基于技能竞赛的单片机教学改革路径探索

2021-11-27何继贤

农机使用与维修 2021年8期

何继贤

(长沙职业技术学院，长沙 410000)

0 引言

单片机在电子信息产品中具有重要地位，为保证学生掌握与之相关的内容和技能，教师要积极开展单片机教学改革。学生除了要掌握与单片机有关的知识外，还要熟练进行电子设计与开发，这对学生的实践能力提出严格的要求。教师可在教学中引入技能竞赛，从中吸取经验，及时解决单片机教学中存在的问题，使学生得到系统而全面的培养。

1 单片机教学中存在的问题

1.1 教学方式比较单一

尽管单片机教学至关重要，但许多教师在实际教学的过程中却不能对教学方式进行改进和优化，导致学生不能得到全面的培养和锻炼。通常，教师会组织学生在专有的实训台上进行训练。学生根据实验指导书进行相关操作，虽然这样可以保证学生的动手操作能力得到进一步锻炼，但却并未使学生的思维得到创新。在单片机教学中，教师通常会将理论知识与课程实验相结合，然后以某一款单片机为对象，严格按照相应的操作顺序指导学生进行操作。虽然这种教学方式比较明确，容易实施，但学生在操作过程中却可能会对单片机的认识存在一定程度的误解，不了解单片机的新技术与新功能。因为学生是按部就班进行操作，在这一过程中，学生的创新意识和创新能力并未得到进一步培养和激发。

1.2 缺乏专业的实训项目

许多学生认为单片机课程十分专业，教学内容系统而抽象，因此，学生不容易理解和掌握与之相关的知识和技能。在单片机课程中除了基本的理论知识之外，还有语言编程、数字电路等方面的内容，若不能保证学生掌握各个环节的知识，将会影响教学效果和学生能力的提升。现阶段，在实际教学中缺乏专业的工程训练项目，学生在学习过程中比较盲目。除了编程训练之外，其他实训项目少之又少，学生不能得到全面的锻炼。不可否认，在单片机教学中融入先进的仿真软件，可解决学校资源不足的问题，保证学生得到充分的训练。但在实际操作过程中，若过分依赖仿真软件，也会影响学生的学习效果。

1.3 学生缺乏团队协作意识

单片机教学对学生的团队协作能力提出较高的要求。在训练的过程中，要将学生分成小组协作训练。许多学校的单片机设备不足，在进行分组实验的过程中，不能确保每个小组的成员明确自身工作任务和职责，导致其在实验的过程中缺乏积极性和主动性，不能完全参与到实训中。

1.4 课程衔接不到位

由于教师在教学过程中不能完全保证学生将前后知识进行有效衔接，学生很容易对所学知识遗忘。即使学生已经掌握前一节课的知识，但在后续课程中却不能熟练运用来解决问题。比如，在学习单片机和传感器等相关课程后，要保证学生能够正确理解自动化控制系统各项功能，对传感器的用途有所了解，对信息的传输过程进行调节，掌握单片机的信息处理方式与回馈方式。

2 将技能竞赛与单片机教学改革相结合的途径

2.1 开展教学做一体化

由于单片机包含的知识点和技术较多，为了提高学生的实践能力，教师要对教学手段和方法进行创新，使学生在学习过程中能够随时进行动手操作，并在操作过程中逐渐消化所学知识，将理论与实践有机结合，做到融会贯通。教师可在实训室对学生开展实践训练。要保证实训室配备齐全，可设置单片机仿真软件和编程软件，引导学生进行操作。首先，教师要提出问题，引导学生解决问题，再由学生通过亲自动手验证问题，保证学生的实践能力得到有效提升。为了使学生理解更加抽象的概念，教师除了要进行基本讲解之外，还要引导学生学会模仿。比如，为了保证学生掌握“中断”这一概念，教师在引导学生根据参考代码进行输入时，要引导学生自行查找在这一过程中存在的问题，使学生具备严谨的工作态度。教师可对学生的操作进行点评，也可适当设置相应的功能，或者引导学生自行修改，使学生能够进行自由发挥。不要过度依赖仿真软件，要将软件与硬件操作有机结合，真正提高学生的实践能力。

2.2 扩大学生视野

由于单片机种类日益增加，不同厂家所生产的单片机性能也会存在较大差异。教师在教学过程中不可能保证学生掌握所有的单片机性能，在引入某一款单片机时，教师要向学生强调这一单片机的固有性质，扩展学生的视野。教师可为学生选择几款有代表性的单片机，需保证单片机中具有先进的技术，并对单片机在不同场合中的应用要点细致分析，使学生能够充分根据项目的需求选择合适的单片机。通过不断训练，保证学生在实践操作的过程中恰当选择单片机，为学生的未来职业发展之路奠定坚实的基础。

2.3 结合技能竞赛开展项目设计

为了解决学校实训项目不足的问题，在教学的过程中，教师要不断发挥出职业技能竞赛的优势，运用先进的理念开展教学。结合单片机教学的特点，设置相应的实训项目，提高学生的基础能力和综合实践能力。比如，在基础实训项目中，可设置中断源、串行通信等方面的内容；在综合实训项目中，可设置电子万年历、寻迹智能小车、小车穿越迷宫等项目。通过不同的实训项目对学生进行全方位的培养与考核，拓展学生的思维，提高学生的应用能力。以项目为教学单元，通过循序渐进的方式引导学生顺利完成任务。由于单片机课程中包含的内容比较多，教师要合理布置教学任务，并将任务进行仔细分解，使每一名学生能够参与到实训中。教师要将学生作为学习的主体，使学生在完成任务的过程中得到全方位的训练。

2.4 建立微课体系

此外，学校要建立新型的课程体系，在有限的时间内顺利完成教学任务。随着互联网技术的不断发展，越来越多的教师充分意识到微课的优势，将课程内容制作成微课视频，并上传到专用的网络平台，学生可利用智能手机或其他终端观看视频，从而达到学习的目的。在单片机教学中，教师可巧妙利用微课开展教学。由于微课内容具有很强的针对性，因此可通过制作视频的方式，将教学内容划分成若干模块，每个模块对应一个微课视频。学生可根据自身情况选择合适的内容进行学习，不会受到时间和空间的限制，可随时对知识进行查缺补漏。此外，可将微课与实验相结合，通过微课直观展示重要的实验，使学生能够掌握实验要点。

2.5 以赛促学

为了提高学生对单片机学习的积极性，教师可组织学生参加竞赛，使学生能够了解单片机技术的优势。学生参与比赛，通过一系列的准备和扎扎实实的动手操作逐渐掌握单片机技术和技能。不同比赛对单片机的要求不同，教师可根据教学情况和学生的兴趣爱好组织学生参与到各种竞赛中，如物联网竞赛、智能家居竞赛、电子设计竞赛等，这样既能拓展学生的视野，又能提高学生的动手实践和创新能力。