張俊
摘 要:當前,職業(yè)教育成為國家實現制造強國戰(zhàn)略的重要一環(huán),職業(yè)院校學生展現出動手能力強的特點,但是對理論知識的學習興趣不高。為此,很多人認為職業(yè)院校的學生只能“做”而無法“想”和“創(chuàng)”。然而,只要我們注意身邊的點點滴滴,將生活資源變?yōu)樾滦驼n題并引入課堂教學,認真篩選素材,一樣能夠為職業(yè)院校的學生構建創(chuàng)新性學習的平臺,從而提高他們的學習興趣和創(chuàng)新興趣。本文根據單片機技術中一個教學實例,論述了如何從生活中選取課題資源,進而使課題在課堂中得到升華。
關鍵詞:生活資源 新型課題 單片機技術
職業(yè)院校的學生受各方面因素的影響,呈現出喜“動”不喜“靜”,好“動手”不好學“理論”的特點。然而,我們不能根據這些特點就認為他們無法安下心來做學問。其實,只要我們善于觀察、勤于思考,認真分析學生的興趣愛好,在生活中尋找切入點,將枯燥的理論知識融入到他們感興趣的教學環(huán)境中,就可以做到以任務為引領,以能力為導向,將職業(yè)院校的學生培養(yǎng)成高素質、高技能人才。
一、如何從生活中選取課題資源
1.觀察生活,善于發(fā)現
從生活中選材指的是在日常生活中發(fā)現亮點,尋找可以轉化為教學課題的資源,將其進行典型工作任務的轉化,并應用到課堂教學中。
尋找課題需要我們仔細觀察生活,善于發(fā)現身邊的有用信息。以單片機應用技術為例,當學生學習了單片機最小系統(tǒng)后,我們可以讓學生運用發(fā)光二極管,設計各式各樣的花樣廣告燈;流感流行時,學生需要測量體溫,我們可以指導學生運用DS18B20溫度傳感器和數碼管設計單片機簡易溫度測量裝置;光伏太陽能等新能源技術在本地區(qū)得到大規(guī)模發(fā)展,我們可以指導學生進行太陽能新能源電子產品的制作等。
這些素材都來自于我們的生活,我們搜集到它們,加以整理,就可以將其作為我們課題的素材。例如,太陽能手機充電器的例子,就使學生在生活中對太陽能這種新能源產生了興趣,于是想到怎樣利用已學的知識制作一個作品來解決身邊的實際問題。
2.認真篩選,體現實用
當我們搜集到這些信息后,要認真篩選,選取適合學生訓練研究的課題。這些課題必須具備以下幾個特點。
(1)難度適中,適合學生。課題必須難度適中,使學生能夠在現有水平的基礎上,通過查閱資料、請教師長能夠基本完成課題,這樣學生會產生學習的成就感,也便于激發(fā)他們繼續(xù)學習的興趣。
隨著學習的深入,我們也可以逐步增加課題的難度,使學生得到良性循環(huán)發(fā)展。例如,太陽能手機充電器這個課題,難度中等,基本滿足讓學生在現有知識的基礎上略加深入,就能摸到門徑,有助于學生主動進行學習與研究。
(2)貼近生活、實用性強。我們的課題來源于生活,更要具備較強的實用性,這樣更有利于激發(fā)學生的研究興趣。很多課題完成后都可以方便我們的生活,這使學生感受到了運用所學知識解決身邊實際問題的快樂。例如,我們所做的電子體溫計、太陽能充電器、多功能定時插座等作品都具備很強的實用價值。
學生只有對生活敏感、學會感知生活,才能夠舒心地學習、探索未知世界,這也正是我們要從生活中選取課題的原因。例如,我們指導學生制作的太陽能手機充電器,該課題緊貼生活,不僅涉及目前流行的光伏太陽能技術,而且作品做出后具備較強的實用價值,學生用自己制作的手機充電器對自己的手機進行充電,心中格外興奮。
(3)內容綜合,緊扣教學。以單片機應用技術為例,我們選取的課題基本包括了單片機應用技術的基本內容,其中以顯示、傳感、按鍵等基本模塊為主,為的是提高學生的感性認識。例如,我們所選擇的太陽能手機充電器這個課題,其中包括了DS18B20傳感檢測、LCD1602液晶顯示、繼電器和蜂鳴器的應用、鍵盤的應用,計數與中斷的應用等。這些課題綜合性強,緊扣教學大綱,也為學生創(chuàng)造了一個展示自己個性與進行學習研究的平臺。
二、新型課題與傳統(tǒng)課題的對比
新型課題與傳統(tǒng)課題進行比較,其優(yōu)點是明顯的。第一,新型課題貼近生活,更利于激發(fā)學生的學習興趣,因為學生對完成課題充滿期待,會更加努力、認真地去完成課題。傳統(tǒng)課題由于偏重于理論,會使學生感覺枯燥無味,無法激發(fā)其學習熱情。
