高職院?！秵纹瑱C(jī)技術(shù)》實(shí)訓(xùn)教學(xué)研究

丁春霞

摘要：《單片機(jī)技術(shù)》是高職院校電類專業(yè)開設(shè)的一門必修課，是一門綜合性、實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，在整個(gè)課程體系中占有十分重要的地位。單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)是對單片機(jī)理論教學(xué)的補(bǔ)充，是提高學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的重要環(huán)節(jié)。本文分析了高職院校單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的現(xiàn)狀及存在問題，闡述了在高職院校開設(shè)單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的重要性，并就如何提高單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量談了幾點(diǎn)自己的做法。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)技術(shù);實(shí)訓(xùn)教學(xué);教學(xué)質(zhì)量

中圖分類號：G424.1? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）02-0109-02

1引言

隨著科技的不斷發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于人們的生產(chǎn)和生活，為了滿足社會對人才的需求，同時(shí)也是為了學(xué)生能更好地就業(yè)，各高職院校將單片機(jī)技術(shù)作為電類專業(yè)學(xué)生的一門必修課程，該課程以電子技術(shù)為硬件支撐，以匯編語言或C語言為軟件主體，涉及計(jì)算機(jī)、通信等多個(gè)領(lǐng)域，是一門綜合性學(xué)科，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和實(shí)用性，在整個(gè)課程體系中占有十分重要的地位。如何使學(xué)生更好地掌握單片機(jī)的相關(guān)知識，提高學(xué)生的動手能力，是任課教師面臨的主要問題。

2單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)現(xiàn)狀及存在問題

隨著高職教育的不斷深入，實(shí)訓(xùn)教學(xué)作為培養(yǎng)技能型人才的重要環(huán)節(jié)，越來越受到各個(gè)學(xué)校的重視，但即便如此，在單片機(jī)實(shí)訓(xùn)方面，還存在著不少問題。

2.1實(shí)訓(xùn)設(shè)備存在缺陷

目前很多高職院校雖然建設(shè)了單片機(jī)實(shí)訓(xùn)室，但配備的實(shí)訓(xùn)設(shè)備大多數(shù)是購買的實(shí)驗(yàn)箱，這類實(shí)驗(yàn)箱主要完成驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過程中只需按要求接幾根線，把調(diào)試后的程序下載到實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行驗(yàn)證即可，無法達(dá)到單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的各項(xiàng)要求，教學(xué)效果可想而知。

2.2實(shí)訓(xùn)教材缺乏

實(shí)訓(xùn)教學(xué)的實(shí)施需要相應(yīng)的教學(xué)資源來滿足，但實(shí)訓(xùn)教材的開發(fā)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于理論教材，因此在單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，很難找到相匹配的實(shí)訓(xùn)教材，使用的教材都比較落后，跟不上當(dāng)前社會的技術(shù)潮流，導(dǎo)致學(xué)生畢業(yè)后無法立即適應(yīng)社會的需求。

2.3實(shí)訓(xùn)師資薄弱

高職院校的目標(biāo)是培養(yǎng)技能應(yīng)用型人才，這一艱巨任務(wù)責(zé)無旁貸地落到了實(shí)訓(xùn)教師的肩上，而目前單片機(jī)實(shí)訓(xùn)老師大都是由理論課老師兼任的，他們一方面缺乏企業(yè)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，另一方面因?yàn)檎n務(wù)的繁重也沒有過多的時(shí)間去鉆研實(shí)訓(xùn)，而且往往一個(gè)老師需要指導(dǎo)幾十個(gè)學(xué)生，當(dāng)學(xué)生遇到疑難問題時(shí)，老師根本來不及給每位學(xué)生進(jìn)行及時(shí)指導(dǎo)，這樣既影響實(shí)訓(xùn)效果，又影響學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

