楊俊杰 張新康 肖淼 徐凱峰 譚栓斌

摘 要：創(chuàng)新型單片機(jī)課程教學(xué)工具是西安思源學(xué)院高級(jí)工程師譚栓斌提出一種全新的教學(xué)工具，要求在教師精心設(shè)計(jì)指導(dǎo)下，通過(guò)預(yù)先的設(shè)計(jì)和模塊，使常用模塊簡(jiǎn)化。引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并進(jìn)行探討和研究，尋求出解決方法。該教學(xué)工具的開發(fā)烘托了課堂氣氛，促進(jìn)了老師與學(xué)生之間緊密的聯(lián)系，提高了老師的教學(xué)質(zhì)量。單片機(jī)作為一門應(yīng)用性實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課程，需要更多地操作、處理、表達(dá)與交流等探索活動(dòng)，獲得知識(shí)與技能達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的課程建設(shè)目標(biāo)是一個(gè)值得深思的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新型 單片機(jī) 教學(xué)工具 模塊

中圖分類號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）12（c）-0216-02

1 開發(fā)背景

相比單片機(jī)技術(shù)日新月異，單片機(jī)市場(chǎng)日益多元細(xì)分的今天，我國(guó)大部分高校的單片機(jī)教學(xué)現(xiàn)狀盡如人意，主要存在以下幾點(diǎn)問(wèn)題。

首先，教學(xué)與實(shí)踐是分開的；學(xué)生對(duì)老師講的沒(méi)有一個(gè)很具體的認(rèn)識(shí)，所以，學(xué)生在沒(méi)有做實(shí)驗(yàn)前只能靠自己的想象來(lái)理解老師所講的知識(shí)點(diǎn)，沒(méi)有一個(gè)更系統(tǒng)、更直觀的認(rèn)識(shí)，并且所學(xué)習(xí)內(nèi)容一成不變，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)講課時(shí)學(xué)生想象，當(dāng)見到實(shí)物時(shí)與想象差變很大無(wú)法提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并且晦澀難懂不易理解，而且該課程相對(duì)比較抽象，學(xué)生普遍反映入門較難且難以理解單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而單片機(jī)的傳統(tǒng)教學(xué)方式多以課堂原理來(lái)講解與少量硬件實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，實(shí)踐內(nèi)容少，不能充分激發(fā)學(xué)生興趣，使其處于被動(dòng)接受知識(shí)而不是主動(dòng)求知[1]。

其次是基本上都采用5l單片機(jī)作為研究性教學(xué)工具，學(xué)生對(duì)其他系列型號(hào)的單片機(jī)陌生，實(shí)際運(yùn)用能力較差。學(xué)生照方抓藥，不利于學(xué)生自主性的培養(yǎng)，即使會(huì)運(yùn)用也只會(huì)簡(jiǎn)單的，而設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)也與社會(huì)要求的單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)過(guò)程相差甚遠(yuǎn)，大多數(shù)學(xué)生難以真正掌握單片機(jī)的設(shè)計(jì)與調(diào)試。只會(huì)照搬書本無(wú)法融會(huì)貫通，使教學(xué)與實(shí)際相差甚大，無(wú)法達(dá)到教學(xué)目的。

最后，是教學(xué)手段單一。大多還停留在“黑板+粉”學(xué)習(xí)方式，或者多媒體PPT的階段。教授效率不高、填鴨式、互動(dòng)少，使得學(xué)生被動(dòng)疲憊，前一個(gè)還沒(méi)有理解就需要強(qiáng)加入另一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，教學(xué)效果難如人意，學(xué)生缺乏主觀能動(dòng)性。

綜上，單片機(jī)目前的教學(xué)現(xiàn)狀與技術(shù)一線存在著一定的脫節(jié)與差距，不利于對(duì)學(xué)生單片機(jī)實(shí)踐與開拓創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，而單片機(jī)的學(xué)習(xí)是微觀的，是具體的。本著教與學(xué)兩方面共同努力的思想，單片機(jī)教學(xué)的改革勢(shì)在必行。

創(chuàng)新型教學(xué)工具是指學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，為了更全面系統(tǒng)地學(xué)習(xí)并熟練運(yùn)用單片機(jī)這門課程，而開發(fā)的教學(xué)工具。它是把大家在課程中所遇到的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題加以全面地整合的一本教學(xué)工具書。構(gòu)建一個(gè)開放性的活動(dòng)課程，通過(guò)學(xué)生自主獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、實(shí)驗(yàn)、調(diào)查、信息搜集。并且會(huì)把接線圖、原理、還有常見的一些運(yùn)用方法、還有程序都會(huì)加進(jìn)去，使學(xué)生能夠更加直觀的理解其工作原理，并且能夠簡(jiǎn)單運(yùn)用其所學(xué)知識(shí)與生活實(shí)際相結(jié)合。

教育部2005年一號(hào)文件《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作的若干意見》中指出培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力。加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作的主要任務(wù)和要求是：著眼于國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)和人的全面發(fā)展需要、加大教學(xué)投入、強(qiáng)化教學(xué)管理、深化教學(xué)改革、堅(jiān)持傳授知識(shí)、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展，更加注重能力培養(yǎng)，著力提高大學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力、全面推進(jìn)素質(zhì)教育。文中指出更加注重能力培養(yǎng)，著力提高大學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力與開發(fā)創(chuàng)新型單片機(jī)教學(xué)工具的目的一致[2]。

2 單片機(jī)教學(xué)工具的開發(fā)

