《单片机原理与实训》课程教学模式的改革

江国龙



《单片机原理与实训》课程教学模式的改革

江国龙

《单片机原理与实训》课程教学模式的改革，主要改革教学内容、教学模式。通过课程教学模式改革，厘清课程教学内容、降低单片机的学习门槛；以任务驱动教学法改革教学模式，组织课堂教学，改变传统以教定学的教学模式，把课堂还给学生，让学生自主参与，自主学习，提高学生的学习兴趣和创新能力。

单片机原理与实训：教学模式：任务驱动教学法

教学模式改革是课程改革的重要内容，结合学校创建国家示范性中职学校，我校对《单片机原理与实训》课程的教学模式、教学内容等方面进行改革。本文主要讨论《单片机原理与实训》课程教学模式的改革。

一、传统教学模式存在的问题

1.教学内容。教学内容按照章节编排，具体为：单片机内部结构、89S51单片机指令系统、汇编语言程序设计、定时器/计数器等。逻辑性、系统性很强，不适合现在的中职学生使用。

2.教学模式。传统教学模式是课前复习、导入新课、讲授新课、课堂练习小结、布置作业五环节教学模式。这种课堂教学模式是以“教师教为中心”，忽视学生是学习的主体，这种教学模式不适合中职学生的特点，课堂教学效果差。

单片机是一门教师难教，学生难学的“两难”课程，学生难学的原因在于大篇幅的指令程序和枯燥艰深的书面语言。课程改革的目的在于降低单片机学习的门槛，让中职学生轻松入门。

二、改革课程教学内容

为坚持“做中学、做中教”，重视实践和实训教学环节，强化学生的实践能力和职业技能培养，提高学生的实际动手能力。体现以就业为导向，以能力为本位，通过对电子技术应用专业人才需求调研，分析典型工作任务，结合企业的工作岗位和职业标准，确定学生的岗位能力，调整《单片机原理与实训》课程教学内容为六个项目，具体安排见表1。

课程内容采用模块化设计，通过不同模块搭积木的方式实现不同的功能，实现硬件连接。教学内容包含硬件制作、软件调试全过程，不单独讲述指令、程序以及中断、定时器等内容。项目均配有详细的电路、流程图、程序，将理论穿插在项目实践过程中。

表1 《单片机原理与实训》课程教学内容

三、任务驱动教学法

任务驱动教学法教师的角色是学习情景的创设者、学习任务的设计者、学习资源的提供者、学习活动的组织者。学生成了学习的主体，改变了“教师讲、学生听”的传统以教定学的教学模式，学生主动参与、自主合作、探究创新的新型学习方式。

根据任务设计合理组织课堂教学，是完成任务的关键。实施课堂教学，分五个步骤：

1.提出任务，明确任务目标。

2.教师引导。提出解决问题的思路、途径，引导学生自主学习。

3.实施任务，学做练结合。教师提供理论知识学习的素材，让学生自己阅读；指导学生实训步骤，学生能动手实践；知识拓展，让学生自主练习,探索知识规律，掌握方法。

4.检查与评价。针对学做练过程中出现的问题，教师及时讲解示范、纠正错误，鼓励学生大胆尝试，自主学习，检查与评价以鼓励为主。

5.任务扩展。学生的学习水平有差异，对技能强的学生提出任务拓展要求，提高更高的要求，加大任务难度，实行弹性教学任务。

四、任务驱动教学法的实施

下面以项目二中任务一流水灯控制为例说明任务驱动教学的实施过程。

1.提出任务，明确任务目标

(1)情景导入：我们生活中处处看到LED的影子，例如绚丽的节日彩灯、户外大屏幕显示器、LED电视机等。LED是怎样发光的，又是怎样变换出各种效果的呢？我们通过制作一块LED灯光模块来学习。

(2)任务目标：通过本次任务，认识LED，知道单片机I/O口的作用，编写单片机控制程序控制LED完成不同的灯光效果。

2.教师引导

教师分析任务实施的思路、步骤，引导学生怎样学习知识点、技能点。

3.任务实施，学做练结合

活动一：学一学

(1)认识MCS-51单片机I/O口。单片机要控制设备，要通过I/O口即输入输出接口，MCS-51单片机有4个并行I/O口，每个I/O口有8根接线，通过单片机实物讲解I/O口接线。

(2)认识LED。用实物教学，发光二极管常用的红、绿、黄三种，由镓、砷、磷化合物制成，具有单向导电性。

活动二：做一做

(1)搭建LED硬件平台。准备材料，根据原理图在万能板上搭建LED模块。

表2 材料清单表

(2)搭积木。将单片机主机模块和LED灯光模块按照接线图(见图1)连接起来，搭建单片机控制的流水灯实物电路。

图1 单片机主机模块和LED灯光模块接线图

(3)编写程序。先编写程序让8只LED全亮全灭闪烁，提供参考程序，并解读程序。通过运行Keil建立程序文件，将程序下载到单片机主机模块，调试运行程序。当程序运行时，同学们的眼睛看不见灯的闪烁，原因在于单片机执行程序的速度很快，灯闪烁太快，肉眼无法识别，要看到灯的闪烁要加上时间延时程序。

活动三：练一练

(1)照着做。街上的广告彩灯并不是全亮全灭闪烁，LED移动闪烁。教师提供参考程序，体会RL A指令的作用，让学生在“做中学”记住指令。

(2)改一改。将程序中RL A换成RR A观察结果和变化，理解RL和RR指令。

4.检查与评价

(1)学生自查。学生根据老师的步骤和示范，检查自己的学习成果，看看自己的学习作品能不能实现任务要求，如不能实现，请教老师和同学找出问题并解决问题。学生填写课堂记录表。

表3 学生课堂记录表

(2)学生互查。学生之间检查，能不能实现任务要求，并相互指导，相互之间评价自己的作品，培养学生的团队意识。

(3)教师检查。教师巡查学生的操作情况，发现问题，及时讲解，纠正学生的错误。对成绩好的学生分层教学，提出更高的要求，帮助学生完成，同时及时鼓励每一位学生，让优秀作品的学生推介自己作品。填写学习评价表。

表4 学习评价表

5.任务拓展

(1)将LED模块与主机模块的P2口进行连接，实现8只LED向左或向右移动。

(2)变换LED模块的外形与主机模块的P3口进行连接，控制LED灯点亮。

五、教学模式改革的成效

采用任务驱动教学法，通过情景导入，任务目标分析，教师示范和指导，学生分组操作训练，师生互动，学生学会合作学习、自主学习，掌握学习方法，让学生在工作任务中掌握技能，提高学生的学习兴趣和创新能力。

针对《单片机原理与实训》课程专业性、实践性强的特点，通过任务驱动教学法，提高了教学质量，由电子技术应用专业学生制作的《F22战斗机》作品，获得第八届河源市青少年科技创新大赛一等奖。

但课程改革中也存在一些问题，学生不能很好地运用专业知识进行作品展示和评价，教师要加强引导；教师要提高自身的教学能力，要引导好学生学习过程中遇到的各种问题。

[1]姜大源.论高等职业教育课程的系统化设计[J].北京：中国高教研究，2009(4)：86.

[2]邓泽民.现代四大职教模式[M].北京：中国铁道出版社，2006.

[3]李彩林.电工与电子技术课程教学改革探讨[J].科技信息，2008(13)：161.

责任编辑赖俊辰

2015-12-09

江国龙(1979-)，男，河源理工学校高级讲师。研究方向：电子电工类课程行动导向教学改革。(广东 河源/517000)

本文系广东省省教育科研“十二五”规划课题(2012YQJK165)研究成果。

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