章永曙

[摘 要] 中職單片機(jī)課程因?yàn)槔碚撋?、?nèi)容抽象、綜合性強(qiáng)，而學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)又比較差，導(dǎo)致學(xué)生認(rèn)為單片機(jī)課程 “難學(xué)”。因此，教學(xué)中要針對造成學(xué)習(xí)困難的主要原因采取相應(yīng)的措施，促進(jìn)學(xué)生對單片機(jī)知識(shí)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐。

[關(guān) 鍵 詞] 中職；單片機(jī)；學(xué)習(xí)困難；應(yīng)對措施

[中圖分類號(hào)] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2018）29-0082-02

單片機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛，生產(chǎn)生活中的很多設(shè)備，如智能儀表、家用智能化電子產(chǎn)品、自動(dòng)化控制系統(tǒng)等都用到了單片機(jī)技術(shù)。為了向企業(yè)提供他們所需的應(yīng)用型人才，中職學(xué)校的電子電氣類專業(yè)幾乎都把單片機(jī)課程作為一門重要的核心課程，但這門學(xué)科的教學(xué)效果卻不是很好，多數(shù)學(xué)生對單片機(jī)課程的感覺是“難學(xué)”“抽象”，導(dǎo)致很多學(xué)生對單片機(jī)的學(xué)習(xí)難以持續(xù)。作為工作在一線的教師，在此根據(jù)教學(xué)中的體會(huì)談?wù)動(dòng)嘘P(guān)原因以及應(yīng)對措施。

一、造成單片機(jī)課程學(xué)習(xí)困難的主要原因

（一）學(xué)生的綜合素質(zhì)差致使編程錯(cuò)誤率高

如今，中職系列單片機(jī)教材的編程語言基本采用C語言，盡管它比匯編語言好學(xué)得多，但學(xué)生普遍還是感覺單片機(jī)編程入門難。首先，C語言編寫規(guī)范是比較嚴(yán)格的，程序中只要有一個(gè)字母（包括字母的大小寫）或符號(hào)出錯(cuò)，就無法編譯成功，或在編譯成功后運(yùn)行目標(biāo)程序時(shí)得不到所要的結(jié)果。由于生源質(zhì)量的原因，部分中職生英語學(xué)習(xí)能力極差，C語言中的關(guān)鍵字有幾十個(gè)，都是英語單詞，教材中的變量一般也是用英語單詞定義的，這些對英語學(xué)困生來講是一個(gè)大問題，他們常常無法記住這些關(guān)鍵字或變量單詞，再加上中職學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度往往不夠嚴(yán)謹(jǐn)，粗心大意，編寫程序時(shí)，關(guān)鍵字、變量名或其他符號(hào)經(jīng)常寫錯(cuò)或漏寫，致使程序無法成功編譯。再者用keil編譯程序時(shí)，如果源程序有錯(cuò)，消息框中的提示信息并不直接或準(zhǔn)確，如編譯時(shí)提示“syntax error neardelay”，僅告訴我們“delay”前面的語句有錯(cuò)，具體哪里錯(cuò)、怎么錯(cuò)卻不知道，學(xué)生查錯(cuò)能力不高，一旦出錯(cuò)，要篩查很久，甚至無法查出。經(jīng)過幾次漫長地尋找程序錯(cuò)誤之后，學(xué)生原有的一點(diǎn)熱情和耐心消磨殆盡。

