中职单片机原理及应用课程改革探索

黄峰扬

(福建湄洲湾职业技术学校,福建莆田 351254)

中职单片机原理及应用课程改革探索

黄峰扬

(福建湄洲湾职业技术学校,福建莆田 351254)

优化中职单片机原理及应用课程的教学与学习环境,采用案例教学法等多种教学方法,做到“软硬一体化、理实一体化”,激发学生学习兴趣,提高教学效果,以培养学生的实践操作能力和创新能力。

中职;单片机原理及应用;案例教学法;开放实验室;学习环境

当今科学技术日新月异,智能化的电子产品越来越多,单片机技术广泛应用到社会生活的各个领域。单片机原理及应用课程是电子应用技术等专业的一门重要专业基础课,学生掌握单片机技术对增强其自身就业竞争力具有十分重要的意义。

1 单片机教学存在的普遍问题

笔者经过多年的教学实践,认为单片机课程教学主要存在以下几个方面的问题。

1.1 知识结构不合理,方法与手段单一

在教学交流过程中了解到,大多数学校在单片机的教学中,学生学习知识点的顺序为：

以理论教学为主,采用传统的讲授法,通过PPT照本宣科,按照这样的知识结构,学生普遍觉得单片机难学。

在学习过程中,对于单片机的发展概况及其应用范围,学生听了为之一振,满腔热情,但由于中职学生文化基础差,当他们学到单片机的结构中的存储器、寄存器等知识已是糊里糊涂,学习兴趣大打折扣。对指令系统中寻址方式、各种指令感到枯燥无味,紧接的程序设计学生们更是一头雾水,不知所云,没有思路,只感叹单片机难学,难于上青天。

1.2 实践教学质量不高

在实验教学中,中职学生学习主动性普遍较差,实验课堂不好掌控,学生对实验设备具有一定的“破坏力”。有的教师在上实验课时,只是走过场,甚至压缩实验课时,而且只是在单元结束后做实验,造成实验不及时;另外,教师在指导学生实验时,采用指导书上的资料,利用现成程序直接导入编译,学生只是按照实验指导书在实验箱上做简单的连线。学生缺乏思考,不能激发全体学生的学习积极性和主动性,很难有效组织学生学习活动[1]。

1.3 对学习环境不重视

学校重视课堂教学,但课余时间不开放实验室,学生课后实践活动无法深入开展;各类社团比较多,但单片机兴趣小组开展经常困难重重,光靠学生自己开展往往很难维持下去,还需要指导教师参与进去,但由于种种原因,多数教师不愿参与。

2 采用案例教学方法,合理安排教学内容

单片机是一门实践性很强的课程,应该在教学过程中注重学生动手能力的培养,从实用入手,根据教学需要开发案例模块,以此为载体,以应用为主线,循序渐进地做好教育教学活动。

2.1 采用案例教学法

学习单片机最有效的方法是理论与实践并重,通过案例,边理论学习,边技能实践,循序渐进,各个知识点通过几次演练就能理解、吃透,也不用去死记硬背各条指令,也就是说,将指令融入案例之中,当学习完案例中的几条指令后,接下去就该做实验了,通过实验过程中的视觉感受(灯光)、听觉体验(声音)等,让学生感受指令产生的控制效果。这样,学生在学习过程中更能深刻理解指令的执行过程,理解单片机输出的信号是怎样控制电子产品的,有效地激发学生的学习兴趣。因此,通过案例边学习边实践的方法,效果特别好。

2.2 重组知识体系结构

打破传统的知识体系结构,以应用为主线,以案例模块为载体,重组硬件与软件知识,以典型、具体的实例操作贯穿整个课程。每个项目遵循“软硬一体化、理实一体化”的教学思路,积极倡导“做中学、学中教”的职业教育教学方式。

精心设计案例,好的案例设计首先应能激发学生兴趣,引发其思考,使学生产生一种解决问题的欲望,同时提出的学习任务应该适应不同的学生,满足各层次学生的发展需要。在教学实践中,我们将单片机课程分七个单元二十一个案例,包括单片机的基础知识、端口操作、显示、高级输入、时间控制、综合实训和拓展项目。每个单元一般由一些趣味、生活化的典型案例组成,每个案例又以多个任务的形式展开。例如,延时小灯控制的设计案例中分四个任务,分别是“认识并搭接外围电路”“程序的编写、编译与下载”“程序中相关语句与函数的学习”“Keil软件仿真及延时语句的精确计算”[2]。形象地展示单片机的工作原理和基本操作,有效激发学生学习兴趣,使学生更快更好地学习相关知识及技能。

3 选择适合学生的教学手段

3.1 引入C语言

汇编语言是单片机传统的编程语言,汇编语言可读性差,程序难读懂,让不少学生感到学习困难,使不少学生失去了学习的兴趣。机器代码生成效率方面,多数情况下C语言与汇编语言相差无几,但C语言可读性较好,可移植性好。对于开发周期来说,用C语言编写中大型的软件,可以缩短开发周期。因此在教学过程中,除了让学生学习汇编语言外,还要引入C语言,这样学生可以更直观地理解单片机,有效地降低学习单片机的难度[3]。

