技工院校单片机“双模块”化教学的研究

张俊

摘 要：本文针对职业院校学生的特点以及单片机技术的课程特点，创新地提出一种“双模化”的一体化教学方法，力求使学生更有效、更系统地掌握单片机技术。

关键词：单片机 双模块 一体化教学

一、“双模块”教学法的含义及其在单片机课程教学中的意义

目前，技工院校采用的教学方法有很多，目的都是最大限度地提高学生的学习兴趣，发挥其长处，从而提高课堂效率。“双模块”教学法是基于学生的认知特点和课程的应用特色这两个核心提出的。在此基础上将课程模块化，同时将此课程中学生实际操作的技能模块化，从而达到预期的教学效果。

那么技工院校学生的特点和单片机课程的特色是什么？只有正确把握这两点，才能设计出准确有效的教学方法。首先，职业院校的学生最大的特点是动手能力强，对事物具有极为敏锐的感性认识，但其理论功底较为欠缺，基础环节较为薄弱。其次，单片机课程的特色是以电子、计算机通信技术为基础，内容涉及硬件设计和软件编程的一门综合性学科。因此，我们可以发现学生的优势在于“做”和“看” ，课程的难点在于“深”和“杂”。要想让这类学生较为轻松地学会单片机课程，采用普通的教法一般达不到较好的效果，因此，我们提出“双模块”教学，简而言之就是，学的是分解为一个个模块的课程内容，用的是精练成一个个模块的课程技能。学以致用，学以够用。

二、“双模块”教学法在单片机教学中的应用

一般的单片机课程教学步骤是根据教材顺序，介绍单片机的硬件结构、单片机的指令系统、软件编程、中断系统、外围扩展应用、实例分析等内容。这种方法将硬件和软件知识完全分立开来，让学生根本无法深入理解单片机的硬件知识，而随后的111条指令的学习更是让学生痛苦不堪，学习后面的内容就更加困难。下面简要介绍一下我们采用的“双模块”化教学。

1.课程“模块化”

我们采用“双模块”法首先将该课程模块化。将单片机这门课程分为基础篇和应用篇两大部分，打破教材的束缚，按照认知规律和知识点的结构，采用理实一体的方式来划分模块。基础篇具体划分见图1。

从模块图1中我们可以看到，经过9个模块的学习，学生可以学到：单片机的硬件知识、编程及仿真软件的使用、常用的基本指令、延时程序的计算与编写、显示模块、声音模块、中断知识、定时与计数等知识。它基本包含了单片机课程的基础内容。而且，在每一个模块中又配以一个具体课题进行展示演练，这样更能让学生感到生动有趣，在学习硬件知识的时候涉及软件，在学习软件编程时又时刻关系到硬件设计，真正做到软硬结合，统筹兼顾。同时，更主要的是我们不但将单片机的软硬件知识进行了统一，更把一些较多、较烦的内容都分解到每一个模块中进行学习。例如，我们将单片机的111条指令分解到各个模块课题中，学哪一个模块就学与之相关的指令，这样既给学生减轻了压力，又提高了学生的学习效率。

图1 基础篇模块图

图2是应用篇模块图，我们将其分为9个模块，这9个模块是基于学生已经学完基础篇中的9个模块以后，首先掌握一些单片机必备的基础知识，然后再由浅入深地进行综合性学习。这部分的内容主要是让学生学会如何应用、如何设计，达到促进、提高的目的。至此，我们将单片机技术这门课程划分为18个模块，以模块为单位，用理实一体化进行教学，循序渐进，实实在在地将单片机技术展现在学生面前。而学生最大的收获莫过于从硬件设计到软件编程，再到实物调试，整个过程都是由学生参与，他们了解了整个单片机项目设计的全过程，真正学到了知识，用到了知识。

图2 应用篇模块图

2.编程技能“模块化”

