俞琴

摘 要 針對(duì)單片機(jī)課程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，在分析單片機(jī)教學(xué)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，為了改進(jìn)單片機(jī)課程的教學(xué)效果、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)驗(yàn)技能，本文通過分析傳統(tǒng)高職單片機(jī)課程教學(xué)的問題，研究適合學(xué)生情況的單片機(jī)分層次教學(xué)模式，對(duì)教學(xué)內(nèi)容整合，從教學(xué)任務(wù)選擇、實(shí)驗(yàn)硬件設(shè)計(jì)、目標(biāo)任務(wù)分層、分層次、分階段教學(xué)，學(xué)生考核評(píng)價(jià)五個(gè)方面闡述了具體實(shí)施過程及在提高教學(xué)質(zhì)量方面的作用。

關(guān)鍵詞 單片機(jī)課程 分層次教學(xué) 教學(xué)模式 考核評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展日新月異，單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛地滲透到生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域。學(xué)生強(qiáng)烈渴望新技術(shù)，但對(duì)學(xué)習(xí)單片機(jī)技術(shù)卻又心存敬畏。一直以來，作為微控制器入門級(jí)芯片的單片機(jī)，都是各高職院校自動(dòng)化、機(jī)電、電子等專業(yè)普遍開設(shè)的一門專業(yè)課程，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的單片機(jī)工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用能力，工程思維和解決問題能力均具有重要作用。單片機(jī)的學(xué)習(xí)技術(shù)含量高，應(yīng)用傳統(tǒng)的教學(xué)方式收效甚微。由于存在高職學(xué)生文化基礎(chǔ)普遍較差、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)不足，以及學(xué)生層次差別較大等問題，同時(shí)單片機(jī)在內(nèi)部結(jié)構(gòu)與工作原理的學(xué)習(xí)上，以及軟件編程與硬件連接方面都有著很強(qiáng)的抽象性，學(xué)生學(xué)習(xí)起來感覺很困難，容易產(chǎn)生厭學(xué)情緒，影響教學(xué)過程實(shí)施和教學(xué)效果。因此積極對(duì)該課程進(jìn)行教學(xué)改革，對(duì)提高學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)技術(shù)的興趣，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高具有十分積極的意義。

1高職單片機(jī)課程教學(xué)中存在的問題

1.1教材內(nèi)容與傳統(tǒng)教學(xué)模式的問題

從教材內(nèi)容編排上看，高職高專單片機(jī)教材內(nèi)容都包括了單片機(jī)內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)、程序設(shè)計(jì)包括匯編語言設(shè)計(jì)及C語言設(shè)計(jì)、單片機(jī)指令系統(tǒng)、單片機(jī)的擴(kuò)展應(yīng)用等，根本就不符合高職高專學(xué)生的學(xué)習(xí)認(rèn)知規(guī)律。傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)模式，是按照單片機(jī)的結(jié)構(gòu)體系來授課的。先講單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)，再講單片機(jī)的指令系統(tǒng)與程序設(shè)計(jì)，然后是各功能模塊的應(yīng)用。高職學(xué)生相對(duì)學(xué)習(xí)能力較弱，理論教學(xué)的難度就較大。剛開始授課，學(xué)生就被單片機(jī)復(fù)雜的組成結(jié)構(gòu)和抽象的工作原理難倒了，學(xué)生普遍反應(yīng)課程內(nèi)容太抽象，不易理解。很多學(xué)生學(xué)習(xí)伊始就產(chǎn)生了畏難情緒，教學(xué)效果不理想。在教學(xué)中，教學(xué)實(shí)驗(yàn)安排主要從教學(xué)大綱的知識(shí)點(diǎn)要求模仿完成規(guī)定的實(shí)驗(yàn)，此類驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)習(xí)能力較弱的學(xué)生鞏固知識(shí)點(diǎn)很有幫助，但是對(duì)于學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)的學(xué)生來說，此類缺乏設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新型的實(shí)驗(yàn)，個(gè)人能力得不到充分的鍛煉。在課堂學(xué)習(xí)中，往往一部分學(xué)生早就做完了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，而另一部分學(xué)生還在完善程序，這樣的教學(xué)層次不明，很大程度上阻礙了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力的發(fā)展。

