李聰玲

摘 要：本文結(jié)合北京市工貿(mào)技師學院智能樓宇系單片機控制設(shè)備安裝與調(diào)試課程邏輯性和實踐性強、課程安排時間短、學生基礎(chǔ)薄弱、傳統(tǒng)教學方法效果不佳的實際情況，探索任務(wù)驅(qū)動法在單片機控制設(shè)備安裝與調(diào)試課程中的應(yīng)用。以“十字路口交通信號燈”的設(shè)計為主要任務(wù)，將單片機相關(guān)的軟、硬件知識貫穿到每個小任務(wù)中，讓學生在完成設(shè)計任務(wù)的同時學到理論知識、掌握相關(guān)技能、培養(yǎng)綜合能力，在教學實踐中取得了不錯的效果。

關(guān)鍵詞：單片機 任務(wù)驅(qū)動 教學

單片機控制設(shè)備安裝與調(diào)試是北京市工貿(mào)技師學院智能樓宇系網(wǎng)絡(luò)安防系統(tǒng)組裝與維護、樓宇自動控制設(shè)備安裝與維護和物業(yè)管理三個專業(yè)的重要專業(yè)課程之一，目的是培養(yǎng)學生設(shè)計數(shù)字電路系統(tǒng)的思維模式及實踐能力。課程結(jié)合單片機的軟硬件開發(fā)知識，通過設(shè)計簡單的單片機控制系統(tǒng)，掌握數(shù)字系統(tǒng)的基本知識，以及在現(xiàn)實生活中的實際應(yīng)用。

教學方法是教師和學生為了實現(xiàn)共同的教學目標、完成共同的教學任務(wù)，在教學過程中運用的方式與手段的總稱。任務(wù)驅(qū)動教學法區(qū)別于以往傳授知識為主的教學理念，是以解決問題、完成任務(wù)為主要目的互動式的教育方法，即學生在教師的引導(dǎo)下圍繞任務(wù)，積極主動探索，并運用自己的經(jīng)驗和知識，提出方案、解決問題。

一、采取任務(wù)驅(qū)動法的必要性

專業(yè)課程的教學是筆者學校教學活動中很重要的一項內(nèi)容，教師采取有效的教學方法引導(dǎo)學生積極主動地學習探索，使其快速學到專業(yè)理論知識，掌握基本技能，成長為現(xiàn)代化社會所需要的高技能、應(yīng)用型人才。

教學大綱里將數(shù)字電路和單片機技術(shù)結(jié)合到一起，且每門課程各只占學期一半的課時，導(dǎo)致原本就晦澀難懂、綜合性極強的兩門課程更是難上加難；且傳統(tǒng)的教學方式忽視了學生的實際情況，不適合筆者學校的教學環(huán)境，使得理論知識的學習枯燥、不易吸收，實操課程無從下手，理論與實操課程脫節(jié)，導(dǎo)致學生學得莫名其妙、稀里糊涂。

此外，據(jù)調(diào)查研究，由于家庭、個人、社會等各方面原因，很大一部分學生貪玩、厭學心理比較嚴重，學習動力不足，沒有良好的學習習慣。學生陷入因為不會學而學不會，因為學不會而不愿學的惡性循環(huán)狀態(tài)。而且當今社會對職業(yè)教育存在偏見，使學生出現(xiàn)自卑心理而失去信心，覺得前途渺茫。另外傳統(tǒng)的滿堂灌、填鴨式的教學方法使學生被動接受知識，而不是主動地去探索思考，不能適應(yīng)現(xiàn)代素質(zhì)教育的需要。所以有必要采取一種合適的教學方法來改變現(xiàn)狀。

二、采取任務(wù)驅(qū)動法的必然性

職業(yè)教育是人類文明發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物，技工院校是職業(yè)教育的重要組成部分，培養(yǎng)的一般為實用型人才，相對于基礎(chǔ)教育而言，更注重學生專業(yè)技能、職業(yè)綜合能力的培養(yǎng)。而且隨著我國教育制度的不斷改革，職業(yè)教育體系在不斷完善，辦學規(guī)模在不斷擴大、辦學模式也在不斷創(chuàng)新，尤其是第44屆世界技能大賽我國取得了獎牌世界第一的優(yōu)異成績后，國家陸續(xù)出臺了一系列大力發(fā)展職業(yè)教育的政策文件，政府和社會各界越來越重視職業(yè)教育。