2.1 單片機(jī)教學(xué)工具的設(shè)置

將教學(xué)工具引入課堂以實(shí)際操作為主看為輔，以便老師高效教學(xué)，學(xué)生更加生動(dòng)形象地理解，引發(fā)學(xué)生對(duì)知識(shí)的自主學(xué)習(xí)、自主理解、自主認(rèn)知和自主運(yùn)用。項(xiàng)目式教學(xué)中教師的作用是輔助，是配角，是給各組學(xué)生提供資料、方法，讓學(xué)生能夠針對(duì)問(wèn)題主動(dòng)思考并得到解決[3]。

單片機(jī)教學(xué)工具要以提高教學(xué)質(zhì)量，使用便捷方便，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新思維能力和對(duì)知識(shí)的認(rèn)知能力為核心。是以《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課本為指導(dǎo)整合了上面的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，把它以模塊的形式呈現(xiàn)出來(lái)，同學(xué)們可以通過(guò)觀看老師試驗(yàn)進(jìn)而自主運(yùn)用，從而自主認(rèn)知。通過(guò)這種模式完善課程體系與教學(xué)內(nèi)容，重視內(nèi)容與技能的有機(jī)結(jié)合。強(qiáng)化學(xué)生能力的培養(yǎng)真正地把實(shí)踐搬到了課堂上。

具體模塊有：LED流水燈；16×16點(diǎn)陣；十字路口交通指示燈；溫度傳感器；電子萬(wàn)年歷；八路搶答器；錄音播放；模塊，實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐相結(jié)合。

2.2 單片機(jī)教學(xué)工具的課堂輔助教學(xué)

要充分利用教學(xué)工具的課堂輔助教學(xué)，教師引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)、制作和拓展案例。掌握大量實(shí)用方法、技巧和經(jīng)驗(yàn)。讓學(xué)生在真實(shí)的環(huán)境中學(xué)以致用，善教者必善問(wèn)，善問(wèn)者必善思。在課堂教學(xué)中應(yīng)圍繞單片機(jī)工作原理與案例設(shè)計(jì)。將單片機(jī)教學(xué)工具與課程內(nèi)容有機(jī)的結(jié)合進(jìn)行講述。適時(shí)向給學(xué)生提出問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生自主探究的學(xué)習(xí)習(xí)慣，例如：在講解單片機(jī)循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)時(shí)，可以提出一個(gè)LED流水燈的實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生自己動(dòng)手操作，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以從實(shí)質(zhì)上了解控制元件與被控元件的連接方式，從而掌握運(yùn)用。

2.3 單片機(jī)教學(xué)工具的實(shí)驗(yàn)室教學(xué)

大學(xué)實(shí)驗(yàn)一般演示模仿的驗(yàn)證性式樣，如果提前自己掌握了基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，那么學(xué)生就可以自主拓展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，這樣可以提升學(xué)生的動(dòng)手能力，達(dá)到切實(shí)掌握單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)的要求。這里可以將與單片機(jī)教學(xué)內(nèi)容相應(yīng)的子模塊如“16×16點(diǎn)陣伺”除了驗(yàn)證性的操作之外，還可在下達(dá)技術(shù)要求的基礎(chǔ)之上，讓學(xué)生在開放式實(shí)驗(yàn)室中自行設(shè)計(jì)開發(fā)，即由驗(yàn)證性 實(shí)驗(yàn)拓展為分析設(shè)計(jì)的綜合性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在“做中學(xué)”，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中獨(dú)立思考。自己動(dòng)手發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題，自主建構(gòu)課程的知識(shí)與能力體系，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和專業(yè)素養(yǎng)。

2.4 持續(xù)性教學(xué)工具評(píng)價(jià)

將單片機(jī)教學(xué)工具與課程內(nèi)容有機(jī)結(jié)合進(jìn)行講述，適時(shí)向給學(xué)生提出問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生自主探究的學(xué)習(xí)習(xí)慣單片機(jī)教學(xué)工具要以提高教學(xué)質(zhì)量，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新思維能力為核心。使學(xué)生在“做中學(xué)”，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中獨(dú)立思考。自己動(dòng)手發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題，自主建構(gòu)課程的知識(shí)與能力體系，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和專業(yè)素養(yǎng)和解決問(wèn)題的能力。

3 結(jié)語(yǔ)

單片機(jī)廣泛運(yùn)用在家用電器、智能儀器儀表、工業(yè)自動(dòng)化、自動(dòng)控制、通信、國(guó)防技術(shù)尖端、汽車電子設(shè)備等領(lǐng)域[4]，所以，在學(xué)生要主動(dòng)學(xué)習(xí)課程內(nèi)容時(shí)，更需要善于自主學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)過(guò)程中要善于觀察和總結(jié)，充分調(diào)動(dòng)自己的求知和創(chuàng)新能力。并且與老師形成互動(dòng)，在完成老師所講內(nèi)容上加以利用，并且有一定的創(chuàng)新能力將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用于生活實(shí)際。

參考文獻(xiàn)

[1] 蔡守華，周濟(jì)人.工科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)中新問(wèn)題及對(duì)策[J].揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(bào)：高教研究室，2008（2）：93-96.

[2] 教育部.關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作的若干意見，[2005]1號(hào)[Z].

[3] 教育部，財(cái)政部，關(guān)于實(shí)施高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程的意見，教高[2011]6號(hào)[Z].

[4] 張毅剛.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京：高等教育出版社，2007.