李利珍

(濮陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電系，河南 濮陽 457000)

高職院校單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)改革與實(shí)踐

李利珍

(濮陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電系，河南 濮陽 457000)

針對(duì)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程在實(shí)際教學(xué)過程中存在的問題，從整合教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)模式、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)資源、完善課程評(píng)價(jià)體系等四方面闡述了對(duì)該門課程進(jìn)行的改革與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

高職；單片機(jī)；改革與實(shí)踐

隨著單片機(jī)技術(shù)在智能儀表、工業(yè)控制、家用電器等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)人才的需求日益增加，高職院校在電類、電氣類、機(jī)電類等專業(yè)中均開設(shè)了單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程[1]。但在實(shí)際教學(xué)過程中，存在著諸多不足之處，制約了單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)人才的培養(yǎng)。對(duì)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程進(jìn)行改革勢在必行。

1 目前存在的問題

(1) 課程內(nèi)容落后，無法適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展的需要。從最早的Z80單板機(jī)問世算起，單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)走過了半個(gè)多世紀(jì)的歷程，從8位單片機(jī)到32位ARM的推廣演變；從人工編譯到ISP在線編程再到計(jì)算機(jī)模擬仿真，單片機(jī)技術(shù)可以說是日新月異，飛速發(fā)展[2]。然而目前高職院校開設(shè)的單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程還是以上世紀(jì)80年代開始流行的8051系列單片機(jī)為藍(lán)本，以匯編語言為編程工具，講述片內(nèi)各功能部件、典型硬件接口等應(yīng)用技術(shù)。而對(duì)于各種新型數(shù)據(jù)傳輸接口技術(shù)、新型存儲(chǔ)技術(shù)和最近興起的3G嵌入式技術(shù)很少體現(xiàn)。教學(xué)內(nèi)容滯后，所培養(yǎng)出來的學(xué)生無法滿足實(shí)際應(yīng)用需求[3]。

(2) 課程體系缺乏統(tǒng)籌安排，課程之間銜接不緊密。受普通高等教育的影響，傳統(tǒng)的單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)教學(xué)一般均以學(xué)科體系為出發(fā)點(diǎn)，過于注重課程本身的體系結(jié)構(gòu)和前后邏輯聯(lián)系，過于講究內(nèi)容的系統(tǒng)性和完整性，但忽略了“可學(xué)性”、“實(shí)踐性”，致使學(xué)生學(xué)得吃力，老師教得辛苦，教學(xué)效果也不好[4]。例如，為給后續(xù)的單片機(jī)編程打下基礎(chǔ)，在電類專業(yè)中均開設(shè)有C語言程序設(shè)計(jì)課程，然而在實(shí)際教學(xué)中，由于在C語言學(xué)習(xí)中缺乏單片機(jī)概念，例子或?qū)嶒?yàn)均與單片機(jī)應(yīng)用無關(guān)，為學(xué)C而學(xué)C，目的性不強(qiáng)，學(xué)生學(xué)起來枯燥無味。同樣由于在學(xué)習(xí)單片機(jī)課程中，老師用匯編語言講解單片機(jī)的結(jié)構(gòu)、尋址、指令系統(tǒng)乃至外部接口。沒有很好地使用C語言這一“利器”，學(xué)習(xí)單片機(jī)自然感到困難重重。

(3) 實(shí)驗(yàn)設(shè)備單一，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容缺乏創(chuàng)新性、趣味性。目前單片機(jī)實(shí)驗(yàn)大多是在高度集成化的實(shí)驗(yàn)箱或?qū)嶒?yàn)臺(tái)上完成，由于實(shí)驗(yàn)箱電路的“隱蔽”性，學(xué)生無法理清硬件電路連接，實(shí)驗(yàn)時(shí)，只能按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的要求和步驟，依葫蘆畫瓢，按部就班依次進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，知其然不知其所以然，無法利用實(shí)驗(yàn)箱的資源進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)[5]。加之，實(shí)驗(yàn)箱資源的不可擴(kuò)展性，學(xué)生的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)受到極大限制。嚴(yán)重影響了動(dòng)手實(shí)踐能力的培養(yǎng)，使學(xué)生缺乏創(chuàng)新精神[6]。

(4) 教學(xué)模式呆板，教學(xué)效果差。傳統(tǒng)的單片機(jī)課程都是按照“理論講授+實(shí)驗(yàn)+課程設(shè)計(jì)”的模式組織教學(xué)，教學(xué)以知識(shí)學(xué)習(xí)為主，以教學(xué)大綱為基準(zhǔn)，以教材為基礎(chǔ)，以教師上面講，學(xué)生下面聽為主要教學(xué)方式，按照教材章節(jié)順序進(jìn)行，先概述硬件，再介紹指令系統(tǒng)，最后是講解功能部件應(yīng)用。學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，用統(tǒng)一的模式，按照指導(dǎo)書上規(guī)定的步驟做相同的實(shí)驗(yàn)[7]。學(xué)生感覺枯燥，不能進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動(dòng)性，不利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。