筆者所在系一直采取校企合作的模式，注重理論與實踐的結(jié)合，采取合理的教學方法培養(yǎng)高技能人才，而且筆者學校一直在進行一體化課程改革，其理念與任務(wù)驅(qū)動法的“以任務(wù)為主線、教師為主導(dǎo)、學生為主體”的本質(zhì)特點不謀而合。另外，結(jié)合智能樓宇系學生男生占比高、動手能力強、好奇心重，且處于青春期好勝心強等特點，采取“任務(wù)驅(qū)動教學法”也是必然的趨勢。

針對以上情況，筆者嘗試引進了“任務(wù)驅(qū)動教學法”，在電子系統(tǒng)設(shè)計中以“十字路口交通信號燈的設(shè)計”為總?cè)蝿?wù)，在教學過程中進行了積極的探索和實踐，使學生在“學中做，做中學”，時刻以學生為主體、教師起引導(dǎo)作用，不但減輕了教師的工作任務(wù)，而且使學生主動積極的探究，提高了綜合能力。

三、任務(wù)驅(qū)動法在教學實踐中的探索

1.情景導(dǎo)入，引發(fā)思考

為了使學習內(nèi)容直觀形象，教師根據(jù)教學目標創(chuàng)設(shè)出與當前學習內(nèi)容相關(guān)的且真實度較高的情境，使學生有身臨其境的感覺，然后引導(dǎo)學生帶著真實的“任務(wù)”進入學習狀態(tài)，有效地激發(fā)學生進行思考和聯(lián)想。

十字路口的交通信號燈是大家很熟悉的事物，它的作用是科學合理分配道路上的行人和車輛的通行權(quán)，使之有秩序地順利、安全地通行。在前半學期數(shù)字電路的學習中，學生已經(jīng)利用邏輯IC設(shè)計完成了十字路口交通信號燈，但由于其用到的元器件比較多，有集成芯片IC4081、IC555、CD4066、數(shù)碼管等，需要熟悉所有元器件的應(yīng)用，且成本較高、硬件電路設(shè)計和焊接都很復(fù)雜、出錯后不容易修正等缺點，能否用簡單的方式——單片機控制電路來彌補數(shù)字電路設(shè)計中的缺陷？

2.積極探索，確定合理任務(wù)

筆者所任教的班級在前期學過電工電路基礎(chǔ)、模擬電路、數(shù)字電路、PLC編程等相關(guān)的課程，對學習單片機有很大的幫助。但是基于學生基礎(chǔ)相對差、知識運用能力不高的特點，教師需根據(jù)這階段學生的認知特點和接受能力進行任務(wù)設(shè)計，并合理地將理論知識的學習和實踐能力的培養(yǎng)相結(jié)合，使任務(wù)更加感性、客觀，學生在進行實操的同時自然而然地掌握理論知識。

首先教師提出第一個任務(wù)：分析十字路口交通信號燈特點。這個任務(wù)相對簡單，學生根據(jù)日常經(jīng)驗，基本都能回答出“紅、綠、黃三色燈交替閃爍，可以倒計時，每個路口有至少四組信號燈……”如下圖所示。根據(jù)學生回答，教師緊接著提出第二個問題：完成交通信號燈這些基本功能需要哪些元器件？學生在教師的提示下，根據(jù)以往所學專業(yè)知識進行分組討論、分析問題，并給出答案“LED燈顯示三種顏色、數(shù)碼管用來顯示時間、單片機控制所有的功能、電源用來給所有電路供電”等等。

回答前兩個問題，實際上是學生對以前學過的知識或自身經(jīng)驗的總結(jié)，學生自己會給出準確答案。還有一些是從來沒有接觸過的新知識點，這也正是任務(wù)需要解決的問題，可以在教師適當?shù)奶崾鞠拢蓪W生自己思考、探索并主動提出來。經(jīng)過教學嘗試，學生提出了：“如何讓三種顏色的燈交替閃爍”“如何讓時間顯示出來”“如何讓時間倒計時”等后續(xù)問題或任務(wù)。對于某些細節(jié)問題，學生不可能都一次提出來，只有在完成任務(wù)的過程中先粗后細、逐步求精地提出并解決。

比如在配置元器件清單時，發(fā)現(xiàn)學校庫房里沒有晶振、30p電容、芯片座、綠色LED、10K電阻、程序燒寫器，這是在逐步完成任務(wù)的過程中發(fā)現(xiàn)的細節(jié)。

3.互助學習，逐步完成任務(wù)