（二）單片機(jī)知識(shí)難度大使學(xué)生學(xué)習(xí)受到嚴(yán)重的挫折

單片機(jī)課程涉及知識(shí)面廣，既和硬件有關(guān)，又和軟件有關(guān)，關(guān)系最緊密的是電子技術(shù)基礎(chǔ)（含數(shù)電、模電）、匯編語言或C語言程序設(shè)計(jì)、通訊技術(shù)等，這其中的每一門課對中職學(xué)生來說都不容易學(xué)習(xí)，更何況是它們的綜合體。單片機(jī)的編程是依存于硬件的，電路不同，程序也就有所不同。例如，共陰數(shù)碼管和共陽數(shù)碼管的編碼不同，不同類型的鎖存器觸發(fā)代碼也不同，所以單片機(jī)編程要熟悉電路結(jié)構(gòu)，要知道不同的元器件或不同的連接對程序編寫的影響。單片機(jī)的有些概念是很抽象的，如中斷概念等，有些子程序，如矩陣鍵盤反轉(zhuǎn)法檢測程序、DS18B20的讀寫程序等，這些源程序行數(shù)多，理論深，學(xué)生很難理解。學(xué)生缺少編程基礎(chǔ)，他們的邏輯思維又不太好，所設(shè)計(jì)的程序思路混亂，經(jīng)常無法調(diào)試成功。上述情況都是讓學(xué)生感到單片機(jī)知識(shí)難學(xué)，產(chǎn)生嚴(yán)重的挫折感的常見原因。

（三）傳統(tǒng)教學(xué)方式教學(xué)效果差

很多學(xué)校的單片機(jī)理論課和實(shí)踐課是分開的，理論部分教學(xué)時(shí)教師根據(jù)教材按部就班，注意教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性、教學(xué)內(nèi)容的前后邏輯關(guān)系，講解一般比較深入、細(xì)致，但因?yàn)榻虒W(xué)內(nèi)容難度大，又不能及時(shí)得到驗(yàn)證，中職學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和理解能力又比較差，對這些抽象的知識(shí)無法理解，同時(shí)中職學(xué)生保持注意力的時(shí)間比較短，一堂課結(jié)束后學(xué)到的教學(xué)內(nèi)容不多，這樣“枯燥無味”的課，也撲滅了學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)的興趣。實(shí)踐時(shí)學(xué)生對程序的不理解而生搬硬套，沒有個(gè)人的思想注入，即使驗(yàn)證成功也毫無成功的喜悅感。這樣的驗(yàn)證課，束縛了學(xué)生的思想，對單片機(jī)知識(shí)的應(yīng)用能力幾乎沒有提升，也培養(yǎng)不了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

（四）實(shí)訓(xùn)設(shè)施不足，以至于實(shí)踐機(jī)會(huì)少

單片機(jī)程序設(shè)計(jì)方法要勤學(xué)苦練，需要在實(shí)踐中感悟才能掌握相關(guān)知識(shí)，而不是幾個(gè)人商量出一段程序輸入電腦調(diào)試一下就可以了，且編程時(shí)每個(gè)人思維是不同的，解決問題的方法也是不同的，所以要讓學(xué)生充分實(shí)踐，要讓每個(gè)學(xué)生的設(shè)計(jì)思想都能得到展現(xiàn)，學(xué)生的編程能力才能得到提高。目前很多學(xué)校電腦和單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱數(shù)量有限，四五個(gè)學(xué)生共用一臺(tái)電腦和一套單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱或開發(fā)板，小組中學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生很快就把程序編好，而學(xué)習(xí)能力弱的和主動(dòng)性差的學(xué)生基本沒有進(jìn)行實(shí)活動(dòng)。