2.4實(shí)訓(xùn)形式單一

在單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，實(shí)訓(xùn)形式比較單一，主要以調(diào)試程序?yàn)橹?，?shí)訓(xùn)內(nèi)容多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生一般都是將老師編好的程序輸入電腦進(jìn)行調(diào)試，很少有時(shí)間自己動腦筋編寫程序，因此很難建立起單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)的整體概念，入門比較慢。

2.5實(shí)訓(xùn)教學(xué)考核不合理

很多高職院校對單片機(jī)實(shí)訓(xùn)課程沒有制定嚴(yán)格的考核標(biāo)準(zhǔn)，目前主要采用兩種考核方式：一是但凡學(xué)生只要參與了實(shí)訓(xùn)過程，完成了實(shí)訓(xùn)報(bào)告，老師就會根據(jù)實(shí)訓(xùn)過程中的表現(xiàn)給出一個(gè)合格成績;二是考核還是沿用理論教學(xué)的考核手段，實(shí)訓(xùn)結(jié)束時(shí)，以一張?jiān)嚲碜鲈u定，根本不管學(xué)生是否真的學(xué)到了知識、鍛煉了動手能力、獲得了一技之長。這些考核方式大大制約了實(shí)訓(xùn)教學(xué)的效果。

3單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的重要性

實(shí)訓(xùn)教學(xué)是課堂教學(xué)的延續(xù)和補(bǔ)充，是高職院校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，是提高學(xué)生實(shí)際動手能力和職業(yè)能力必需的教學(xué)手段，開設(shè)單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)對于高職院校的學(xué)生具有很深遠(yuǎn)的意義，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

一是單片機(jī)是畢業(yè)設(shè)計(jì)常用的技術(shù)之一。學(xué)生在畢業(yè)前都要求進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)并撰寫畢業(yè)論文，畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞直接影響學(xué)生能否正常畢業(yè)，就電類專業(yè)來說，畢業(yè)設(shè)計(jì)大多采用單片機(jī)技術(shù)，然而學(xué)生沒有上過單片機(jī)實(shí)訓(xùn)課就能把單片機(jī)學(xué)好的可能性很小，畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量也就很難得到保證，從而影響畢業(yè);

二是在各級各類電子競賽中，單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用占有很重要的地位。近幾年，在面向職業(yè)院校舉行的電子技能競賽中，內(nèi)容都涉及了單片機(jī)知識，因此要想在比賽中獲得好成績，必須攻克單片機(jī)這個(gè)難關(guān)，而單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)能為參加各類競賽的學(xué)生創(chuàng)造良好的條件，為他們進(jìn)一步學(xué)好單片機(jī)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ);

三是單片機(jī)應(yīng)用人才就業(yè)前景好。單片機(jī)技術(shù)是一門非常實(shí)用的技術(shù)，社會對單片機(jī)人才的需求非常大，目前很多電類專業(yè)的畢業(yè)生都直接或間接從事著與單片機(jī)技術(shù)有關(guān)的開發(fā)與研究工作，而在校期間開設(shè)單片機(jī)實(shí)訓(xùn)課，旨在提高學(xué)生的設(shè)計(jì)思想和編程水平以及應(yīng)用單片機(jī)的能力，能為學(xué)生順利就業(yè)提供幫助。

4如何提高單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量

4.1激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)的興趣

單片機(jī)課程涉及的知識面很廣，且入門比較難，在實(shí)際的教學(xué)中，學(xué)生也普遍反映單片機(jī)難學(xué)，如果一開始學(xué)生就對學(xué)習(xí)單片機(jī)產(chǎn)生了畏懼、失去了興趣，將直接影響實(shí)訓(xùn)的效果。作為教師應(yīng)想方設(shè)法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，為學(xué)好單片機(jī)技術(shù)打下基礎(chǔ)。在教學(xué)過程中，我采用了以下做法。

