余彥瓊 李玉丹 劉萌萌

（鄭州理工職業(yè)學院，河南 鄭州 451150）

隨著科學技術的日新月異、工業(yè)領域自動化的發(fā)展，人們?yōu)樽非蟾玫纳钇焚|(zhì)，隨之而來的家用電器、醫(yī)療條件、儀器儀表、通信等領域不斷向智能化方向發(fā)展。同時物美價廉的單片機也朝更低功耗、更快速的方向進步，在現(xiàn)代科學技術的各個領域應用越來越廣泛。

近年來舉辦的“高職技能電子產(chǎn)品設計與制作”競賽，以單片機知識為基礎檢驗參賽選手的電子產(chǎn)品電路設計能力、編程能力、工藝能力、現(xiàn)場問題的分析與處理、團隊協(xié)作和創(chuàng)新能力等職業(yè)素質(zhì)，用以引導高職院校關注電子行業(yè)新技術的發(fā)展趨勢與技術應用方向。與高職院校更加強調(diào)培養(yǎng)出實踐性、創(chuàng)新性、具有綜合職業(yè)能力的技術型人才相吻合。為此，提高該課程的課程質(zhì)量、教學效果意義重大。

一、當前單片機教學中存在的問題

《單片機原理與應用》是一門應用性較強的“硬件+軟件”的核心專業(yè)課程，以培養(yǎng)面向智能電子、通信電子、機電自動化等產(chǎn)品的生產(chǎn)與開發(fā)等相關崗位為目標，圍繞“職業(yè)素質(zhì)優(yōu)先、動手能力優(yōu)先、注重實踐和創(chuàng)新意識培養(yǎng)”的思想，著眼于培養(yǎng)基于單片機的智能產(chǎn)品設計、分析、調(diào)試、制作與維護能力的實踐型人才。當前多數(shù)高職院校已將課程帶入實驗室，采取模塊化、任務化的模式完成教學。但往往都以驗證性實驗為基礎，在此基礎上雖取得一定效果，還存在著諸多的問題：

（一）教學內(nèi)容由多個獨立的任務模塊組成，每個模塊既相對獨立、又保持著密切的聯(lián)系，學生很難將前后模塊知識建立邏輯聯(lián)系，做到融會貫通、學以致用。如：已完成按鍵電路任務模塊、數(shù)碼管顯示任務模塊的學習，學生卻無法獨立完成按鍵控制數(shù)碼管顯示任務。

（二）采用的教學方法較為單一，無法充分調(diào)動學生的積極性。以“教師為中心”的教育理念便于知識傳授、教學組織和監(jiān)控，卻忽視了學生學習的主體作用，不利于充分挖掘學生的潛力和靈活運用知識的能力，致使學生僅會模仿教師完成實驗環(huán)節(jié)，缺乏自主思索與創(chuàng)新精神，知其然而不知其所以然。如：學生在實驗環(huán)節(jié)中生搬硬套完成任務，沒有領會單片機設計的要領、制作出完整創(chuàng)新性的電子產(chǎn)品，與高職院校應用性、實踐性、創(chuàng)新性人才培養(yǎng)模式相悖。

（三）現(xiàn)階段該課程的考核模式多為程序化，由于學生自身基礎薄弱、實訓考核前突擊記憶所學獨立模塊的內(nèi)容，雖然取得了一定的成績，但無法體現(xiàn)真實水平，更無法做到舉一反三，真正理解單片機的知識，無法獨立完成電路設計、程序編寫、制作電子產(chǎn)品。

二、教學模式的改革措施

為強調(diào)該課程的“實踐應用”環(huán)節(jié)，提高學生的系統(tǒng)分析問題、創(chuàng)新實踐、團隊合作能力，獨立設計與單片機相關產(chǎn)品、制作相應實物，鼓勵學生積極參加省、市級與單片機相關的技能大賽為目標，最終培養(yǎng)出職業(yè)性強、素質(zhì)更高的技能型應用人才。

（一）教學內(nèi)容

依據(jù)人才培養(yǎng)方案和課程標準，以技能競賽項目為驅動，重新整合講授內(nèi)容的順序，修訂新的教學大綱、授課計劃、實訓指導書、電子教案等。在教學過程中結合生產(chǎn)實際，建立以具體項目為教學主線，通過有趣的實例引出問題，帶著問題學習知識。

