于秀娜
摘 要:單片機課程教學是高職電氣自動化技術專業(yè)的重要學科,單片機課程設計時電氣自動化技術專業(yè)學生在校實習期間必須完成的一項實踐活動。但是目前一些高職院校的單片機課程設計過于形式化,對提高學生的實踐能力和整體動手能力是極為不利的,需要不斷的改革和創(chuàng)新。
關鍵詞:電氣自動化技術專業(yè);單片機課程;高職;教學改革
0 引言
高職電氣自動化技術專業(yè)的一門核心課程是《單片機應用技術》,主要教學目標是為了提高學生對電氣控制裝置的硬件電路設計和制作能力、程序設計能力和程序調試能力。但是在實際教學中,電氣自動技術專業(yè)學生對單片機程序設計能力還比較薄弱,尤其是對軟件的設計,很多學生甚至無從下手。本文就通過采取比較項目教學法、強化實踐教學等措施來實現對高職電氣自動化技術專業(yè)單片機課程教學的改革和創(chuàng)新。
1 明確教學目標,實現教學目標的改革
明確和完善教學目標是高職電氣自動化技術專業(yè)單片機課程教學改革的前提,一切教學設計和教學活動都是在教學目標的指引下完成的[1]。教學在設置單片機教學目標是可以分入門、初級和中級三個層次進行尊重學生的個體差異,提高了教學質量,具體如下。
(1)入門目標。該層次是最低層次的教學目標,主要針對于剛剛入學或者能力較差的學生,要求學生要了解和基本掌握單片機的基礎知識、開機系統(tǒng)的設計理念和基本的設計思路。學習結束后,學生要能完成對企業(yè)技術人員的輔助性工作。
(2)初級目標。學生要基本了解單片機常用功能模塊的用途,掌握單片機系統(tǒng)的常用界面操作技術,理解單片機系統(tǒng)的電路原理圖和方框圖。學習結束后,學生要能獨自完成模仿性編程,劇本初步程序設計的能力,要能在已有產品上,進行改進,發(fā)現新功能。
(3)中級目標。該階段的學生必須要能完成對硬件的設計,具有一定的編程和調試程序的能力,能在熟練掌握單片機常用模塊工作原理的基礎上,幫助工程師現場調試。
2 實施比較項目教學法,實現教學方法的改革
高職電氣自動技術專業(yè)一般分為電子類和電氣類兩類專業(yè),項目教學法在高職電氣自動化技術專業(yè)的應用并不稀奇,甚至應用的較為普遍。但是問題是傳統(tǒng)的項目教學法對電子類專業(yè)學生而言比較合適,卻并不適合電氣類專業(yè)。主要因該專業(yè)的單片機課程項目載體多為電子類項目,如籃球比賽計時計分器、數字電子時鐘、六位密碼鎖等[3]。對此,教師在實際教學中,可以改革項目教學內容,將電子產品的項目載體轉換為電氣茶農,如將“PLC應用技術”、“工廠電氣控制”中的項目轉變成“單片機應用技術”的課程項目。在理實一體化教室中,教學可以采用比較項目教學法,即將每個項目的任務和模塊與前導課程的對應項目進行比較。
在“交流電機Y-△的單片機控制”項目教學中,在主電路變的情況下,教師可以將PLC控制電路轉化單片機控制電路。這樣一來單片機輸入端的開關剛開始可以采用硬件去抖動,在拓展訓練中就可以采用軟件去抖動。同時,教師可以使用固態(tài)繼電器SSR驅動線圈來直接驅動高壓負載。教師通過改造單片機教學項目,和前導課程項目相比,硬件方面的主電路不便,控制電路改變,外圍接口電路改變;軟件上,PLC的編程相對簡單,從PLC編程過度到單片機編程,能讓學生在循序漸進中提高自身結構化、模塊化的程序設計能力。通過這樣的將單片機課程與前導課程比較和聯(lián)系,形成了“電氣自動化系統(tǒng)”思想,鞏固了學生已有的知識和技能,獲得了更為準確的知識與技能,實現了高職電氣自動化技術專業(yè)單片機課程教學方法的改革。學生在比較項目教學法后,反復提升了學生的單片機設計能力。
3 開展多元化的教學手段,實現教學手段的改革
一方面,使用現代化的多媒體教學手段,如將文字、圖像、音頻、視頻等多媒體課件與理論配套的相關器件(數碼管、8031芯片等)的演示相結合。通過形象的實物展示和形象模擬,將教學內容直觀的展示給學生,提高學生對知識的理解和掌握程度。另一方面,使用用Protues仿真軟件來設計單片機虛擬系統(tǒng),通過使用該軟件,能使得虛擬單片機系統(tǒng)替換實際硬件電路,使得軟件調試獨立實際的硬件電路,在實驗時能確保每個學生都有一臺單片機。當仿真結果符合預期后,可以讓學生進行硬件的實物制作。此外,教師在實際教學中,還可以采用現場實物講解、教師演示、分組練習等手段來實現教學手段的改革。
4 強化實踐教學,實現教學模式的改革
實踐教學是高職電氣自動化技術專業(yè)教學的一大特色,單片機課程亦不例外,這對提高學生的實踐能力和整體動手操作能力以及單片機的設計能力都是有益無害的。因此,高職院校要加大對單片機實踐教學的投入,建立實訓基地和單片機實驗室,更新實驗設備等[2]。對單片機實驗室而言,學生在教學中使用的單片機應該是當前一些企業(yè)還在用的產品,而不是被淘汰的產品,具體如下。
(1)加強校企合作。高職電氣自動化機技術專業(yè)的單片機實踐教學不僅僅在校內實訓基地或者實驗室進行,還應深入與高職院校有合作的企業(yè)中,在實際工作環(huán)境學習、積累經驗。同時,高職院校可以聘請企業(yè)專業(yè)技術人員到校指導,提高學生的學習興趣。
(2)實現實驗室的開放。在高職的單片機實驗教學中,多為集中式的實驗教學,一單元或者一節(jié)課的實驗教學內容一般只有一次實驗的機會,這使得很多學生理解和掌握實驗內容的程度較低,同時也挫損了學生實踐學習和探究實驗的積極性,阻礙了學生創(chuàng)造力的發(fā)揮。因此,高職院校應該盡量開放實驗室,讓學生能有充足的時間來完成實驗內容,進而能系統(tǒng)的思考和解決在實驗中出現的問題,達到教學目標。
5 結語
總之,在高職電氣自動化技術專業(yè)單片機課程教學改革中,必須健全教學目標、開展多樣化的教學手段、實施比較項目教學法、強化實踐教學,以實現單片機課程教學目標、教學手段、教學方法和教學模式的改革和創(chuàng)新。
參考文獻:
[1]王樹沖.PLC梯形圖與單片機的聯(lián)系[J].數字技術與應用,2011,22(03):19-20.
[2]屠志戀.單片機教學改革的研究與實踐[J].職業(yè),2011,39(09):17-18.