1.2實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)不夠

目前單片機(jī)教學(xué)安排，首先是理論課教學(xué)，其間穿插一定的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，然后安排實(shí)訓(xùn)課提高學(xué)生的動(dòng)手能力。在教學(xué)中設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)課程，雖然可對(duì)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力有所鍛煉，但由于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)大多以單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱為訓(xùn)練平臺(tái)，學(xué)生遵照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，在實(shí)驗(yàn)箱上應(yīng)用導(dǎo)線進(jìn)行簡單連接，通過電腦把實(shí)驗(yàn)所需的程序下載到實(shí)驗(yàn)箱，再通過萬用表、示波器等儀器進(jìn)行觀察，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，從而完成實(shí)驗(yàn)。大部分學(xué)生不會(huì)去自行編寫程序，更不會(huì)擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)或者設(shè)計(jì)一個(gè)新內(nèi)容。所以學(xué)生在動(dòng)手操作后，對(duì)單片機(jī)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用知之甚少，更對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的各式各樣問題無從下手。這些教學(xué)方式忽視了學(xué)生設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，不利于培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，更對(duì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、擴(kuò)展學(xué)生的學(xué)習(xí)思路收效甚微。所以，目前采用的教學(xué)方式改革勢(shì)在必行，在教學(xué)中，我們引入分層次教學(xué)，引入教學(xué)項(xiàng)目群，因材施教，才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，才能在具有很強(qiáng)綜合性的單片機(jī)教學(xué)中取得良好的效果。

2單片機(jī)分層次教學(xué)改革具體實(shí)施方案

2.1明確高職人才培養(yǎng)目標(biāo)

在教高[2006]16 號(hào)文中對(duì)高職院校培養(yǎng)目標(biāo)定位為高技能人才，因此具有高級(jí)技工技師和高級(jí)技師等級(jí)之分的高技能型人才的培養(yǎng)是高職院校教學(xué)改革的目標(biāo)。培養(yǎng)社會(huì)需要的各類高技能人才，其教學(xué)理念之一就是注重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)。教學(xué)過程中，學(xué)生只有通過不斷的實(shí)際動(dòng)手操作訓(xùn)練，才能獲得專業(yè)技術(shù)水平和工作能力的大幅度提升。將傳統(tǒng)教學(xué)模式的“在教中學(xué)”變?yōu)椤霸谧鲋芯殹保瑢鹘y(tǒng)的以教師教學(xué)為中心，轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生訓(xùn)練為中心，讓學(xué)生在完成課程項(xiàng)目的過程中，不斷提升自己的專業(yè)技能。

2.2合理構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容

分層次授課并不是簡單地將學(xué)生分成A、B、C的靜態(tài)三層，分層次授課的核心思想是對(duì)所有學(xué)生講解知識(shí)點(diǎn)，布置基礎(chǔ)任務(wù)，引導(dǎo)能力差的學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不斷增強(qiáng)信心完成基礎(chǔ)目標(biāo)并提高能力；對(duì)學(xué)有余力的學(xué)生布置提高任務(wù)。