所谓的编程技能模块化，就是指我们在进行软件编程教学时，指导学生将自己的程序知识库建立成一个个的模块，将对应的单元子程序存入模块中，之后就可以针对某一个具体课题，将这些单元程序从这些模块中取出，进行组合完善，从而实现某一个具体功能。

那么我们应该建立哪些程序模块呢？笔者认为可以分为两大类，即通用模块和元件模块程序库。通用模块主要针对基础知识中经常要用到的内容，而元件模块主要是针对某一个具体元件的操作。在这里，通用模块主要包括：单元延时程序模块、查表程序模块、循环判断跳转程序模块、静态显示程序模块、按键消抖程序模块、中断初始化程序模块、定时/计数初始化程序模块等。元件模块主要包括：矩阵键盘扫描程序模块、动态显示程序模块、DS18B20初始化程序模块、1602LCD初始化程序模块、串行口初始化程序等。建立了这些程序模块后，我们就可以思路清晰、较为容易地实现编程。下面我们以实例说明。

例：用单片机的P2口控制一位共阳数码管循环显示0～9（时间间隔为1s）。

①课题的性质。课题所涉及的内容属于基础篇中的数码管静态显示控制模块。

②课题涉及的软、硬件知识。在数码管静态显示控制模块中，学生学习的硬件知识包括单片机与数码管的连接、共阳数码管的结构等；软件知识包括共阳数码管的字型编码、常用基本指令等。

③硬件设计。按照要求，进行课题的硬件设计。

④软件编程。该课题将用到技能模块中的程序包括：延时程序模块、查表程序模块、循环判断跳转程序模块、静态显示程序模块。因此，我们可以将这些子程序模块进行组合，并加以适当的修改，就可以将该课题的软件设计出来。其模块编写流程如图3所示。

图3 程序模块编写流程图

三、“双模块”教学实施的方法及要点

“双模块”教学在实施的过程中一定要采取理实一体化的方法，这也是由单片机技术课程的特点决定的。让教师在教学过程中起主导作用，而学生在其中充当主体角色。为此我们必须采取理实一体化的方式，这样才能调动学生的主动性，也才能将“双模块”化的优势发挥到最大限度。学生用实际操作验证所学每一个模块的内容，再将这些知识经过提炼转化为自己的程序模块。这样整个过程都由他们参与，就会使他们印象深刻，模块清晰。“双模块”化教学实施的要点主要有以下几点。

1.课程“模块化”的主导是教师

课程“模块化”的主导一定是教师。教师要深入了解本课程的知识与结构，按照科学的方法将本课程内容进行“模块化”的划分，同时要注意知识点的先后顺序。在这个过程中，教师既要“胆大”，又要“心细”。所谓的“胆大”就是教师不被教材的条条框框所束缚，在遵循教学大纲要求的基础上，可以大胆地将内容进行合并、划分，将内容尽可能模块化。所谓“心细”，是指教师在划分好模块后，要仔细认真地将每一个模块进行审查，确定每一个模块的教学内容和课时安排，做到不遗漏重要的知识点。可以说，教师对课程划分模块是否正确、合理，直接关系到本课程的教学是否成功。

2.技能“模块化”的主体是学生

技能“模块化”的主体一定是学生。学生通过对模块化课程的学习，在教师的指导下，将自己所学的单片机编程知识转化成一个个“模块”程序，将这些“模块”存储在自己的知识体库中。学生在编程时，可以通过自己的理解，合理选择需要的程序“模块”，加以组合。因此，他们可以用自己的思维加以创造，提高他们的创造力。

3.两个模块的统一

课程模块和技能模块是相互统一的。课程模块需要技能模块来验证，技能模块需要课程模块来提炼。学生只有真正掌握这两个模块的内容，才能真正学会单片机应用技术。

“双模块”教学法不是教学的全部内容，但通过对单片机技术课程的应用，“双模块”教学法发挥了重要的作用，它帮助学生提高了学习效率，帮助教师提高了教学质量。

（作者单位：无锡技师学院）

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摘 要：本文针对职业院校学生的特点以及单片机技术的课程特点，创新地提出一种“双模化”的一体化教学方法，力求使学生更有效、更系统地掌握单片机技术。