二、對學(xué)生學(xué)習(xí)困難的應(yīng)對策略

（一）降低教學(xué)難度，提升學(xué)生的自信心

傳統(tǒng)的單片機(jī)教材結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，知識(shí)量大，比較抽象，因此不適合學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力較差的中職學(xué)生學(xué)習(xí)，中職單片機(jī)教學(xué)內(nèi)容應(yīng)以打好基礎(chǔ)，提高能力為出發(fā)點(diǎn)，不要求系統(tǒng)地、全面地學(xué)習(xí)單片機(jī)知識(shí)，只要求開發(fā)較小的與實(shí)際聯(lián)系較緊密的應(yīng)用性程序，如流水燈、搶答器、電子秒表、智能尋跡小車等，學(xué)生從中學(xué)會(huì)單片機(jī)開發(fā)的基本方法，同時(shí)這些與實(shí)際應(yīng)用有關(guān)，能激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。這門課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)也應(yīng)有較大的調(diào)整，如將原目標(biāo)“掌握單片機(jī)的構(gòu)造”改為“了解單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)”，有些子程序，如DS18B20的讀寫程序，很難理解，但這些子程序又相對固定，讓學(xué)生有所了解后，可由教師提供，學(xué)生不必掌握或理解其原理，會(huì)應(yīng)用即可。匯編語言盡管有它的優(yōu)點(diǎn)，但難學(xué)難懂，對單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)要比較熟悉，不適合中職學(xué)生，而C語言接近自然語言，相對容易理解，并且它可以不考慮單片機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、特殊功能寄存器及它們是否正確使用等，這就降低了學(xué)習(xí)難度，所以用C語言編程可讓學(xué)生更容易完成任務(wù)，從而獲得自信心，也讓學(xué)生愿學(xué)、樂學(xué)。C語言程序中的關(guān)鍵字?jǐn)?shù)量不多，對有關(guān)單詞強(qiáng)化訓(xùn)練即可，函數(shù)名、變量名可用漢語拼音命名，減少英語單詞的使用量，也有助于學(xué)生看懂程序。

（二）利用現(xiàn)代教育技術(shù)，為學(xué)生解疑答惑

學(xué)生放棄學(xué)習(xí)的一大原因是遇到疑難問題無法及時(shí)解決。單片機(jī)課程的難度使學(xué)生學(xué)習(xí)過程會(huì)有不少的疑難問題，此時(shí)充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)，將keil等軟件操作過程、注意事項(xiàng)、相關(guān)硬件知識(shí)、關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)等制成微課，發(fā)布在班級微信群、QQ群和校園網(wǎng)，學(xué)生隨時(shí)隨地都可以學(xué)習(xí)，因而更容易掌握相關(guān)知識(shí)。至于程序如何設(shè)計(jì)、程序有錯(cuò)無法查出問題在哪，可將單片機(jī)實(shí)訓(xùn)室中的電腦聯(lián)網(wǎng)，通過電子教室等軟件互動(dòng)教學(xué)，當(dāng)有疑難問題或出現(xiàn)編譯錯(cuò)誤時(shí)自己又無法解決時(shí)，利用微信、QQ的學(xué)習(xí)群發(fā)信息求助信息，老師現(xiàn)場指導(dǎo)或班級編程高手立即幫助查找原因，通過網(wǎng)絡(luò)糾正其錯(cuò)誤，這種方法即時(shí)、高效，減少了部分學(xué)習(xí)能力弱的學(xué)生的挫敗感，同時(shí)也提高了優(yōu)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。

（三）理實(shí)一體，提高學(xué)生的實(shí)踐能力

傳統(tǒng)的單片機(jī)課程的理論教學(xué)和實(shí)踐訓(xùn)練是分開進(jìn)行的，這導(dǎo)致學(xué)生的理論知識(shí)得不到及時(shí)的實(shí)踐，影響了學(xué)生對所學(xué)知識(shí)的理解和鞏固，所以單片機(jī)教學(xué)最好采用理實(shí)一體化教學(xué)，“教”“學(xué)”“做”在一堂課中交替進(jìn)行，教師適時(shí)指導(dǎo)，學(xué)生“做”前自主學(xué)習(xí)，“做”中有新的認(rèn)識(shí)和新的感悟，這些都能促進(jìn)學(xué)生對單片機(jī)知識(shí)的理解和對編程技巧、實(shí)踐技能的掌握，同時(shí)理論和實(shí)踐的融合也讓學(xué)生將數(shù)電、模電、C程序、通信技術(shù)等知識(shí)融會(huì)貫通，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效果，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)動(dòng)力。

