模块化教学法在高职单片机教学中的应用

王娟，王丽

摘 要：文章从单片机课程特点与高职院校单片机课程教学存在的主要问题出发，提出了模块化教学法在高职单片机教学中的实施策略，并分析了模块化教学法在单片机课程实施中的突出特色。

关键词：高职院校;单片机;模块化教学法

中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2015）03-0029-03

单片机课程是高职院校电类专业的一门专业核心课程，具有涵盖知识多、软硬件结合、实践性强等特点。课程本身学习难度较大，再加上“重理论， 轻实践”的传统教学方法，学生普遍反映学习难度大，教学效果较差。因此， 探讨如何改变单片机课程的教学现状， 使学生真正对单片机课程感兴趣、学习好单片机课程是高职院校单片机课程教学改革的重点内容。本文通过基于高职高专教学改革的成果[1-2]，结合笔者多年单片机课程的教学经验，分析当前高职院校单片机教学中存在的主要问题，探讨模块化教学法在课程教学中的组织与实施。

一、高职院校单片机教学存在的问题

（一）理论教学抽象难懂

单片机课程的理论内容复杂抽象，教学过程一般按照教材内容的先后顺序，首先讲解单片机的硬件结构，然后讲解指令系统及汇编语言程序设计，在此基础上，再讲解中断系统、定时/计数器、扩展技术，最后简单介绍单片机的应用实例。传统的教学过程只是将理论知识进行系统讲授，并辅以几个验证性的实验，这种方式易造成理论与实践的脱节，学生在整个学习过程中往往感到概念抽象、内容繁杂、知识难以理解，丧失学习热情和积极性。

（二）实践教学缺乏创新

目前各高职院校的单片机实验大多是在实验箱上完成的，实验内容较为单一，主要以验证性实验为主。实验课所使用的实验仪器和电路都是固定的，学生上机实验时只是简单接线，然后根据实验教师的指导，运行已经下载到单片机中的程序。学生做完了实验，并不知道单片机的程序运行和电路设计原理，只能做到对实验结果的表象认知，对于单片机的整体设计过程没有深入的学习体会。

（三）教学方法单一

随着多媒体技术的发展，虽然单片机课程的教学大多采用了多媒体辅助教学方法，但往往仍以传统的教学方法——讲授法为主，很少用到引导发现、情境教学、小组合作等多种教学方法。而且，由于单片机课程的理论知识众多，传统的教学方法很难激起学生的学习积极性，学生始终处于被动的学习状态，极大地影响了教学效果。

（四）考核方式不合理

目前，就单片机课程的考核方式来说，一般采用闭卷考试或闭卷考试与实验成绩相结合的方式。传统的考试形式在一定程度上只能考查学生对某些知识点的记忆能力，例如记忆若干指令、说明重要元件的原理及功能、编写简单程序，因此，即使学生考核优异却仍然不懂得设计单片机的硬件电路，开发单片机的软件程序，单片机通过软件程序控制硬件电路的原理。所以，传统的考核方式无法灵活地考查学生实际分析问题与解决问题的能力[3]。

二、模块化教学法在单片机课程中的应用

模块化教学是围绕一个能力和素质的教育专题，在教法上强调知能一体，在学法上强调知行一致，集中开展相关的理论知识、实践经验、操作技能以及活动方式、方法、方案的同步式一体化的教与学，以实现具体能力和素质的培养目标的教学模式[4]。模块化教学强调把学生的需要放在第一

位，具有很强的灵活性和实践性。

针对本文分析的目前单片机课程教学中存在的主要问题，基于模块化教学的含义，结合高职学生的特点，打破原有界限，以实际应用为主、以适度够用的概念和原理的理解为辅的原则，把单片机课程传统的学科体系拆分整合为十个主模块，每一个主模块又分解为若干子模块，并根据不同的模块采取了与之相应的教学方法和考核方式，重视实验课程、实训课程以及平时的知识考核。模块化教学法在单片机课程教学中的具体实施过程如表1所示。

三、模块化教学法的特色

在单片机课程的改革实施过程中，应用模块化教学法具有以下突出特色。

（一）理论教学重实际

根据模块化教学法，将单片机课程的各理论知识点拆分整合为十个主模块，每一个主模块又分解为若干子模块，便于学生理解掌握。

为适应企业的需求，结合学生C语言基础，在课程教学中加入了C51语言的学习[5]，让学生掌握汇编语言和C语言两种编程语言，增强学生的就业竞争力。

（二）实践教学重质量

在各模块的学习中，加大了实验环节的比重，创新了实验环节的模式。实验环节主要是利用实验箱，采用联接上位机操作完成。学生可以在上位PC机上实现程序的编辑、编译、连接、传送、调试、运行等环节，让学生真正掌握单片机的硬件功能和程序的编写。

在实验环节之后，有针对性地加入了实训环节，主要使用仿真软件Keil完成单片机软件设计调试和使用Proteus工具完成硬件设计及系统运行结果查看[6]，使难于理解的单片机软、硬件设计形象化、具体化，让学生加强了对知识的理解和对应用的感性认识，非常有利于提高学生学习的兴趣。图1就是使用单片机AT89C51和数模转换芯片DAC0832输出方波信号的硬件电路图;图2是该电路图产生的方波波形图。通过简单实例，学生可以非常形象直观地掌握数模转换的工作原理和转换器的相关接口技术。

图1  硬件电路图

图2  方波仿真结果图

在课程的最后，加入了课程设计环节。通过具体实例，让学生掌握单片机系统的设计和开发全过程[7]。

（三）教学方法灵活

在每个课程模块的学习中，采取了灵活多样的教学方法，如多媒体上课法、实物演示法、课堂讨论法、对比分析法、实验教学法、实训教学法等。

（四）考核方式科学

采取了科学合理的考核方式，除了常规的学期末笔试考试考核（占总成绩的40%）之外，改革后的单片机课程教学更重视平时的考核（占总成绩的60%）。理论知识的考核，主要通过平时随堂练习的情况来考核得分，加入了实验报告、实训报告的平时考核得分。对于一些重要的知识点，让学生自主完成分析报告，并在课程的最后，通过课程设计文档，对学生做一个全面的考核[8]。

单片机课程是一门理论知识多、软硬件结合、实践性强的课程，模块化教学法在单片机教学中的应用，使课程的理论学习与实践技能训练紧密集合，改变了传统的“重理论， 轻实践”的教学方式，学生在课堂上表现出了极大的学习兴趣和积极性，课堂的教学效果明显提高，学生的就业竞争力显著增强。

参考文献：

[1]李飞.单片机课程一体化教学模式的改革与实践[J].中国成人教育，2013，（15）.

[2]刘喜双，姚健.单片机课程实践教学改革探索[J].教育探索，2013，（8）.

[3]淡海英.关于高职单片机课程教学的分析与探讨[J].陕西国防工业职业技术学院学报，2010，（4）.

[4]李海涛.模块化教学条件下课程体系的构建[J].四川职业技术学院学报，2007，（2）.

[5]熊春如，彭小娟，刘世安.项目驱动在高职单片机C语言教学中的实践[J].职教论坛，2010，（32）.

[6]张兰红，陆广平.基于Proteus仿真的单片机教学的研究与实践[J].中国电力教育，2014，（5）.

[7]朱建光，郑浩，刘本伟.单片机原理与接口技术教学改革与实践[J].武汉大学学报：理学版，2012，（S2）.

[8]翟红云，凌艺春.电子设计竞赛促进下的单片机教学改革初步探索与研究[J].广西大学学报：自然科学版，2008，（6S）.