关键词：单片机 双模块 一体化教学

一、“双模块”教学法的含义及其在单片机课程教学中的意义

目前，技工院校采用的教学方法有很多，目的都是最大限度地提高学生的学习兴趣，发挥其长处，从而提高课堂效率。“双模块”教学法是基于学生的认知特点和课程的应用特色这两个核心提出的。在此基础上将课程模块化，同时将此课程中学生实际操作的技能模块化，从而达到预期的教学效果。

那么技工院校学生的特点和单片机课程的特色是什么？只有正确把握这两点，才能设计出准确有效的教学方法。首先，职业院校的学生最大的特点是动手能力强，对事物具有极为敏锐的感性认识，但其理论功底较为欠缺，基础环节较为薄弱。其次，单片机课程的特色是以电子、计算机通信技术为基础，内容涉及硬件设计和软件编程的一门综合性学科。因此，我们可以发现学生的优势在于“做”和“看” ，课程的难点在于“深”和“杂”。要想让这类学生较为轻松地学会单片机课程，采用普通的教法一般达不到较好的效果，因此，我们提出“双模块”教学，简而言之就是，学的是分解为一个个模块的课程内容，用的是精练成一个个模块的课程技能。学以致用，学以够用。

二、“双模块”教学法在单片机教学中的应用

一般的单片机课程教学步骤是根据教材顺序，介绍单片机的硬件结构、单片机的指令系统、软件编程、中断系统、外围扩展应用、实例分析等内容。这种方法将硬件和软件知识完全分立开来，让学生根本无法深入理解单片机的硬件知识，而随后的111条指令的学习更是让学生痛苦不堪，学习后面的内容就更加困难。下面简要介绍一下我们采用的“双模块”化教学。

1.课程“模块化”

我们采用“双模块”法首先将该课程模块化。将单片机这门课程分为基础篇和应用篇两大部分，打破教材的束缚，按照认知规律和知识点的结构，采用理实一体的方式来划分模块。基础篇具体划分见图1。

从模块图1中我们可以看到，经过9个模块的学习，学生可以学到：单片机的硬件知识、编程及仿真软件的使用、常用的基本指令、延时程序的计算与编写、显示模块、声音模块、中断知识、定时与计数等知识。它基本包含了单片机课程的基础内容。而且，在每一个模块中又配以一个具体课题进行展示演练，这样更能让学生感到生动有趣，在学习硬件知识的时候涉及软件，在学习软件编程时又时刻关系到硬件设计，真正做到软硬结合，统筹兼顾。同时，更主要的是我们不但将单片机的软硬件知识进行了统一，更把一些较多、较烦的内容都分解到每一个模块中进行学习。例如，我们将单片机的111条指令分解到各个模块课题中，学哪一个模块就学与之相关的指令，这样既给学生减轻了压力，又提高了学生的学习效率。

图1 基础篇模块图

图2是应用篇模块图，我们将其分为9个模块，这9个模块是基于学生已经学完基础篇中的9个模块以后，首先掌握一些单片机必备的基础知识，然后再由浅入深地进行综合性学习。这部分的内容主要是让学生学会如何应用、如何设计，达到促进、提高的目的。至此，我们将单片机技术这门课程划分为18个模块，以模块为单位，用理实一体化进行教学，循序渐进，实实在在地将单片机技术展现在学生面前。而学生最大的收获莫过于从硬件设计到软件编程，再到实物调试，整个过程都是由学生参与，他们了解了整个单片机项目设计的全过程，真正学到了知识，用到了知识。

图2 应用篇模块图

2.编程技能“模块化”