在教學(xué)中，將實(shí)訓(xùn)任務(wù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)階梯型分層，將課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)過程進(jìn)行重構(gòu)，并分為三個(gè)教學(xué)階段開展學(xué)習(xí)，即初識(shí)入門階段、基礎(chǔ)訓(xùn)練階段和應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)階段。認(rèn)真細(xì)致地講解知識(shí)點(diǎn)，讓每個(gè)學(xué)生都能理解掌握，積極引導(dǎo)能力弱的學(xué)生并順利完成基礎(chǔ)任務(wù)，不斷增強(qiáng)信心完成基礎(chǔ)目標(biāo)，對(duì)學(xué)有余力的學(xué)生布置提高任務(wù)，激發(fā)他們向更高目標(biāo)發(fā)展。每個(gè)階段都有明確的教學(xué)目的，結(jié)合合理的教學(xué)指導(dǎo)方法，同時(shí)設(shè)計(jì)了相應(yīng)的知識(shí)目標(biāo)和能力目標(biāo)，選取一些有針對(duì)性的任務(wù)或項(xiàng)目，讓學(xué)生在實(shí)際操作和訓(xùn)練中，逐步探索單片機(jī)課程的知識(shí)體系。在完成項(xiàng)目任務(wù)中，增加學(xué)習(xí)的動(dòng)力，激發(fā)同學(xué)們強(qiáng)烈的求知欲、探索欲，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的創(chuàng)新能力。

（1）初識(shí)入門階段。這是學(xué)生學(xué)習(xí)了單片機(jī)基本理論后進(jìn)行的第一個(gè)實(shí)踐應(yīng)用，它既要求學(xué)生具有綜合運(yùn)用單片機(jī)的基本知識(shí)，還要實(shí)現(xiàn)一定的工作要求，但本著初始階段，程序結(jié)構(gòu)要求相對(duì)簡單，使每個(gè)學(xué)生通過個(gè)人的努力和教師的指導(dǎo)都能夠獨(dú)立完成，否則程序太復(fù)雜，容易讓學(xué)生在學(xué)習(xí)道路上產(chǎn)生畏難情緒。第二層任務(wù)為提高實(shí)訓(xùn)任務(wù)，其目的是鞏固學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)后，進(jìn)一步訓(xùn)練學(xué)生的綜合應(yīng)用和編程能力。所以，程序的結(jié)構(gòu)要復(fù)雜一些，任務(wù)難度既要有所提高，又能讓大多數(shù)同學(xué)夠得著，讓學(xué)生在完成任務(wù)的過程中獲得持續(xù)的成就感，增強(qiáng)學(xué)習(xí)單片機(jī)課程的信心，能力得到穩(wěn)步的提升。第三層任務(wù)為完善提高任務(wù)，其目的是針對(duì)前面訓(xùn)練任務(wù)在實(shí)際應(yīng)用中的不足，加強(qiáng)改進(jìn)和完善，使單片機(jī)綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目成為單片機(jī)開發(fā)的實(shí)際項(xiàng)目，要實(shí)現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用的效果，需要綜合考慮項(xiàng)目中的各個(gè)問題，程序更加復(fù)雜，所以一般要求能力較強(qiáng)的學(xué)生完成，使學(xué)生能將所學(xué)知識(shí)及掌握的技能應(yīng)用到解決實(shí)際問題中去，真正做到學(xué)以致用。

比如在I/O輸出應(yīng)用項(xiàng)目中，初始入門階段，以學(xué)生掌握單片機(jī)P0—P3四類管腳的輸出控制為目標(biāo)，讓學(xué)生組裝和調(diào)試一個(gè)簡單的LED單片機(jī)控制系統(tǒng)，親身體會(huì)單片機(jī)的設(shè)計(jì)開發(fā)過程，消除學(xué)生的畏難心理，為深入學(xué)習(xí)單片機(jī)知識(shí)掃除心理障礙。

（2）基礎(chǔ)訓(xùn)練階段。將相對(duì)枯燥的單片機(jī)的軟、硬件知識(shí)采用“項(xiàng)目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)模式，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)際，設(shè)計(jì)為一系列饒有趣味、由淺入深的具體工作項(xiàng)目和訓(xùn)練任務(wù)。如，汽車轉(zhuǎn)向燈、搶答器等，每個(gè)項(xiàng)目和任務(wù)都有對(duì)應(yīng)要掌握的知識(shí)點(diǎn)。在難度設(shè)計(jì)上既有提高，又讓學(xué)生夠得著。讓學(xué)生在完成任務(wù)的過程中獲得持續(xù)的成就感，增強(qiáng)學(xué)習(xí)單片機(jī)課程的信心，能力得到穩(wěn)步的提升。

