五年制高职单片机教学的实践与思考

陈峰

五年制高职单片机教学的实践与思考

陈峰

江苏省南通商贸高等职业学校 江苏南通 226011

单片机是应用电子技术专业一门重要的专业课。依据五年制高职学生的特点，结合学校的实训条件，适当选取部分任务作为本课程教学内容的载体，在教学中采用任务驱动为主的师生互动教学方法，学生的积极性和学习兴趣明显提高。但在教学过程也存在一些问题，在以后的教学过程中还需不断改进。

单片机教学；任务驱动教学法；应用电子技术专业

10.3969/j.issn.1671-489X.2012.27.092

作者：陈峰，讲师，研究方向为单片机、C语言。

Author’s addressNantong commerce high Vocational College, Nantong, Jiangsu, Ch ina 226011

1 课程地位

单片机是实现电子产品智能化的有效的途径，广泛用于工业控制、汽车电控系统、家用电器等领域，因此学习单片机并掌握其设计应用技术已经成为电子类学生必须掌握的一门技术，也是现代工科学生就业的一个基本条件。

2 教学内容的选取

2.1 教材的选用

由于目前图书市场中针对五年制高职的单片机应用技术教材很少，大部分是针对三年制高职高专的，所以只能选择高职高专的教材。选用的教材是电子工业出版社出版，王静霞主编的《单片机应用技术》这本书。该教材打破传统的学科课程模式，以工作任务为核心，以工作任务引导教与学，而且原理性内容描述通俗易懂，比较适合五年制高职学生，同时安排了许多任务，任务设计具有针对性，贴近职业岗位需求[1]。

2.2 根据学生情况和课程标准要求调整教学内容

依据专业人才培养方案及课程标准的要求，同时根据五年制高职学生的培养目标，遵循理论知识“必需、够用”的原则，对书中部分内容进行删减。根据五年制高职学生的认知特点及学校现有的实训条件，适当选取书中部分任务作为本课程教学内容的载体。具体安排如表1所示。

3 教学方法

3.1 学生情况的分析

本课程的授课对象是五年制高职应用电子技术专业三年级学生，他们初步具备了专业课程的学习能力，虽然基础能力比较薄弱，但是动手能力并不差；在知识技能上，通过前期电工、模电、数电等课程的学习，掌握了常见电路的工作原理，会使用常用仪器仪表（比如万用表、示波器等），能识别和使用基本的元器件（如电阻、电容、二极管灯），并能对简单的电路进行安装、测量及简单调试；同时学生较厌烦传统的课堂灌输式教学，喜爱理实一体化式的教学模式。

表1

3.2 教学模式的确定

根据五年制高职学生的认知特点，同时学校建有电子工艺实训室、单片机实训室，因此采用理实一体化的教学模式，讲练结合，以学生为主体，教师加以适当的引导，提高学生分析问题、解决问题的能力，提高学生的实践技能。

3.3 教学方法的确定

在本课程的教学过程中，笔者遵循“学为主体，教为主导，实践操作为主线”的教学理念，围绕教学目标，采取以任务驱动[2]为主的师生互动教学方法。在具体任务执行过程中采用问题教学法、启发引导教学法、讨论教学法、演示教学法等多种教学方法。

第一步：教师提出任务，并进行实物演示、仿真演示，学生观察、思考，激发学生的学习兴趣。

第二步：教师引导学生分析完成任务所需解决的问题，学生分组讨论，并完成有关资料的搜集，从而培养学生分析问题的能力及主动参与教学的热情。

第三步：软硬件设计。围绕任务所需解决的问题，讲解有关的知识点，并进行拓展训练巩固知识点，最终由学生根据有关的知识点来解决所有问题——完成整个电路的软硬件设计，从而培养学生应用知识解决问题的能力。

第四步：利用Proteus仿真，可以让学生直观地观察程序在实际硬件系统中的运行过程，验证程序设计是否正确，提高学生解决问题的能力。

第五步：学生分组完成项目的制作，教师个别指导。通过项目的制作，提高学生装配、调试电路的能力，同时学会应用所学知识点去解决项目制作过程中出现的问题。

第六步：学生汇报，总结项目完成过程中出现的问题、如何解决的。教师根据学生出现的问题总结有关的知识点，并对任务中涉及的知识点进行梳理，从而使学生系统地掌握相关知识点。

通过任务驱动为主等多种教学方法的灵活使用，将知识点融入任务中进行讲解，让学生自主寻求完成任务的方法，并在教师的指导下不断地提高解决问题的能力和培养完成任务的技能，提高学生参与教学的积极性。同时通过实际项目的设计与制作，培养学生的成就感，提高学生的学习兴趣和乐趣，将学生的被动学习转变为在教师指导下的主动学习。

