浅谈中职学校单片机课程教学

刘志旺

【摘要】当前传统的单片机教学已不能适应中职学校的培养目标，单片机教学必须要进行改革。文章将介绍传统单片机教学的弊端、改革的必要性和在教学中的一些探索。

【关键词】单片机；教学改革；教学设计

单片机是一门理论与实践性均很强的学科，是电子技术专业一门很重要的专业基础课。但是传统的单片机教学一般均以学科体系为出发点，注重课程本身的体系结构和前后的逻辑联系，却忽略了如何教的问题。本文就单片机的教学改革谈谈看法。

一、教学改革的必要性

传统的单片机教学，都是以单片机的结构为主线，先讲单片机的硬件结构，接着是指令和软件编程，然后是单片机系统的扩展和各种外围器件的应用，最后再讲一些实例。

按照此种教学模式，学生普遍感到难学。尤其是职业学校的学生，很多还没有接触过计算机结构，甚至数字电路也是刚刚接触，要他去理解单片机内部结构，实在不容易。至于很多书一开始就提出总线、地址等概念，更使学生难以理解，不管用什么巧妙的比方都不容易让学生理解。

于是学生糊里糊涂地学完了第一部分单片机原理与结构，接着第二部分一开始就是单片机的七种寻址方式，更抽象，很多学生直到学完单片机还不能理解寻址方式究竟是什么意思，为什么需要这么多寻址方式，刚开始学当然更不懂了。然后是单片机指令，111条指令，又不分重点，反正全是要记住的，等到指令全部学完，大部分学生已对单片机望而生畏，开始打退堂鼓了。

第三部分是单片机软件编程。如果说前面的东西不能理解，还能靠记忆来获得知识的话，这部分就纯粹是理解和掌握了。如果以前没学过编程，短时间内很难掌握编程的有关知识，更不必说编程技巧了。可是教材上明明规定，要编出这样、那样的程序，学的人编不出来，当然只会认为教材的要求是合理的，应该做到的，我做不到就是我没学好。

此外，现在的单片机教材基本都是以单片机为蓝本来学习计算机原理，而不纯为学习单片机技术。在教材、教学过程的安排上又没有考虑学生的接受能力，使学生学习的过程是一个不断充满挫折的过程，于是很多学生认为单片机入门难。

另外，在中职单片机应用技术课程教学中，长期以来理论教学与实践教学脱节，分开进行。在课堂教学中学生均是处于被动接受状态，无法主动参与整个教学活动，没能达到以学生为中心、以培养学生操作技能为目的的职业技术教育宗旨。尽管安排有实验实训，但实验实训环节与课堂教学环节没能做到相互连贯、相互印证，实验实训项目与课堂教学内容相关联程度不够，课堂教学与学生练习没能达到有机结合，习题与课堂内容没能紧密相扣，考试形式和内容多以理论为主，仅凭一张试卷评定学生能力，没能体现考查学生实际应用知识的动手实践能力。

总之，传统的单片机教材和教学过于重视知识体系的演绎和推理，加之单片机课程本身所固有的抽象性、教学传统尚存在的诸多问题，使大多数学生对单片机课程产生了畏惧心理，以至于影响他们学习的积极性，使之变成“问题课程”，不仅让学生对后续专业课的学习产生一定阻碍，教学质量也大大降低了。因此，对单片机课程进行教学改革是十分必要的。

二、教改的分析

（一）单片机改革课程内容体系结构

单片机的教学内容具有较强的抽象性，这是历史的沿袭。因此该课程对学生思辨能力和思维灵活性的要求相对较高。我国现行的相关教材中知识相对陈旧，教学内容很少体现单片机知识在相关专业中的实际应用，使学用脱节——既未能体现“素质教育”的现代教育理念，也没有体现单片机针对各专业所应有的“专业基础性”。另外，在实际教学中，不同学生对单片机课程的不同学习需求也未能得到足够重视。

因此，对单片机的教学内容进行必要的取舍和更新就显得十分必要。

改革后的单片机课程内容采用模块、课题、任务体系结构，将整门课程划分为多个模块，每一模块由多个课题组成，每一课题由一个或多个任务组成，每一任务由任务目标、任务分析、相关知识和任务实施四个相互连贯的部分组成。

（二）单片机改革教学内容组织方式

受傳统教育理念的影响，当前单片机的课堂教学方法和手段明显落后。特别是在中职教育的新形势下，如何开展单片机学习方法的研究，为学生提供有针对性的学习指导，激发学生的学习兴趣，培养学生的自学能力，应是教学改革中亟待加强研讨的重点内容之一。 建构主义认为，学习的过程就是学生在自己头脑中对知识的意义进行建构的过程。在这个建构过程中，学生对知识的认知不能依赖于知识的灌输，也不是对书本内容的记忆和对教师思维的重复，而是在学生完成具体任务的实践过程中由于外部环境的压力促使其认识和解决有关问题，由此产生认知的需求和学习的动力。也就是说意义建构是在一定的学习情境下，由学生的自身需求而在其头脑中逐步将信息加工整理或改造和重组。因此，教师在组织教学的过程中，应遵循知识建构这一规律，为学生营造学习情境。