2 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程改革與實(shí)踐

2.1面向崗位需求，有機(jī)整合教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)高職的培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)現(xiàn)有各門課程的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生的能力培養(yǎng)為主線，模糊學(xué)科體系及學(xué)科之間的界限，整合單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)教學(xué)內(nèi)容。具體做法是：

(1) 教學(xué)內(nèi)容情景化，以實(shí)際教學(xué)情境為載體，將理論與實(shí)踐融為一體，將抽象的理論知識(shí)化解到實(shí)踐應(yīng)用中，讓學(xué)生在學(xué)中做、在做中學(xué)，使得理論知識(shí)更加形象，便于理解和記憶，在對(duì)單片機(jī)應(yīng)用中理解消化理論知識(shí)，力求做到符合高職學(xué)生的特點(diǎn)和認(rèn)知規(guī)律。

(2) 簡化單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)容，讓學(xué)生初步建立單片機(jī)可以自動(dòng)運(yùn)行程序代碼、具有接收輸入信號(hào)、輸出控制信號(hào)的功能。對(duì)于單片機(jī)尋址方式、指令系統(tǒng)、匯編語言等實(shí)際應(yīng)用性不強(qiáng)的內(nèi)容可以選講或不講。

(3) 以夠用為度，將C語言引入到單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容。用C語言編寫單片機(jī)程序一方面可以不用涉及單片機(jī)邏輯結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)等一些理論強(qiáng)而實(shí)際崗位應(yīng)用較少的內(nèi)容；另一方面可以提高編程效率；另外由于在實(shí)際的單片機(jī)產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用崗位中大多采用C語言編程，這樣可以使學(xué)生較快進(jìn)入“工人”角色。

(4) 注重實(shí)踐、體現(xiàn)實(shí)用，講究職業(yè)性，摒棄實(shí)用價(jià)值不高的內(nèi)容。例如由于半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)的存儲(chǔ)容量越來越大，傳統(tǒng)的存儲(chǔ)器擴(kuò)展內(nèi)容完全可以刪除；引入當(dāng)前應(yīng)用廣泛的FLASH存儲(chǔ)技術(shù)、IC卡技術(shù)、CAN技術(shù)、USB技術(shù)等最新的科技成果。

2.2建設(shè)教學(xué)做一體化教室，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)資源

(1) 基于讓學(xué)生“在學(xué)中做，在做中學(xué)”的理念，我們在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室配備了多媒體教學(xué)設(shè)備，充分利用投影儀、模擬仿真等現(xiàn)代教育手段輔助教學(xué)，將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和操作演示進(jìn)行直觀的播放，復(fù)雜而又關(guān)鍵的操作步驟可以進(jìn)行多次的演示，相對(duì)于復(fù)雜的實(shí)物演示顯得非常方便。

(2) 針對(duì)傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)備存在的弊端，我們開發(fā)了一套單片機(jī)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由單片機(jī)核心板和若干功能模塊組成。核心板上采用的是STC89C51單片機(jī)，該處理器芯片屬于增強(qiáng)型8051，是51系列的兼容單片機(jī)，可以通過串行口從計(jì)算機(jī)上進(jìn)行程序下載，大大簡化了開發(fā)過程。圍繞教學(xué)大綱，面向崗位需求設(shè)計(jì)了20多個(gè)功能，包括LED燈模塊、交通燈模塊、獨(dú)立鍵盤模塊、矩陣鍵盤模塊、數(shù)碼管顯示模塊、液晶顯示模塊、DS18B20溫度測試模塊、繼電器驅(qū)動(dòng)模塊、電機(jī)控制模塊、GSM數(shù)據(jù)通信模塊、GPS全球定位模塊等。功能模塊之間相對(duì)獨(dú)立，每一個(gè)功能模塊與單片機(jī)核心板之間通過杜邦線相聯(lián)，電路連接清晰簡單，均可實(shí)現(xiàn)一定功能，整個(gè)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)具有功能強(qiáng)大、價(jià)格低廉、擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

(3) 在實(shí)驗(yàn)室的每一臺(tái)計(jì)算機(jī)均安裝有PROTEUS和KEIL C軟件，將單片機(jī)虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于一體化教學(xué)。利用軟件對(duì)單片機(jī)的工作原理和應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行仿真，將課程中的理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合起來，保證了“教學(xué)做”一體化教學(xué)任務(wù)的完成，縮短了開發(fā)周期，降低了開發(fā)成本，提高了學(xué)習(xí)效果。

2.3實(shí)施項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式，循序提升學(xué)生動(dòng)手能力