3.2 做到“虚”“实”结合

在单片机教学过程中,将课堂搬到实验室,做到软件与硬件相结合,做到理论与实践及时地有机结合,充分利用实验箱,学生边学边练,达到学以致用的目的。通常在实验箱有好几个模块,一般有单片机模块、七段数码管模块、LCD显示模块、LED显示模块、按键模块、电机控制模块、继电器控制模块。采用C语言编写程序,通过keil软件编译程序,再用SLISP软件将编译好的程序写入到单片机的内部ROM中,通过搭接好实验箱上的外电路,学生通过观察电路的工作状态,可以直观地感受到指令产生的控制效果,更能深刻地理解指令是如何转化成信号去控制硬件的,有效激发学生的学习兴趣。

4 营造课程学习环境

4.1 开放实验室

实验室是中等职业学校实施素质教育、培养学生创新精神与实践能力的重要平台。有的学校只在上课时间开放实验室,但课余开放实验室,是课堂教学的补充,是课堂教学的延伸,而且单片机是一门实践性很强的课程,更需要课余对学生开放实验室,学校应鼓励和支持学生在课余时间参加开放式实验教学、科学探究和各类社会实践活动,课余开放实验室对提高实验教学水平,进一步加强素质教育和学生创新能力的培养具有重要意义。

实验室可以在指定时间段向学生开放,实验室提供相应的实验条件,以学生为主体,学生自主选择实验项目,学生根据实际情况自己编程,学校安排实验指导教师指导学生开展实验活动,也可以聘请校企合作的工程技术人员参与指导。

4.2 组织兴趣小组

开展兴趣小组活动是全面推进素质教育,提高中等职业教学质量,培养学生创造能力的一项重要举措。开展单片机兴趣小组既兼顾学生的全面发展,又培养学生在单片机方面的特长,培养学生的实践技能,让更多的学生享受成功的乐趣,提高他们的发展空间。

利用“成果展示柜”展示兴趣小组的成果,组织学生参观他们成果,并定期开展单片机应用与学习的交流会,可以极大地激发广大学生对单片机的学习兴趣。

4.3 开展单片机技能竞赛活动

单片机技能竞赛是师生技能教育成果展示的平台。通过大赛为广大学生创设平台,让每个勤奋学习的学生都有机会展示自己的才华和能力。通过单片机技能竞赛活动,提高学生的动手能力,丰富校园生活,促进学生全面发展,展示出了中职学生良好的职业技能风采,选手们通过不同方法和途径实现了控制目标的事实,展示中职学生的聪明才智和创新能力。在竞赛的过程中,学生体验到了单片机技术的无穷魅力,享受到成功的快乐。通过比赛,激发了广大在校学生学习单片机的热情,培养学生崇尚科学、锐意创新的精神。

通过单片机技能大赛,尤其是市赛和省赛,吸收借鉴行业、企业的先进工艺、先进技术充实完善学校实践教学的体系,使学生在学校能学到实用技术,与企业要求零距离对接,这也是激发学生学习热情提高综合能力的重要举措。

5 考核方法改革

单片机传统的考核方式比较单一,只是通过期中和期末进行理论考核,或通过理论与实践相结合的考核,并不关心学生的获取知识的过程,对平时学习过程缺少评价体系,学生为了获得好的考核成绩,往往对知识内容死记硬背,学生并不需要深入的理解知识点,更不用说灵活应用了。对于实践考核,往往也只是抽取已经在平时做过的验证性实验,学生只要照搬原来程序就可以了,体现不出学生的技能水平。

单片机课程考核改革应注重学生技能水平的考核,应将考核贯穿于学生学习的全部过程,在教学中.根据学生对学习内容或项目完成情况进行考核;在学期末,对学生进行综合性技能考核。课程的成绩由过程性考核成绩和综合性考核综合得到。通过考核方式的改革,让学生在学习过程中渐进式地获取知识,学生技能实践能力得到有效地提高,也激发学生学习的动力[4]。

6 结语

在单片机教学过程中,采用案例教学法,做到“软硬一体化、理实一体化”,使学生成为学习的主体,变“要我学”为“我要学”,同时选择适合学生的教学手段,做到“虚”“实”结合,创造良好的专业学习环境,并建立注重实效的学习过程的评价体系,让学生主动参与、乐于探究、勤于动手,有效地培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。

[1] 石建国,王丽娟.以工程素质培养为目标的单片机教学改革探索[J].茂名学院学报,2009(3).

[2] 李建忠.单片机原理及应用[M].西安：西安电子科技大学出版社,2008.

[3] 程启明.基于汇编与C语言的单片机原理及应用[M].北京：中国水利水电出版社,2012.

[4] 陈亮.单片机课程的教学改革[J].实验室研究与探索,2009(9).

责任编辑：孟云玲

Exploration on the Course Reform of Single-chip Microcomputer Principle and the Application in Secondary Vocational School

H UANG Feng-yang

Teaching and learning environment of the principle and application of SCM course in secondary vocational school should be optimized,case teaching method and other teaching methods are adopted to achieve"integration of hardware and software,and integration of theory and practice"to stimulate students'interest in learning and improve teaching effect,which is to train the students'practice and innovation ability.

secondary vocational school;microcomputer principle and the application;case teaching;open laboratory;learning environment

G712

A

1671-8275(2014)04-0110-03

2014-04-28

黄峰扬(1972-),男,福建莆田人,福建湄洲湾职业技术学校讲师,研究方向为电子和电气控制。