机电一体化专业单片机技术教学模式探究

广东省核工业华南高级技工学校 王 璐

机电一体化专业单片机技术教学模式探究

广东省核工业华南高级技工学校 王 璐

现代科技的进步和发展,对于单片机的运用也非常的广泛。技工院校的学生在学习单片机这门课程的时候会觉得单片机非常有神秘感，在掌握其工作原理上会有相当的压力。传统的以实验箱为载体讲授知识的教学方法存在着很大问题。不能很好地解决课程的重难点问题，而且只学习单片机的编程容易造成学生厌学。因此构建一个以学会为本位，以学透为主旨，以学精为目标，使学生能够自己动手创新的项目教学和以就业为导向的符合职业教育目标的一体化教学体系显得尤为重要。

项目驱动；创新动手；一体化；单片机

现代社会中，任何职业者首先要学习掌握该职业的科学技术知识，再将所学知识应用在从事该职业的过程中，并在职业生涯中不断进行职业创新，技能创新。单片机课程注重培养学生从事相关岗位应具备的知识结构和技能，但是学生无论在理论知识学习时，还是在技能训练中，常常会反映单片机知识抽象、枯燥、乏味以及在训练时无从下手的问题。因此，为了提高这门课程的教学效果，研究其教学方法尤为重要。

在单片机电路中的基础知识的就是认识常用的电子元器件和了解最基本的C语言编程语句。单片机的种类多，原理大致相同，但不同系列的单片机的内部功能及引脚顺序各不相同。每一种单片机的内部结构及硬件组成不同，学生在学习的过程中会对单片机的工作产生神秘感。为了能让学生对新技术的学习充满信心，淡化学生对单片机的神秘感，培养学生学习专业知识的兴趣，在教学过程中我们结合专业创立难易适度的项目，通过让学生自己动手操作，使学生认识到单片机系统就是运用我们日常熟悉的基本知识的有机结合。

1 针对专业特点，精选教学内容，明确教学目标

单片机技术课程是机电专业学生的主要专业课程。它的实用性较强，主要介绍了单片机系统的显示界面、单片机系统的键盘、单片机系统的模拟量处理、单片机系统的电气控制、综合实训等。教学工具是实现教学目标的载体，而当前使用的教材普遍过于强调内容的完整性和系统性，理论偏多、偏深，实践性差和联系实际少等不足，不利于学生理解和应用。因此，在教学过程中，首先根据学生性质的不同，对教材进行大胆取舍，精心挑选，确定教学的重点，把一些内容与其他基础课进行有机的结合，把教材与其他专业课程相关且学生感兴趣在实际应用较多的内容尽可能进行扩展，以便更好地培养学生的综合水平，以“够用、实用、适用”为度；其次，考虑到学生已有的知识程度，以“画、焊、编、销”为重点教学内容，其他内容以幻灯片和教材为载体进行讲解。

项目的选取是教学内容的关键。项目的内容要让学生充分感觉到学有所用，这样才能激发他们强烈的求知欲，将所学知识运用到实际中，起到事半功倍的效果。

1.1 项目要具有典型性

所选的项目最好来源于生活，而且体现工作过程系统化，具有直观性、技术性和应用性。选择项目时，要明确进行该项目能够为培养学生怎样的技能，能够提升学生哪些能力，掌握哪些知识点。

1.2 项目要具有层次性

所选项目要在现有的条件、环境和学生兴趣的条件下学生能够进行探索和完成的。所以要求所选项目难易程度要是适中，前后项目之间要求按照从易到难的递进关系进行设计，以为学生的后续学习预留空间。

2 针对学生特点，选择一体化及项目驱动教学模式，确定教学方法

所教授班级为机电专业班级，专业基础薄弱，学习主动性不高，综合能力弱。为了培养学生的自学能力、表达沟通能力、探索能力和团队合作精神等综合能力，在本课程的教学过程中，以学生为主体，采用多种教育形式，将以学生自学为主，教师讲解辅导为辅有效的结合，确定项目驱动为本课程的主要教学方法。把整个班级进行分组，以项目为导向，模拟企业内部的工作方式，按所擅长的知识面进行分组，分为“研发技术中心”、“设备维护中心”、“超能制图中心”、“设备生产中心”和“产品营销中心”，让每个成员都能够发挥自己的特长并且学到新的知识，在课堂中实践，以便毕业时能够尽快的融入到企业的工作模式。采用信息共享、协商解决的合作方式完成课上的内容，以做到对单片机及其他电子知识有更好的认知和了解。教学过程分为以下几步。

2.1 制定计划

下发任务书，给学生布置明确的学习任务。以“基于at89s52单片机控制的电子万年历”为例，项目要求为：1) 可显示公历年、月、日和时、分、秒；2）走时准确，可调整公历年、月、日和时、分、秒；3）采用市电通过电源适配器供电，当市电停电时，不但万年历所有的数据不丢失，且万年历照常运行（有后备电池供电，可供数年）；4）万年历设置运行到2030年。“研发技术中心”根据任务要求查阅相关资料，小组成员通过讨论制定出最合理的设计理念、确定选用液晶还是点阵显示，以及实现各项目要求所用到的芯片类型及型号；“超能制图中心”根据设计理念及芯片的型号绘制出合理的电路原理图，指导老师在此过程中进行详细的指导，对电路原理图是否合理及存在的技术问题等提出明确的观点，引导学生绘制能够实现项目要求的合理可行电路原理图；“设备生产中心”按照电路原理图及给出的电子元器件焊接完成该产品；“设备维护中心”根据项目要求对成型产品进行质量检测，并对电路存在的硬件问题提出解决方法并进行修改，例如出现万年历不能显示的情况，“设备维护中心”通过用万用表等工具的测量确定其硬件没有问题，则需向“研发技术中心”提出可能为软件问题，并由技术中心对程序进行修改，最后完成合格的万年历产品。“产品营销中心”针对该产品编写产品介绍手册（手册要求图文并茂），该中心可以利用课外活动时间在产品制作期间在校园内散发产品介绍手册，以此吸引学生和老师的目光，在产品逐步成熟之后在全校范围内进行实地推广，甚至可以在互联网平台上推广和销售。