（1）上好開學(xué)第一課

如何讓學(xué)生愛上單片機(jī)這門課，上好第一節(jié)課是至關(guān)重要的。因此合理選擇和組織教學(xué)內(nèi)容是關(guān)鍵，我通常會把單片機(jī)學(xué)習(xí)板帶入課堂，介紹一些簡單的硬件電路后，演示一個(gè)用單片機(jī)控制的實(shí)驗(yàn)，如花樣流水燈、兩位數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)等，通過演示，使學(xué)生在真實(shí)的情境中體會單片機(jī)的魅力，從而激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

（2）尋找生活中的單片機(jī)

隨著社會的不斷發(fā)展，我們的生活與單片機(jī)息息相關(guān)，應(yīng)用單片機(jī)的例子隨處可見，如路口的交通信號燈、各種家用電器等，都是由單片機(jī)來控制的，通過尋找大量生活中的實(shí)例，一方面讓學(xué)生明白我們的生活離不開單片機(jī)，學(xué)好單片機(jī)對今后的工作生活有很大幫助，另一方面使抽象的知識具體化、形象化，有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

4.2采用項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)法

實(shí)訓(xùn)教學(xué)的目的是鞏固課堂上所學(xué)的理論知識，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。在理論課上，傳統(tǒng)的教學(xué)模式大都按照教材的章節(jié)講解，從單片機(jī)系統(tǒng)的組成原理、單片機(jī)的指令系統(tǒng)等按部就班的敘述，知識點(diǎn)比較分散，學(xué)生學(xué)完后沒有系統(tǒng)的概念，怎樣讓分散的知識點(diǎn)聯(lián)系在一起，需要老師花心思去組織。項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)法可以通過項(xiàng)目這條主線將零散的知識貫穿起來，讓學(xué)生更容易掌握所學(xué)內(nèi)容。

下面以8位流水燈為例實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)：

第一步：明確項(xiàng)目的要求，用單片機(jī)的P2口控制8盞LED燈，使燈從LED1到LED8依次點(diǎn)亮，如此反復(fù)循環(huán);

第二步：設(shè)計(jì)項(xiàng)目的硬件電路，學(xué)生可以利用仿真軟件Proteus 進(jìn)行硬件電路設(shè)計(jì)，這個(gè)過程可以使學(xué)生掌握單片機(jī)系統(tǒng)外圍器件的接口技術(shù);

第三步：編寫項(xiàng)目的軟件程序，利用KeilC51 的編譯環(huán)境為硬件電路編寫程序。首先讓學(xué)生思考點(diǎn)亮LED燈需要使用哪些語句，其次提醒學(xué)生要讓8盞燈依次點(diǎn)亮，可以使用移位語句來實(shí)現(xiàn)。軟件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生的模塊化程序設(shè)計(jì)思想，鍛煉學(xué)生的編程思維和方法;

第四步：軟硬件聯(lián)合調(diào)試，將編寫好并通過調(diào)試的程序加載到Proteus 軟件中，進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試，直到滿足要求為止。在調(diào)試過程中應(yīng)教會學(xué)生聯(lián)調(diào)的方法，在遇到問題時(shí)，能找到問題所在并能正確解決;

第五步：在實(shí)驗(yàn)板上驗(yàn)證，當(dāng)仿真調(diào)試通過后，學(xué)生可以將程序下載到實(shí)際的電路板上進(jìn)行調(diào)試，讓學(xué)生更加深刻的感受流水燈變化的效果，享受成功的喜悅，進(jìn)而增強(qiáng)他們學(xué)好單片機(jī)的信心;

第六步：項(xiàng)目的拓展延伸，當(dāng)學(xué)生對上面的內(nèi)容完全理解后，要求學(xué)生完成以下兩個(gè)項(xiàng)目：一是使燈從LED8到LED1依次點(diǎn)亮，如此反復(fù)循環(huán)。二是使燈從LED1到LED8依次點(diǎn)亮，再從LED8到LED1依次點(diǎn)亮，如此反復(fù)循環(huán)。在這個(gè)過程中，通過學(xué)生獨(dú)立完成項(xiàng)目，培養(yǎng)他們分析問題、解決問題的綜合能力。