（3）應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)階段。通過選取一些單片機(jī)綜合應(yīng)用項(xiàng)目讓學(xué)生做，提高學(xué)生的單片機(jī)綜合應(yīng)用能力。其中，任務(wù)的選取，盡量貼近實(shí)際。如，自行車?yán)锍瘫淼脑O(shè)計(jì)，當(dāng)學(xué)生能在生活中感受到自己的作品帶來的便利，內(nèi)心一定會(huì)產(chǎn)生極大的自豪感和成就感。同時(shí)注意與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，使學(xué)生能將所學(xué)知識(shí)及掌握的技能應(yīng)用到解決實(shí)際問題中去，真正做到學(xué)以致用。

由于設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)的不同，編程的難易程度就出現(xiàn)了不同的三個(gè)層次，在上一層次程序的基礎(chǔ)上，將各段子程序作相應(yīng)的修改才能實(shí)現(xiàn)下一層次任務(wù)的技術(shù)指標(biāo)，各層次間既相互聯(lián)系，又相互獨(dú)立，呈現(xiàn)遞進(jìn)關(guān)系，且各層次任務(wù)都可實(shí)現(xiàn)分層次教學(xué)相應(yīng)層次的教學(xué)目標(biāo)，使分層次教學(xué)得以有效實(shí)施。同時(shí)引入通過多媒體設(shè)備使用proteus 和keil仿真軟件演示單片機(jī)軟硬件設(shè)計(jì)，學(xué)生對(duì)照任務(wù)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，設(shè)計(jì)并繪制電路圖，設(shè)計(jì)相應(yīng)程序，運(yùn)行程序，觀察程序執(zhí)行過程中的效果以及軟件調(diào)試的全過程 、硬件的工作，在完善程序的同時(shí)對(duì)硬件電路的搭建原理有了深入的理解。

表1：項(xiàng)目內(nèi)容的分層次選擇

2.3合理的指導(dǎo)教學(xué)

學(xué)生的學(xué)離不開教師的教，學(xué)生的基礎(chǔ)與能力的不同，要求教學(xué)的方法，講解的程度也不同。在實(shí)際工作中，我們采取集中式講解和個(gè)別指導(dǎo)的方法。由于不同層次的實(shí)訓(xùn)任務(wù)不同，對(duì)于每一個(gè)階段的講解程度各有不同。

初始入門階段任務(wù)，是學(xué)生剛開始操作，對(duì)于采用何種方法來完成實(shí)訓(xùn)任務(wù)信心不足，因此，教師要詳細(xì)講解，如硬件電路設(shè)計(jì)分配、主程序和子程序流程框圖的繪制與程序的編寫的注意點(diǎn)、程序調(diào)試等等都要詳細(xì)講解到位，以確保每位努力的學(xué)生都能夠獨(dú)立完成，。第一層次任務(wù)的完成不僅能增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心，同時(shí)也為接下來更深層次的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

第二層次任務(wù)，是在完成第一層次任務(wù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，每個(gè)學(xué)生都掌握了設(shè)計(jì)編程方法，只是技術(shù)指標(biāo)不同，程序復(fù)雜，難度加大，所以還要集中講解程序難點(diǎn)和注意點(diǎn)，但不能像初始階段那樣面面俱到地講，以強(qiáng)調(diào)重難點(diǎn)為主，以鍛煉學(xué)生編寫復(fù)雜程序的能力。在巡回指導(dǎo)中，針對(duì)學(xué)生出現(xiàn)的疑點(diǎn)細(xì)心指導(dǎo)，盡量讓學(xué)生思考如何解決，教師點(diǎn)到為止，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、解決問題的能力。同時(shí)，總結(jié)學(xué)生實(shí)踐操作中出現(xiàn)的共性問題，這往往是學(xué)生對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的消化不夠，這時(shí)需要老師和同學(xué)們集中討論問題所在，避免出現(xiàn)類似錯(cuò)誤。