第二,新型課題屬于一種研究性課題。其目的不是單純地讓學生去做,而是給學生一個創(chuàng)新的學習平臺。學生依據項目任務要求,從構思開始,經過設計與論證,多角度地思考問題,最終完成項目的整體構架,在整個過程中都處處體現學生的主體作用。在這個過程中,學生充分發(fā)揮了自己的創(chuàng)造能力、展現了自己鮮明的個性,學生是整個項目執(zhí)行的主體,把自己掌握的理論知識應用到了解決實際問題的過程中。
第三,進行新型課題的訓練也能夠激發(fā)教師的靈感。由于這些課題都是貼近生活中遇到的實際問題,因此,教師通過觀察學生的研究設計過程,很容易有所感悟,從而萌發(fā)靈感,對其中某些項目進行深入研究與開發(fā)。例如,我們已對太陽能手機充電器、多功能定時插座等課題進行深入研究,力求將其做成成熟的項目產品。
綜上所述,進行新型課題的訓練使教師和學生教學相長,可以促進雙方能力的提高。
三、實例演示
本節(jié)以筆者所在系教師自行指導學生設計的單片機應用技術課題:CM12232液晶顯示溫度計為例,進行說明。
設計背景:溫度的檢驗測定及調節(jié)在日常生活及工農業(yè)出產中時常要用到。熱電偶和熱電阻是傳統(tǒng)的測溫元件。而熱電偶和熱電阻需要較多的外部硬件支撐,從而將測出的電壓量轉換成對應的溫度,這個過程需要龐大的硬件電路設計、軟件調試工作。
基于單片機控制的液晶顯示溫度計采用一種智能溫度傳感器DS18B20作為檢驗測定元件,它是由DALLAS半導體公司推出的,最大分辨率為0.0625℃,溫度規(guī)模為-55~125℃。
DS18B20的優(yōu)點在于可以直接讀出被測溫度值,并且與單片機采用三線制連接,這樣可以減少硬件電路的設計,達到了降低設計成本的目的。
具體設計如下。
1.方案選擇
本任務是利用單片機控制系統(tǒng)設計制作的一個液晶顯示溫度計,AT89S52單片機是該系統(tǒng)的主控元件,溫度傳感器采用DS18B20,溫度顯示由CM12232液晶顯示模塊完成,這樣設計既便捷又直觀。通過該設計,重點培養(yǎng)學生對DS18B20溫度傳感器和液晶顯示模塊的使用,以及對單片機最小控制系統(tǒng)的認知。提高學生對單片機的學習興趣,使學生在生活中感受學習知識的樂趣。其原理框圖如下圖所示。
2.硬件選擇與設計
(1)主控電路。本電路主控單片機的型號是AT89S52。工作電壓為直流+5V。C1、C2和CY構成6MHz時鐘電路,為單片機的工作提供時鐘。R2、C3、S組成單片機按鍵復位電路,實現系統(tǒng)的復位與清零。
(2)DS18B20溫度傳感器。DS18B20智能型數字溫度傳感器是本系統(tǒng)的溫度信號采集裝置。
DS18B20溫度傳感器具有獨特的一線接口,它的通信只需要一條進口線。DS18B20溫度傳感器的用途十分廣泛,包括空調環(huán)境控制,感測建筑物內溫設備或機器,并可進行過程監(jiān)測和控制。它的工作電壓范圍可以達到3.0V至5.5V??梢詼y量-55℃至+125℃之間的溫度。
(3)CM12232液晶顯示。目前,一般液晶顯示器利用液晶的物理特性是通過外加電壓對顯示區(qū)域進行控制。被廣泛用于便攜式電腦、數字攝像機、移動通信工具等領域。它可以顯示字符或圖形,具備適用于大規(guī)模集成電路直接驅動、易于實現全彩色顯示的特點。本設計采用CM12232點陣液晶屏進行顯示,它具備了讀數直觀和使用方便的特點,顯示精度為0.1℃。
(4)電源模塊。三端集成穩(wěn)壓器7805作為本電路的直流穩(wěn)壓電源,A、B兩個端子可以輸出5V直流電壓。
四、參考程序
本設計采用C語言對單片機進行編程,程序省略。
五、安裝與調試
本設計制作較為簡單,根據原理圖進行安裝、焊接與調試。在調試過程中需要注意RP1電位器的選擇及調試,若選擇的阻值過大則可能導致液晶顯示器無法正常工作。
六、小結
通過以學生身邊的生活資源作為案例的學習過程,學生作為學習的主體全身心地投入到學習中去,激發(fā)了學生巨大的學習潛力,并且其不再討厭理論知識,在項目學習過程中明白了理論學習指導實踐操作的重要意義,取得了良好的教學效果。
我們應當努力為職業(yè)院校學生搭建良好的學習研究平臺,使他們能夠在學習的天空任意翱翔,促使他們通過不懈的努力與奮斗,擁有美好的未來。
(作者單位:無錫技師學院)