所谓的编程技能模块化，就是指我们在进行软件编程教学时，指导学生将自己的程序知识库建立成一个个的模块，将对应的单元子程序存入模块中，之后就可以针对某一个具体课题，将这些单元程序从这些模块中取出，进行组合完善，从而实现某一个具体功能。

那么我们应该建立哪些程序模块呢？笔者认为可以分为两大类，即通用模块和元件模块程序库。通用模块主要针对基础知识中经常要用到的内容，而元件模块主要是针对某一个具体元件的操作。在这里，通用模块主要包括：单元延时程序模块、查表程序模块、循环判断跳转程序模块、静态显示程序模块、按键消抖程序模块、中断初始化程序模块、定时/计数初始化程序模块等。元件模块主要包括：矩阵键盘扫描程序模块、动态显示程序模块、DS18B20初始化程序模块、1602LCD初始化程序模块、串行口初始化程序等。建立了这些程序模块后，我们就可以思路清晰、较为容易地实现编程。下面我们以实例说明。

例：用单片机的P2口控制一位共阳数码管循环显示0～9（时间间隔为1s）。

①课题的性质。课题所涉及的内容属于基础篇中的数码管静态显示控制模块。

②课题涉及的软、硬件知识。在数码管静态显示控制模块中，学生学习的硬件知识包括单片机与数码管的连接、共阳数码管的结构等；软件知识包括共阳数码管的字型编码、常用基本指令等。

③硬件设计。按照要求，进行课题的硬件设计。

④软件编程。该课题将用到技能模块中的程序包括：延时程序模块、查表程序模块、循环判断跳转程序模块、静态显示程序模块。因此，我们可以将这些子程序模块进行组合，并加以适当的修改，就可以将该课题的软件设计出来。其模块编写流程如图3所示。

图3 程序模块编写流程图

三、“双模块”教学实施的方法及要点

“双模块”教学在实施的过程中一定要采取理实一体化的方法，这也是由单片机技术课程的特点决定的。让教师在教学过程中起主导作用，而学生在其中充当主体角色。为此我们必须采取理实一体化的方式，这样才能调动学生的主动性，也才能将“双模块”化的优势发挥到最大限度。学生用实际操作验证所学每一个模块的内容，再将这些知识经过提炼转化为自己的程序模块。这样整个过程都由他们参与，就会使他们印象深刻，模块清晰。“双模块”化教学实施的要点主要有以下几点。

1.课程“模块化”的主导是教师

课程“模块化”的主导一定是教师。教师要深入了解本课程的知识与结构，按照科学的方法将本课程内容进行“模块化”的划分，同时要注意知识点的先后顺序。在这个过程中，教师既要“胆大”，又要“心细”。所谓的“胆大”就是教师不被教材的条条框框所束缚，在遵循教学大纲要求的基础上，可以大胆地将内容进行合并、划分，将内容尽可能模块化。所谓“心细”，是指教师在划分好模块后，要仔细认真地将每一个模块进行审查，确定每一个模块的教学内容和课时安排，做到不遗漏重要的知识点。可以说，教师对课程划分模块是否正确、合理，直接关系到本课程的教学是否成功。

2.技能“模块化”的主体是学生

技能“模块化”的主体一定是学生。学生通过对模块化课程的学习，在教师的指导下，将自己所学的单片机编程知识转化成一个个“模块”程序，将这些“模块”存储在自己的知识体库中。学生在编程时，可以通过自己的理解，合理选择需要的程序“模块”，加以组合。因此，他们可以用自己的思维加以创造，提高他们的创造力。

3.两个模块的统一

课程模块和技能模块是相互统一的。课程模块需要技能模块来验证，技能模块需要课程模块来提炼。学生只有真正掌握这两个模块的内容，才能真正学会单片机应用技术。

“双模块”教学法不是教学的全部内容，但通过对单片机技术课程的应用，“双模块”教学法发挥了重要的作用，它帮助学生提高了学习效率，帮助教师提高了教学质量。

（作者单位：无锡技师学院）

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摘 要：本文针对职业院校学生的特点以及单片机技术的课程特点，创新地提出一种“双模化”的一体化教学方法，力求使学生更有效、更系统地掌握单片机技术。