根据建构主义理论，进行教学内容组织方式改革，每次教学均围绕一个任务目标进行各教学环节的组织，以任务目标为主线，进行各相关知识点和技能点的讲解。任务中用到什么知识点和技能点就讲解什么知识点和技能点，用到多少就讲多少，在哪里用就在哪里讲。以教师为主导，以学生为中心，边讲边学，边学边练。教师讲解过程中，要求学生在计算机上用相关软件进行验证，并要求部分学生上讲台进行分析和操作。教师对学生存在的疑问进行实时解答，并用课后作业进行提问，要求学生对课堂教学任务电路和程序进行局部修改，以培养学生单片机应用电路和程序的设计方法。

（三）单片机改革实践性教学设计方式

单片机教学法中，往往习惯于使用单片机模块化教仪来进行实验项目。当然，这非常有利于项目式教学的开展。因为在目前生产的单片机实验教仪一般都是按实验项目来设计的。在实验中，学生往往只做两件事情：一、程序录入，并烧录；二、接线。大部分学生连电路的构成都不知道就把线连好了，学习到了最后很多电路看着只有似曾相识。为了解决这个问题，笔者在前面提到使用万能板，但是如果所有电路都使用万能板的话会有几个问题：当电路太复杂时，一是学生会觉得很累，劳动强度太大，无法实现；二是学校的教学成本也太高。因此，笔者在实践教学的中又融入了Protues仿真练习。 Protues是目前最先进的单片机设计与仿真平台。它实现了在计算机上完成系统电路设计、代码级调试与仿真、系统测试和功能验证等强大功能。笔者对Protues的融入分为两个环节。

1.讲解环节。笔者利用多媒体展示，在该软件上边操作边讲解，让学生清楚地掌握各个电路部分的功能和连接方法。有利于让学生建立对整个电路的框架的清晰认识。

2.学生自行练习环节。学生根据实验要求独立完成整个电路的绘制和仿真。在绘制和仿真中去发现问题、分析问题和解决问题，有利于培养学生独立分析解决问题的能力。

当完成仿真练习后，学生在进行模块话练习一是可以熟门熟路了，二是不但知道该怎么连接，还知道为什么该这样连接。

（四）单片机改革考核形式，实现教考分离

这门课程以往的考核形式相对单一，考题侧重于记忆，例如背几条指令，说几个部件的作用，编一段简单的程序。有的学生单片机考试成绩很高，但却不会实际运用。因此，改革单片机课程的考核形式，恢复单片机课程应有的活力和作用，以适应社会发展的需要，这是摆在我们面前极其重要的教学改革任务。

改革考核方法是教学改革的关键，由于《单片机应用技术》课程是以培养学生实践能力和应用能力为目的，因此考核也应针对几方面的能力进行考核。考核的方式方法和考核的内容将直接影响教学过程的实施，既关系到教师如何教和学生如何学。因此，应通过对考核方式方法的改革来促进教学过程的改革。《单片机应用技术》课程的考核主要是对编程能力、软硬件分析能力、软硬件调试能力，综合运用能力的考核。在教学过程中，我们首先对考核的方式方法进行了改革。考核包括三个方面：综合能力的考核，占总成绩的50%；实训过程的考核，占总成绩的30%；平时提问、作业、表现的考核，占总成绩的20%。综合能力的考核完全采用“试题库”的形式，实行教考分离，由多位专业教师根据教学大纲集体编制出“单片机试题库”。试卷包括应知和应会两方面内容，所谓应知是指对各知识点的考核，包括基本概念、基本原理、基本器件；应会是指会编程、会调试、会分析。对于应会部分要求现场调试结果，教师根据学生完成的准确性和熟练程度现场评分。

三、结语

以上就是笔者在单片机课程实践教学中的一点体会。当然，我們在教学中要注意不是新的方法好我们就要完全抛弃旧的方法，比如在融入了仿真实验后，笔者仍然没有放弃物理性的实验方法，因为仿真性实验只能是物理性实验的一个补充。所以，我们在教学实践中应该多学习、多分析，从实际情况出发，根据不同的教学内容，不同的教学目标，不同设备条件，选择一种或几种最优的教学方法，并综合加以运用，提高课堂教学效率。单片机课程教学只有进行改革现有你的教学模式，才能真正激发了学生的学习兴趣，活跃了课堂，提高教学效果。

【参考文献】

[1] 刘守义.单片机应用技术（第二版）[M].西安：西安电子科技大学出版社，2007.

[2] 钟富昭.8051单片机典型模块设计与应用[M].北京：人民邮电出版社，2007.