在現(xiàn)代化的教學體系中，學生是課堂的主人，教師起指導(dǎo)作用，教師和學生之間要相互配合，充分發(fā)揮學生的主導(dǎo)地位，不斷培養(yǎng)學生對知識的探索能力。教師在此階段的角色不是解惑者而是引路人，指導(dǎo)學生如何獲取線索，并在學生遇到疑惑時給予幫助，讓學生根據(jù)任務(wù)需求主動去學習單片機知識、編程語言、編程軟件的安裝使用等相關(guān)的知識，培養(yǎng)其自主學習能力。在教學實踐中，學生通過圍繞一個個任務(wù)查閱資料、展開交流，在教師指導(dǎo)下商討出了解決方案：主控電路以單片機89S51為核心、編程用C語言、程序編寫用keil c51軟件等。然后根據(jù)不同學生的個性和特長將其分成3組，讓不同組之間進行比較和競賽，培養(yǎng)其團隊合作意識；使同組內(nèi)不同的學生承擔硬件電路的設(shè)計、軟件程序的編寫、軟件的安裝、電子元器件的采購、電路的焊接等，然后將完成的任務(wù)進行組內(nèi)共享，一起探討遇到的問題、尋求方法共同解決，保證學習的全面性，提高效率，相互之間取長補短，高效完成任務(wù)。

在采購缺少的元器件時，教師只告訴其特點，然后讓每組負責的學生一起去電子市場進行查找、詢價、議價、決定采購量等。據(jù)學生反饋，自己查找海淀電子市場的位置并順利到達，在面對幾棟大廈琳瑯滿目的電子產(chǎn)品時蒙了，然后不停地咨詢，終于在熱情的賣家的幫助下完成采購。其間還有個小插曲，在買高溫海綿時，學生跟店家說買1米長，店家大笑地問：到底要多少海綿？是不是第一次來？學生不知所措地答買5米長。最后店家給學生講了海綿的作用、制作方法等，并送給學生一塊。學生在采購這個任務(wù)中，充分發(fā)揮主動性和探索性，學到了校園里學不到的知識，長了見識、提高了能力，獲得了成就感。

在相對比較難的電路設(shè)計和軟件編程方面，為了讓學生盡快明確解決思路，教師先給出相關(guān)案例讓學生觀摩并不斷探索。比如用電子制圖軟件protel 99嘗試繪圖、用keil c51軟件嘗試編程，在教師的指導(dǎo)下進行修改完善；等學生將原理圖和程序設(shè)計完成后，再用實物進行硬件電路焊接、程序下載、軟硬件調(diào)試等，逐步完成每一個任務(wù)。

在電路焊接時發(fā)現(xiàn)，技術(shù)好的學生利用4課時就準確無誤地完成了焊接、程序下載、調(diào)試、上電運行，看著自己一手制作的信號燈，成就感爆棚。隨后教師讓完成任務(wù)的同學去協(xié)助其他人，不僅鞏固了所學知識，還培養(yǎng)了互助協(xié)作精神。

4.學生互評，教師點評

總結(jié)評價也是教學過程中必不可少的部分，它起到了診斷教學成效、激勵學生、調(diào)節(jié)教學行為及促進教學的重要作用。

所有任務(wù)結(jié)束后，讓全班學生投票選出完成又快又好的同學，讓其講解自己制作的感受，并將其作品在班里、微信群里進行公開展示；讓不同組之間進行評價，不但能活躍課堂氣氛，還能使其更加全面地認識自己和他人，促進學生間的交流，在思考判斷對方行為的過程中，也鞏固了所學知識。教師根據(jù)不同學生的個性和任務(wù)完成情況進行了針對性的表揚，并提出改進意見，并將所有學生作品分發(fā)給了個人。

通過不同途徑的評價，使學生有了很高成就感，提高了其自信心，還激發(fā)了在后續(xù)的學習生涯中的自主學習能力和探索能力，使學生更容易接受任務(wù)驅(qū)動法教學模式，達到理想的教學效果。

四、小結(jié)

通過教學實踐發(fā)現(xiàn)，任務(wù)驅(qū)動法在設(shè)計十字路口交通信號燈的過程中，學生在進行任務(wù)分析、分解、知識探索和任務(wù)逐步完成的過程中，掌握了電子電路設(shè)計的思路和步驟，鞏固了硬件知識的學習和編程語言的應(yīng)用，激發(fā)了學生學習單片機的興趣，而且其自主學習能力、溝通能力、專業(yè)能力普遍有了很大的提高，培養(yǎng)了學生在遇到實際問題時分析問題、解決問題的能力。任務(wù)驅(qū)動的教學模式比較適合《單片機控制設(shè)備安裝與調(diào)試》課程的學習，可以嘗試把這種教學方法應(yīng)用于其他學科的教學中。

參考文獻：

[1]何磊.淺談任務(wù)驅(qū)動教學法在中職專業(yè)課程中的應(yīng)用[J].科學時代，2014（8）.

（作者單位：北京市工貿(mào)技師學院）