每個(gè)項(xiàng)目圍繞一個(gè)任務(wù)目標(biāo)進(jìn)行相關(guān)知識點(diǎn)的講解，項(xiàng)目中用到什么知識就講解什么知識，用多少講多少，在哪里用就在哪里講，邊講邊學(xué)，邊學(xué)邊練，讓學(xué)生在完成整個(gè)項(xiàng)目的過程中領(lǐng)會知識點(diǎn)、鍛煉編程思維，提高單片機(jī)應(yīng)用能力。

4.3項(xiàng)目的選取應(yīng)循序漸進(jìn)

知識的獲取和技能的培養(yǎng)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程。在單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中，為了讓學(xué)生能夠快速掌握編程的思想，選取項(xiàng)目是至關(guān)重要的，直接關(guān)系到實(shí)訓(xùn)的效果，為此應(yīng)綜合考慮項(xiàng)目的統(tǒng)籌設(shè)置、項(xiàng)目間的聯(lián)系和層次遞進(jìn)，并遵循循序漸進(jìn)的原則來選取合適的項(xiàng)目。

下面以“燈的變化”為例講述我所選取的項(xiàng)目。

上面圖表中選取的項(xiàng)目遵循了由易到難、由簡單到復(fù)雜的學(xué)習(xí)規(guī)律，每個(gè)項(xiàng)目逐漸增加新的知識點(diǎn)，并配有一些練習(xí)項(xiàng)目，讓學(xué)生有自我發(fā)揮的空間，通過自己的努力也有能力完成項(xiàng)目的任務(wù)，使學(xué)生有機(jī)會體驗(yàn)到成功的快樂，從而調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。

4.4實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目中的任務(wù)應(yīng)層層遞進(jìn)

當(dāng)項(xiàng)目中要求實(shí)現(xiàn)的功能比較復(fù)雜時(shí)，教師應(yīng)該教會學(xué)生將任務(wù)分解，先根據(jù)要求實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的基本功能，再一步一步將其他的功能添加進(jìn)來，直到符合項(xiàng)目的總要求。比如項(xiàng)目“用8位數(shù)碼管顯示能調(diào)節(jié)時(shí)間的時(shí)-分-秒”，拿到項(xiàng)目后，首先分析項(xiàng)目，得出它的基本功能是顯示時(shí)-分-秒，這部分程序相對比較簡單，可以先編寫好，然后再來解決“如何調(diào)節(jié)時(shí)間”，這里就要思考兩個(gè)問題，一是如何選擇位，二是如何調(diào)節(jié)每一位的值。在這個(gè)項(xiàng)目中，我們可以使用按鍵來控制，設(shè)置3個(gè)按鍵，一個(gè)控制“﹢”、一個(gè)控制“﹣”，一個(gè)控制“選位”，按“第一下”時(shí)間停止并且選擇在“秒位”，按“第二下”選擇在“分位”，按“第三下”選擇在“時(shí)位”， 通過“﹢”鍵和“﹣”鍵對每一位的值進(jìn)行調(diào)節(jié)，按“第四下”時(shí)重新計(jì)時(shí)。這樣將較復(fù)雜的綜合問題分解為若干個(gè)子問題后，使學(xué)生有切入點(diǎn)能夠動手編程，程序上經(jīng)過由淺入深，循序漸進(jìn)，逐步提升，最終完成整個(gè)項(xiàng)目的功能要求。這不僅培養(yǎng)了學(xué)生分析問題、解決問題的能力，同時(shí)也大大提高了實(shí)訓(xùn)教學(xué)的質(zhì)量。

5結(jié)束語

高職院校的實(shí)訓(xùn)教學(xué)對提高學(xué)生的綜合能力、職業(yè)技能以及畢業(yè)生就業(yè)起著極其重要的作用，因此如何提高單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出社會需要的應(yīng)用型人才，是我們廣大電類專業(yè)老師需要認(rèn)真思考的問題。

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