教學(xué)效果的好壞很大程度上取決于教學(xué)模式的好壞[8]。我們在實(shí)際教學(xué)中，打破傳統(tǒng)的教材內(nèi)容章節(jié)結(jié)構(gòu)框架，根據(jù)電氣或信息類專業(yè)的職業(yè)能力和職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)要求，設(shè)置了流水燈、電子表、智能小車、基于GSM的遠(yuǎn)程報(bào)警器等四個(gè)學(xué)習(xí)模塊，這四個(gè)模塊都有成熟的產(chǎn)品，每個(gè)學(xué)習(xí)模塊都具有一定的代表性，對(duì)需要掌握的知識(shí)和技能都力求循序漸進(jìn)，需要什么知識(shí)，就講什么知識(shí)。使模塊之間一環(huán)扣一環(huán)，既相互獨(dú)立，又相互銜接，達(dá)到承上啟下的作用，不斷加大知識(shí)容量和難度，融理論與實(shí)踐為一體，采用項(xiàng)目引領(lǐng)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式，讓學(xué)生在實(shí)踐操作過程中，“不知不覺”獲得知識(shí)和技能的提升。每一模塊由教師根據(jù)當(dāng)前教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)并提出“項(xiàng)目任務(wù)”，針對(duì)所提出的項(xiàng)目任務(wù)，采取演示或講解等方式，給出完成該項(xiàng)目任務(wù)的思路和方法，然后引導(dǎo)學(xué)生邊學(xué)邊練，完成相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)，獲得相應(yīng)的理論知識(shí)，提升分析、設(shè)計(jì)、組裝等技能。也就是說，整個(gè)教學(xué)是將項(xiàng)目里的各個(gè)知識(shí)分解成一個(gè)個(gè)任務(wù)，學(xué)生以完成一個(gè)個(gè)具體的任務(wù)為線索。教師將教學(xué)內(nèi)容隱含在單個(gè)的任務(wù)中，讓學(xué)生以分組或獨(dú)立完成任務(wù)的方式來領(lǐng)會(huì)和掌握學(xué)習(xí)的核心內(nèi)容[9]。

2.4完善評(píng)價(jià)體系，客觀反映學(xué)習(xí)效果

傳統(tǒng)的以終結(jié)性考核為主的課程考核方式已不能適應(yīng)單片機(jī)課程教學(xué)改革，建立基于過程的學(xué)生學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)體系，對(duì)促進(jìn)課程教學(xué)改革效果，提高教學(xué)質(zhì)量有著重要的意義[10]?；谶^程的評(píng)價(jià)體系以教學(xué)模塊為考核單元、以行為過程考核為主線，將專業(yè)能力、方法能力、社會(huì)能力納入到考核評(píng)價(jià)體系中，構(gòu)建以過程為依據(jù)的動(dòng)態(tài)積分體系。四個(gè)學(xué)習(xí)模塊的積分權(quán)值分別為：10%、20%、30%、40%，每個(gè)學(xué)習(xí)模塊的形成性考核由個(gè)人評(píng)價(jià)(30%)、小組評(píng)價(jià)(30%)、指導(dǎo)老師評(píng)價(jià)(40%)三部分組成，其中個(gè)人評(píng)價(jià)是指學(xué)生對(duì)自己在此項(xiàng)工作中的表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，這有利于學(xué)生成就感的形成、個(gè)性化的培養(yǎng)；小組評(píng)價(jià)由小組集體討論后對(duì)其它小組相互合作與交流、產(chǎn)品的工藝、完成產(chǎn)品的功能等內(nèi)容進(jìn)行評(píng)價(jià)，小組評(píng)價(jià)可以提高學(xué)生的內(nèi)省意識(shí)，提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神；指導(dǎo)老師評(píng)價(jià)由指導(dǎo)老師對(duì)學(xué)生完成的每個(gè)學(xué)習(xí)性工作任務(wù)的階段性成果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3 結(jié)論

針對(duì)當(dāng)前單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程中存在的問題，結(jié)合本人多年的教學(xué)經(jīng)歷，筆者對(duì)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程進(jìn)行了大膽改革，并在2009、2010、2011三年的單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)中進(jìn)行了實(shí)踐。實(shí)踐結(jié)果證明，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性得到極大激發(fā)，教學(xué)效果明顯提高，在近年的高職院校大學(xué)生電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)技能比賽中連獲佳績。隨著單片機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，課程改革要與時(shí)俱進(jìn)，不斷深入，不斷創(chuàng)新，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性，重視培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和整體素質(zhì)，探索出一條培養(yǎng)創(chuàng)新人才的新途徑。

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(責(zé)任編輯 周曉蕓)

TeachingReformandPracticeonApplicationTechnologyofSCMinVocationalColleges

LILi-zhen

(PuyangVocationalandTechnicalCollege，Puyang457000，China)

This paper，aiming at the problems in the teaching ofSCMApplicationTechnology，elaborates the teaching reform and practice from four aspects of integrating teaching contents，innovating teaching mode，optimalizing experimenting and training resources and perfecting curriculum evaluating system.

vocational colleges； SCM； reform and practice

2014-01-10

李利珍(1964-)，男，濮陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，工學(xué)碩士，研究方向:物理與機(jī)械電子技術(shù)。

G714

A

1671-4644(2014)01-0059-03