì)于普通得同學(xué)來(lái)說(shuō)，他們的項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)只是停留在重復(fù)書上實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的階段，沒(méi)有徹底理解融匯單片機(jī)的知識(shí)，實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目稍微更改一些條件就不會(huì)了。高職教育培養(yǎng)的是高級(jí)技能人才，將來(lái)也需要學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技能、新事物，不能夠知其然不知其所以然。故我們?cè)賳纹瑱C(jī)教學(xué)中，理論的學(xué)習(xí)不能少，不能對(duì)以往傳統(tǒng)的教學(xué)方法徹底摒棄。2018 年貴州高考實(shí)際錄取率為87%，意味著只要報(bào)了名，絕大多數(shù)都能被錄取。隨著生源質(zhì)量下降，學(xué)生基礎(chǔ)越來(lái)越差，理論的教學(xué)更是我們需要注意的地方，也更應(yīng)該下功夫的地方。要把理論講的通俗化，把單片機(jī)中的概念原理用淺顯的語(yǔ)言教明白。比如我們選用教材中的關(guān)于定時(shí)器的例子，教材中有一個(gè)故事是這樣的：[1]在一個(gè)暫未被人類開發(fā)的原始部落附近，有一個(gè)大山洞，洞中有一個(gè)碗狀的石頭，每天都有一滴山泉水滴到該碗中。當(dāng)?shù)稳?64 滴水時(shí)（即滴了364 天），該碗就被裝滿了，神奇的是，當(dāng)再滴一滴水時(shí)（即用了365 天，共滴了365 滴水），該碗中的水便消失了，同時(shí)伴有雷電交加的天氣變化，部落的村民就知道一年過(guò)完了，過(guò)年的日子到了，村民們都放下當(dāng)前的工作，忙著準(zhǔn)備過(guò)年的豐盛食物。后來(lái)有一個(gè)頑皮的小孩知道了這個(gè)秘密，為了快點(diǎn)吃到美食便往碗中加了水，所以不到365天，碗中的水就滿了，產(chǎn)生天氣變化，村民準(zhǔn)備豐富食物。再后來(lái)，村民就把大山洞作為禁區(qū)，防止人為干擾。這個(gè)過(guò)程就是單片機(jī)定時(shí)器的工作原理。碗中的水就是定時(shí)的時(shí)間，天氣變化就是定時(shí)器溢出，村民過(guò)年就是中斷響應(yīng)，給碗中加水就是給定時(shí)器賦初值。在我的單片機(jī)課上，大部分同學(xué)通過(guò)這個(gè)故事基本都能把定時(shí)器工作原理弄清楚，只需要細(xì)化部分知識(shí)就可掌握。但是這樣的例子太少，這是以后我們需要下功夫的地方。

2.3 改進(jìn)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)

實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的優(yōu)化和擴(kuò)展。市場(chǎng)上大部分教材的實(shí)訓(xùn)例子都是發(fā)光二極管、流水燈、數(shù)碼管、鍵盤/計(jì)算器、溫度計(jì)等，這些都是非常經(jīng)典的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。為了讓這些經(jīng)典實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目更適合我們的學(xué)生，就需要對(duì)它進(jìn)行優(yōu)化，把一個(gè)比較大的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目分解成若干個(gè)小的，目的是讓這些實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目更適合本校學(xué)生的基礎(chǔ)，使其容易掌握。對(duì)于基礎(chǔ)好、學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的就需要對(duì)這些項(xiàng)目進(jìn)行擴(kuò)展，比如流水燈項(xiàng)目，就可以擴(kuò)展出不同的花式亮燈，擴(kuò)展的目的是為了學(xué)生把經(jīng)典實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目每一個(gè)環(huán)節(jié)完全掌握。

增加自主實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)。在以往的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，學(xué)生大多是以教材中的例子為實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，按部就班的學(xué)習(xí)。學(xué)生掌握知識(shí)方面是沒(méi)有問(wèn)題的，但是缺少了應(yīng)用能力的培養(yǎng)，創(chuàng)新能力不足。在教學(xué)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生還是非常會(huì)動(dòng)腦筋的，只是由于我們的實(shí)訓(xùn)設(shè)備都是成套的，只能提供固定的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，無(wú)法輕易擴(kuò)展實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。并且學(xué)生在實(shí)訓(xùn)平臺(tái)上只是連連線，組合一下實(shí)訓(xùn)模塊，學(xué)生對(duì)硬件設(shè)計(jì)這一塊缺少實(shí)訓(xùn)。其實(shí)現(xiàn)在的電路設(shè)計(jì)軟件都非常多，比如常用的proteus。在學(xué)習(xí)的初期，硬件、軟件都比較簡(jiǎn)單，可以讓學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)proteus 完成原理圖設(shè)計(jì)、電路分析仿真、編程代碼的調(diào)試仿真等。proteus 仿真和實(shí)訓(xùn)設(shè)備相結(jié)合，讓學(xué)生對(duì)硬件電路設(shè)計(jì)、如何編程寫程序，并且能看到結(jié)果，仿真結(jié)果與同樣實(shí)物硬件的運(yùn)行結(jié)果對(duì)比。就能對(duì)理論知識(shí)更容易理解和掌握。電路復(fù)雜的時(shí)候就可以先用proteus 進(jìn)行仿真實(shí)訓(xùn)，然后制作成相應(yīng)的硬件電路。

2.4 網(wǎng)絡(luò)課程的學(xué)習(xí)

現(xiàn)在慕課、微課、職業(yè)教育精品課等網(wǎng)絡(luò)課程資源可以說(shuō)是非常豐富。單片機(jī)的新技術(shù)發(fā)展日新月異，可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)課程在課外學(xué)習(xí)，學(xué)生可以觀看名校名師的講課，擴(kuò)展眼界。網(wǎng)絡(luò)課程千般好，三心二意學(xué)不好；因?yàn)槲覀兊膶W(xué)生自制力不是特別好，往往看著看著網(wǎng)課注意力就轉(zhuǎn)移了，這需要我們教師多加引導(dǎo)，可以規(guī)定學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)，并且定期檢查，解答在上網(wǎng)課過(guò)程中遇到的問(wèn)題，督促其養(yǎng)成好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

2.5 以賽促學(xué)

大賽不常有，小賽經(jīng)常有。專業(yè)內(nèi)可以每學(xué)期開展不同形式的電子技能比賽，給予不同形式的獎(jiǎng)勵(lì)，通過(guò)比賽也可以為參加每年的技能大賽和其他電子設(shè)計(jì)類比賽選拔優(yōu)秀的種子選手。讓學(xué)生能夠更好地認(rèn)識(shí)到自己的水平，找到自己的問(wèn)題，提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，促進(jìn)對(duì)課程的更深層次的學(xué)習(xí)。同時(shí)也能磨煉學(xué)生吃苦耐勞的精神，增加學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

3 總結(jié)

很多方法都是從其他兄弟院校那里借鑒學(xué)習(xí)過(guò)來(lái)的，目前已有效果，但是要進(jìn)一步提高單片課程的教學(xué)質(zhì)量，還需要不斷學(xué)習(xí)，不斷改進(jìn)現(xiàn)有的教學(xué)方法，優(yōu)化擴(kuò)展實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，積極探索新方法。同時(shí)也要加強(qiáng)自身的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)，提高教師教學(xué)能力和學(xué)生的實(shí)踐能力。