實(shí)現(xiàn)了前兩層任務(wù)，第三層次任務(wù)就由學(xué)生獨(dú)立分析完成，所以不再做集中講解，只是個(gè)別問題個(gè)別指導(dǎo) 另外，由于學(xué)生的個(gè)體差異，完成任務(wù)的速度不同，所以在進(jìn)度上不要求整齊劃一，而是各盡其能。每個(gè)學(xué)生都能全身心地投入到學(xué)習(xí)中，在你追我趕、互幫互助中，學(xué)習(xí)的自覺性得到了很大的提升。同時(shí)采用這種指導(dǎo)方法使學(xué)生獨(dú)立實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)的能力得到了循序漸進(jìn)的鍛煉，收到了很好的教學(xué)效果。

2.4過程性考核為主，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的長效性

課程改革是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，考核方法也要（下轉(zhuǎn)第69頁）（上接第61頁）隨著教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法同步改革。采用過程性考核與終結(jié)性考核有機(jī)結(jié)合，并且以過程性考核為主的多元考核評(píng)價(jià)的綜合考核方式。過程性考核占總成績的60%，終結(jié)性考核中的期末理論考試與技能項(xiàng)目抽簽操作考核各占20%，具體做法分述如下。

互動(dòng)的過程性考核為主。實(shí)踐證明，過程考核是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性的一項(xiàng)有力措施。教師現(xiàn)場(chǎng)檢查各小組的項(xiàng)目或任務(wù)的電路、程序及仿真結(jié)果或作品，小組成員也參與其中，自評(píng)、互評(píng)與師評(píng)各占一定比例。為了獲得好成績絕大多數(shù)學(xué)生在項(xiàng)目或任務(wù)完成過程中都非常認(rèn)真，教師要及時(shí)表揚(yáng)出色完成任務(wù)和有創(chuàng)新的小組，在平時(shí)成績中給他們以加分鼓勵(lì)。

終結(jié)性考核為輔。期末理論考試時(shí)間為90分鐘，采用以主觀分析與設(shè)計(jì)性題目為主的“開卷”方式?！伴_卷”可以使試題設(shè)計(jì)較為靈活，較好地考查學(xué)生分析問題與解決問題的能力，使學(xué)生在一定程度上可以從死記硬背中解放出來。技能項(xiàng)目抽簽操作考核時(shí)間可在課程結(jié)束前的1～3周任何時(shí)間進(jìn)行，教師要設(shè)計(jì)出10套左右單片機(jī)職業(yè)技能考核試題（做成標(biāo)準(zhǔn)題卡形式，可以是平時(shí)訓(xùn)練過程中的小項(xiàng)目或任務(wù)的拓展），每人考核時(shí)間不少于30～45分鐘，要求學(xué)生先進(jìn)行復(fù)習(xí)，教師再安排考核。

通過合理構(gòu)建單片機(jī)教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)能力，提煉知識(shí)點(diǎn)，建立動(dòng)態(tài)梯形學(xué)習(xí)架構(gòu)，避免了一刀切、程序抄襲的現(xiàn)象，讓學(xué)生各有所長，各有所得；結(jié)合綜合實(shí)訓(xùn)的分層次教學(xué)，科學(xué)合理的指導(dǎo)，可以使學(xué)生的學(xué)習(xí)過程循序漸進(jìn)，逐步鍛煉學(xué)生獨(dú)立分析問題、解決問題的能力；合理的成績?cè)u(píng)定激發(fā)了學(xué)生的積極性，有力地保障了教學(xué)秩序，提高了教學(xué)質(zhì)量。