理實(shí)一體教學(xué)內(nèi)容要適合學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，將教學(xué)內(nèi)容分為基礎(chǔ)項(xiàng)目和綜合項(xiàng)目?；A(chǔ)項(xiàng)目重在讓學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)常見電路的原理、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)、程序的設(shè)計(jì)思想，教師提供的案例讓學(xué)生驗(yàn)證，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)一步自由拓展。基礎(chǔ)項(xiàng)目可在實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行或用Proteus仿真，多訓(xùn)練一些簡單的應(yīng)用程序，引導(dǎo)學(xué)生熟悉keil軟件的使用，掌握程序的設(shè)計(jì)方法，掌握常見錯(cuò)誤的提示信息及排除方法，要求每個(gè)學(xué)生都要完成，重在打好基礎(chǔ)。綜合項(xiàng)目則要求根據(jù)產(chǎn)品開發(fā)的流程進(jìn)行，確定項(xiàng)目和方案、電路設(shè)計(jì)、電路制作、程序編寫與仿真、程序?qū)懭肱c調(diào)試等。由于綜合項(xiàng)目任務(wù)量較大，可采用分組實(shí)施，重在培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，包括自主學(xué)習(xí)能力、相互協(xié)作能力、創(chuàng)新能力、歸納總結(jié)能力等，使學(xué)生可以更好地適應(yīng)以后的工作。

（四）完善實(shí)訓(xùn)設(shè)施，增加學(xué)生的參與度

單片機(jī)是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，教學(xué)時(shí)應(yīng)圍繞相關(guān)應(yīng)用展開。基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)時(shí)，不僅讓學(xué)生輸入程序進(jìn)行驗(yàn)證，而且要求學(xué)生能理解和掌握單片機(jī)的有關(guān)知識(shí)，能自行設(shè)計(jì)一些簡單的應(yīng)用程序，會(huì)調(diào)試自己開發(fā)的程序，這就要求每個(gè)學(xué)生都要得到充分的訓(xùn)練，因此實(shí)訓(xùn)室中需要足夠的電腦，使每個(gè)學(xué)生每人一臺(tái)，并安裝keil、Proteus等軟件。單片機(jī)電路可以選擇實(shí)驗(yàn)箱電路、Proteus仿真，或自制單片機(jī)電路板，單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱電路搭接快，能直觀顯示運(yùn)行結(jié)果，效果較好，但電路元件類型和連接方式相對固定，靈活性較差，無法按自己的喜好擺放元件位置，多用于學(xué)習(xí)基本程序；Proteus搭建電路快，現(xiàn)象直觀，但它的真實(shí)感差些，教學(xué)時(shí)也很常用；自制電路所需時(shí)間比較長，需要有較強(qiáng)的電路設(shè)計(jì)和制作能力，但學(xué)生不僅可以從中掌握單片機(jī)的理論知識(shí)，還能學(xué)會(huì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)流程，能夠培養(yǎng)電路設(shè)計(jì)能力，提高實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力等，是提高學(xué)生綜合能力的良好方法，所以還可在實(shí)訓(xùn)室中設(shè)置電子產(chǎn)品裝配區(qū)域，或利用電子工藝實(shí)訓(xùn)室，讓學(xué)生能制作單片機(jī)電路。這三者各有優(yōu)缺點(diǎn)，實(shí)際教學(xué)中可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生實(shí)際情況選擇合適的方法，讓學(xué)生能夠有效地學(xué)習(xí)單片機(jī)知識(shí)。

三、結(jié)語

雖然單片機(jī)課程的學(xué)習(xí)難度大，但我們只要針對造成學(xué)生學(xué)習(xí)困境的原因，為學(xué)生提供良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，改進(jìn)教學(xué)方法，讓學(xué)生體驗(yàn)單片機(jī)項(xiàng)目開發(fā)的成功和喜悅，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，就能為社會(huì)培養(yǎng)出合格的應(yīng)用型人才。

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