关键词：单片机 双模块 一体化教学

一、“双模块”教学法的含义及其在单片机课程教学中的意义

目前，技工院校采用的教学方法有很多，目的都是最大限度地提高学生的学习兴趣，发挥其长处，从而提高课堂效率。“双模块”教学法是基于学生的认知特点和课程的应用特色这两个核心提出的。在此基础上将课程模块化，同时将此课程中学生实际操作的技能模块化，从而达到预期的教学效果。

那么技工院校学生的特点和单片机课程的特色是什么？只有正确把握这两点，才能设计出准确有效的教学方法。首先，职业院校的学生最大的特点是动手能力强，对事物具有极为敏锐的感性认识，但其理论功底较为欠缺，基础环节较为薄弱。其次，单片机课程的特色是以电子、计算机通信技术为基础，内容涉及硬件设计和软件编程的一门综合性学科。因此，我们可以发现学生的优势在于“做”和“看” ，课程的难点在于“深”和“杂”。要想让这类学生较为轻松地学会单片机课程，采用普通的教法一般达不到较好的效果，因此，我们提出“双模块”教学，简而言之就是，学的是分解为一个个模块的课程内容，用的是精练成一个个模块的课程技能。学以致用，学以够用。

二、“双模块”教学法在单片机教学中的应用

一般的单片机课程教学步骤是根据教材顺序，介绍单片机的硬件结构、单片机的指令系统、软件编程、中断系统、外围扩展应用、实例分析等内容。这种方法将硬件和软件知识完全分立开来，让学生根本无法深入理解单片机的硬件知识，而随后的111条指令的学习更是让学生痛苦不堪，学习后面的内容就更加困难。下面简要介绍一下我们采用的“双模块”化教学。

1.课程“模块化”

我们采用“双模块”法首先将该课程模块化。将单片机这门课程分为基础篇和应用篇两大部分，打破教材的束缚，按照认知规律和知识点的结构，采用理实一体的方式来划分模块。基础篇具体划分见图1。

从模块图1中我们可以看到，经过9个模块的学习，学生可以学到：单片机的硬件知识、编程及仿真软件的使用、常用的基本指令、延时程序的计算与编写、显示模块、声音模块、中断知识、定时与计数等知识。它基本包含了单片机课程的基础内容。而且，在每一个模块中又配以一个具体课题进行展示演练，这样更能让学生感到生动有趣，在学习硬件知识的时候涉及软件，在学习软件编程时又时刻关系到硬件设计，真正做到软硬结合，统筹兼顾。同时，更主要的是我们不但将单片机的软硬件知识进行了统一，更把一些较多、较烦的内容都分解到每一个模块中进行学习。例如，我们将单片机的111条指令分解到各个模块课题中，学哪一个模块就学与之相关的指令，这样既给学生减轻了压力，又提高了学生的学习效率。

图1 基础篇模块图

图2是应用篇模块图，我们将其分为9个模块，这9个模块是基于学生已经学完基础篇中的9个模块以后，首先掌握一些单片机必备的基础知识，然后再由浅入深地进行综合性学习。这部分的内容主要是让学生学会如何应用、如何设计，达到促进、提高的目的。至此，我们将单片机技术这门课程划分为18个模块，以模块为单位，用理实一体化进行教学，循序渐进，实实在在地将单片机技术展现在学生面前。而学生最大的收获莫过于从硬件设计到软件编程，再到实物调试，整个过程都是由学生参与，他们了解了整个单片机项目设计的全过程，真正学到了知识，用到了知识。

图2 应用篇模块图

2.编程技能“模块化”