2.2 过程实施

进行本课程的教学时，考虑到学生的学习能力、思想认知能力及今后的就业状况等问题，对教学内容重新安排，以“画、焊、编、销”为重点教学内容。每个项目安排一定的时间去理解、查阅相关资料分析项目要求，针对项目的难易程度确立每个项目完成的具体时间要求，一体化教师把每个班分成五组，学生根据自己小组名称明确自己的任务，让每个学生带着任务去实践，去搜集相关知识。实践期间由各任课老师指导实践，班主任辅助指导，一体化教师全天跟踪指导、督促学生完成当天任务。将贴近学生今后工作岗位、逻辑性强的内容进行详细讲解教学，简单及学习过的内容由学生自主组织整理，提高学生的综合能力。教学过程中时刻贯穿“3Q（好员工、好产品、好公司）7S（整理、整顿、清扫、清洁、素养、安全、节约）”教育，同时结合本项目内容，要求学生按照相关企业的规章制度进行操作，使学生牢固树立“安全第一，保证质量”的观念。

每个项目完成后，各小组制作本组的PPT，且能够真实反应每组同学的学习成果，内容要求包含设计思路、操作流程、分组情况等。每组写一篇项目完成总结，归纳在操作中运用到的知识点、实际操作中出现的问题及解决方法等。

2.3 指导检查

各专业课教师对任务涉及到的知识点进行罗列，哪部分知识点需重点掌握，哪部分知识点只需理解，教师按照重难点的不同对学生提出相应要求。对需重点掌握的知识进行不定期的检查，以保证学生能够百分百掌握；而对于难点则需要进行更进一步的讲解，以保证学生能够理解和掌握。一体化教师每天准时对学生的任务完成情况进行检查和记录，发现学生的不足之处并及时反馈给学生，以便与学生及时有效的对自己掌握不够扎实的基础知识进行学习；对学生存在疑问或者不懂的任务进行具体指导，提高学生理解和分析任务的能力；并且对每小组进行每天的任务分配和指导分析，以保证学生每天都有新的任务，每天都能学到不同的知识且都能够有所收获。专业课教师和一体化教师的合作能够提高学生对知识点的掌握情况，并且能够大大提高学生顺利完成任务的概率。

3 根据一体化教学要求，选择合理的考核方式，检验教学成果

单片机教学过程采用一体化教学，为了检验教学成果，要求我们对标准化的考试形式进行改革，怎样考核、考核的分数如何确定成为我们一体化教学评价的难题。针对单片机的一体化教学确立考核方式为过程性考核，即每个项目分别以百分制进行量化打分，再把本学期的所有项目成绩的平均作为本学期的最终成绩。考核内容包括：出勤（20%）、知识掌握（30%）、项目完成（30%）、成果展示（20%）。

3.1 出勤

学生在项目实施过程中都严格按照规定进行考勤，端正学生学习的态度。对于小组成员全勤的在项目结束的时候进行表彰，以此激励大家在下个项目实施过程中的出勤及小组成员之间的监督和促进作用。

3.2 知识掌握

知识掌握的过程包括学习积极性、认真程度、对知识点的掌握与综合运用情况等内容。在评价的过程中把这些内容按照一定的比例进行合理评价，只有这样才能发现学生的综合素质，依次作为对学生查漏补缺的依据，促进学生的综合发展，提高学生的学习水平和综合素养。

3.3 项目完成

项目的完成包括基本功能的实现、拓展功能的实现、PPT的制作及项目总结情况等。每个项目的功能实现，都必须给予学生公正公平的评价，不断考核学生的学习能力，同时提高学生的团队合作能力及交流沟通能力等，极大地提高学生的学习兴趣及其积极性。

3.4 成果展示

邀请所有专业课教师参加每个项目的成果展示，在展示过程中教师根据学生的展示课件对其进行提问，教师可以指定学生回答或者学生进行抢答，对回答正确的同学进行加分政策，回答错误的同学进行减分政策，加强学生对基础知识的掌握；在展示过程中学生也可以就项目实施过程中出现的有疑问的问题向专业老师提出，专业老师对其进行详细的讲解，弥补学生薄弱的基础知识，以此来提高学生的交流沟通能力和学习积极性。

通过一体化教学方式、项目驱动教学法及过程性考核方式的实施，单片机课程教学将实现以下几个转变：教学由“知识的讲解”向“知识的处理”转变；教师由“专业型”向“综合型”转变；学生由“被动型”向“主动型”转变；课堂由“固定型”向“移动型”转变；教学手段由“书本讲解”向“网络化探索”转变，由“课程独立”向“课程综合”转变。从而体现“一体化”教学模式的开放性、实践性和实用性。

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[2]王秋芳.灵活运用教法 提高学生综合技能[J].职业,2013(02).

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[4]王永梅.自主探究法在汽车电气教学中的运用[J].现代企业教育2014,12(12).

[5]曹建树.应用型工科院校单片机课程教学改革与实践[M].实验室研究与探索,2012(03)

王璐（1986—），男，工学学士，电工技术助理讲师，研究方向：机电一体化教学。