4 具体实例

下面以本课程的第一个课题“单片机最小系统”为例，来阐述具体实践方案。

1）根据知识点、学生的知识结构和能力素质的要求，结合学校的实训条件，确定采用单个LED闪烁灯的设计制作作为该课题教学内容的载体并进行演示、描述该任务的要求。

2）教师引导学生分析完成任务所需解决的问题：什么是单片机？如何让单片机工作起来？LED外围电路如何设计？

3）硬件设计。围绕任务所需解决3个问题，进行硬件电路设计，并对有关知识进行讲解。

①什么是单片机——单片机引脚的识读。教师首先通过图片及实物展示，让学生对单片机有个初步的认识；接着分发芯片让学生分组学习、观察单片机外型及引脚分布、性能特点，进一步认识单片机芯片；然后教师引导学生识读每个引脚，并举例说明该引脚与外围电路的连接，学生观察芯片引脚并记录引脚功能；最后进行分组考核，一名学生说出芯片引脚的功能，另一名学生对他的表述进行评判。

②单片机如何工作——单片机最小系统。教师首先通过单片机如何工作这一问题引入单片机最小系统这一概念，并引导学生思考单片机最小系统的组成；接着学生分组讨论确定方案，学生根据讨论方案绘制单片机最小系统原理图；然后教师根据学生原理图绘制情况进行正反例分析，让学生找出自己的错误，并进行修改。

③LED外围电路如何设计——LED外围电路设计。教师引导学生自行完成该部分电路的设计，从而就完成整个硬件电路的设计，如图1所示。

在整个教学中，紧紧围绕任务所需要解决的问题，将知识点融入任务中进行讲解，引导学生主动发现问题，主动构建新知识，形成更为深刻的印象。并通过拓展训练让学生巩固知识点。

4）分组完成任务。在整个实训过程中，学生动手实践，教师巡回个别指导。

①实训准备，学生根据单个LED闪烁灯系统所需的元器件进行元器件的筛选。

②元器件的识别检测——利用万用表完成元器件的检测并记录有关数据。

③元器件的布局、布线——学生根据原理图完成元器件的布局、布线，为下一步焊接、连线做好准备。（要求：布局合理、走线方便）

④元器件焊接。学生合作共同完成电路的焊接。

⑤通电（仔细检查线路板，测量电源与地是否有短路），思考LED为什么不闪烁？

⑥程序下载——TOP编程器使用。

⑦检测调试。对于单片机系统的检测调试，大部分教材都没描述，这对学生来说是一个难点，因此在教学中教师首先讲解检测调试的步骤，并在每一步的检测过程中，教师引导提问——学生回答——确定参数——利用仪器仪表检测是否一致——检查电路并排除故障，从而培养学生应用知识解决问题的能力，提高学生检测调试单片机系统的能力。

5）任务评价，总结提高。教师主导，学生交流讨论，分析总结。通过学生的小结，教师能及时发现学生该内容中出现的问题及不足，并及时纠正；而教师的补充又能再次强化重、难点，从而进一步巩固知识点。

5 教学效果及反思

通过这学期单片机课程的教学，学生的积极性有所提高，激发了学习兴趣，在整个教学过程中以完成任务为主线，将知识点融入任务中，讲讲做做、做做讲讲。通过任务的完成实现，让学生由感性到理性掌握相关知识点，同时提高学生的实践技能及应用所学知识解决实际问题的能力。

同时通过这学期单片机课程的教学，也发现一些问题有待解决。

1）校本教材的编写[3]，由于目前适合五年制高职的单片机教材基本没有，因此迫切需要教师在教学的实践过程中及时总结，并根据五年制高职学生的特点和学校自身实训条件初步编写基于工作过程的、采用项目教学的校本教材，从而适合本校学生的学习，并在以后的教学过程中不断地修改、完善。

2）由于学生能力的差异，在任务完成的过程中，学生的进度不一致，部分小组未能在规定时间内完成规定任务。因此在完成任务的过程中，教师和实训指导教师要多巡视，对能力较差的学生加强个别指导，尽量在保证安装质量的前提下提高速度。

3）教师在教学过程中要多加强过程评价，将实训成绩的评定拿到实训现场，把实训过程中的各个环节纳入考核要素中，通过观察了解每位学生的实训态度和动手能力，从而激发学生的学习积极性和培养学生团结协作及沟通的能力，同时可以避免分组教学中经常存在的问题：一人真正动手实训——“实验员”，其他人没事东跑西逛——“调研员”。

4）在整个课程的考核中也是侧重实践[4]，正确引导学生动手，注重每次任务完成情况，加大实践分数比例。这样可以激发学生学习本课程的积极性，进而促进学习效率和教学质量的提高。

[1]王静霞.单片机应用技术[M].北京:电子工业出版社,2009.

[2]于复生.任务驱动教学法在机电一体化系统设计教学中的实践与探索[J].电子电气学报,2004(1):101-103.

[3]王岳圆.单片机教学刍议[J].中国校外教育,2008(7):83.

[4]颜廷秦.单片机教学方法探讨[J].职业技术,2008(8):34-35.

Practice and Thinking of Microcomputer Teaching for Five-year Higher Vocational Education

Chen Feng

Microcomputer is a professional course of an electronic technology professional.Based on the characteristics of the five-year higher vocational students and school training conditions, I appropriate to select the part of the task as a carrier of the teaching content of the course. Use of task-driven teaching of teacher-student interaction in teaching methods,students’ enthusiasm and interest increase, but has some problems in the teaching process,which also required the continuous improvement in the teaching process at a later time.

microcomputer teaching; task-driven teaching; electronic techn ology professional

G712

B

1671-489X(2012)27-0092-03