所谓的编程技能模块化，就是指我们在进行软件编程教学时，指导学生将自己的程序知识库建立成一个个的模块，将对应的单元子程序存入模块中，之后就可以针对某一个具体课题，将这些单元程序从这些模块中取出，进行组合完善，从而实现某一个具体功能。

那么我们应该建立哪些程序模块呢？笔者认为可以分为两大类，即通用模块和元件模块程序库。通用模块主要针对基础知识中经常要用到的内容，而元件模块主要是针对某一个具体元件的操作。在这里，通用模块主要包括：单元延时程序模块、查表程序模块、循环判断跳转程序模块、静态显示程序模块、按键消抖程序模块、中断初始化程序模块、定时/计数初始化程序模块等。元件模块主要包括：矩阵键盘扫描程序模块、动态显示程序模块、DS18B20初始化程序模块、1602LCD初始化程序模块、串行口初始化程序等。建立了这些程序模块后，我们就可以思路清晰、较为容易地实现编程。下面我们以实例说明。

例：用单片机的P2口控制一位共阳数码管循环显示0～9（时间间隔为1s）。

①课题的性质。课题所涉及的内容属于基础篇中的数码管静态显示控制模块。

②课题涉及的软、硬件知识。在数码管静态显示控制模块中，学生学习的硬件知识包括单片机与数码管的连接、共阳数码管的结构等；软件知识包括共阳数码管的字型编码、常用基本指令等。

③硬件设计。按照要求，进行课题的硬件设计。

④软件编程。该课题将用到技能模块中的程序包括：延时程序模块、查表程序模块、循环判断跳转程序模块、静态显示程序模块。因此，我们可以将这些子程序模块进行组合，并加以适当的修改，就可以将该课题的软件设计出来。其模块编写流程如图3所示。

图3 程序模块编写流程图

三、“双模块”教学实施的方法及要点

“双模块”教学在实施的过程中一定要采取理实一体化的方法，这也是由单片机技术课程的特点决定的。让教师在教学过程中起主导作用，而学生在其中充当主体角色。为此我们必须采取理实一体化的方式，这样才能调动学生的主动性，也才能将“双模块”化的优势发挥到最大限度。学生用实际操作验证所学每一个模块的内容，再将这些知识经过提炼转化为自己的程序模块。这样整个过程都由他们参与，就会使他们印象深刻，模块清晰。“双模块”化教学实施的要点主要有以下几点。

1.课程“模块化”的主导是教师

课程“模块化”的主导一定是教师。教师要深入了解本课程的知识与结构，按照科学的方法将本课程内容进行“模块化”的划分，同时要注意知识点的先后顺序。在这个过程中，教师既要“胆大”，又要“心细”。所谓的“胆大”就是教师不被教材的条条框框所束缚，在遵循教学大纲要求的基础上，可以大胆地将内容进行合并、划分，将内容尽可能模块化。所谓“心细”，是指教师在划分好模块后，要仔细认真地将每一个模块进行审查，确定每一个模块的教学内容和课时安排，做到不遗漏重要的知识点。可以说，教师对课程划分模块是否正确、合理，直接关系到本课程的教学是否成功。

2.技能“模块化”的主体是学生

技能“模块化”的主体一定是学生。学生通过对模块化课程的学习，在教师的指导下，将自己所学的单片机编程知识转化成一个个“模块”程序，将这些“模块”存储在自己的知识体库中。学生在编程时，可以通过自己的理解，合理选择需要的程序“模块”，加以组合。因此，他们可以用自己的思维加以创造，提高他们的创造力。

3.两个模块的统一

课程模块和技能模块是相互统一的。课程模块需要技能模块来验证，技能模块需要课程模块来提炼。学生只有真正掌握这两个模块的内容，才能真正学会单片机应用技术。

“双模块”教学法不是教学的全部内容，但通过对单片机技术课程的应用，“双模块”教学法发挥了重要的作用，它帮助学生提高了学习效率，帮助教师提高了教学质量。

（作者单位：无锡技师学院）

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