在教學過程中，將“基于單片機的全自動豆?jié){機設計”“基于單片機控制的智能風扇”“家居照明藍牙控制系統(tǒng)設計”創(chuàng)新型技能競賽項目作為教學案例開展教學［1］。如“基于單片機的全自動豆?jié){機設計”項目分為單片機最小系統(tǒng)、按鍵控制電路、測溫電路、顯示電路、加熱電路、電機電路、報警電路等模塊重新整合講授的順序。明確每個獨立任務模塊的知識點、技能目標，把模塊化分散的知識點通過合理的邏輯關系整合到一起，讓學生在實際系統(tǒng)與抽象的理論方法之間建立自然聯(lián)系，能系統(tǒng)地分析問題、解決實際問題。

選擇的競賽項目內(nèi)容編排，按層層推進，逐步深入，實現(xiàn)“由點到線、由線到面”的系統(tǒng)性技能訓練［2］。以豆?jié){機設計作為第一個學習項目，帶領學生掌握單片機結構、原理及應用，把教學知識點滲透到一個個生動的互動案例中，利用C語言編寫程序，利用實訓設備共同探索單片機硬件設計和程序編寫的能力。結合智能風扇和家居照明項目即復習鞏固已學的內(nèi)容，并延伸擴展新的獨立模塊知識，最終培養(yǎng)其綜合設計、制作實物的能力。豆?jié){機設計最終考核比重為40%，其中獨立模塊的考核占25%，綜合設計能力考核占15%；智能風扇為30%，其獨立模塊的考核占15%，綜合設計能力考核占15%；家居照明為30%，其獨立模塊考核占15%，綜合設計能力考核占15%。智能風扇和家居照明重點考核新擴展獨立模塊和綜合設計能力。

（二）從職業(yè)崗位的需求出發(fā)，采用C語言編程

傳統(tǒng)的單片機課程采用匯編語言進行教學，該指令語句需完整學習才能進行項目設計、程序編寫，且晦澀難懂，尤其是高職的學生不易理解，增加學習難度、無法靈活應用。而C語言具有可移植性、能結構化編程、簡單易學的特點，尤為重要的是在當前職業(yè)崗位中，單片機應用產(chǎn)品的開發(fā)基本上不采用匯編語言程序，以C語言為編程語言。本次課程探索以單片機實踐應用為主線，故把C語言的知識融合在項目中，以夠用為度，在技能訓練中讓學生逐漸掌握編程方法、易學易教、學以致用。

（三）改進教學方法與教學理念

1.建立實驗合作小組

在班級授課中，建立實驗合作小組模式，實行組長負責制。每班班長負責分成若干小組，每組4～5人。每組推選出理論水平、操作能力較強且有一定組織能力的學生擔任組長，起聯(lián)絡、監(jiān)督和指導作用。每組成員輪流為代表回答課堂中老師的問題，其表現(xiàn)作為合作小組每位成員的成績，以此勉勵全員參與到課堂、主動完成學習任務。培養(yǎng)互相包容、互幫互助、團結合作的精神，增強培養(yǎng)集體榮譽感。教師可從提問中及時了解其學習任務的掌握程度并查漏補缺、調(diào)整授課方法、授課進度。

2.以工作任務引導教與學

采用項目化的教學方式，將競賽項目分為多個獨立的模塊任務，以工作任務為導向，如驅動蜂鳴器發(fā)出報警聲的任務入手引出相關知識，讓學生自主探索蜂鳴器發(fā)聲原理，引出硬件設計與編程技巧并進行技能訓練，充分體現(xiàn)出做中學、學中練的教學思路。給學生更多的思考空間，讓學生在此任務的基礎上進行擴展完成蜂鳴器發(fā)出不同的聲音、提升難度實現(xiàn)按鍵控制蜂鳴器發(fā)出響聲，并鞏固了前面學習的內(nèi)容。培養(yǎng)學生獲取知識、運用知識、產(chǎn)生知識的能力，并為系部參加技能大賽奠定基礎。

3.建立新的教學理念

建立以“學生為主體，教師為主導”的教育理念。以學生為主體，意味著我們在教育的過程中把學生看成是有發(fā)展?jié)撃艿娜?，相信他們通過教育能夠成長起來；我們要了解每一個學生，針對每一個學生的個性因材施教；對待學生時要公平、公正，不能放棄任何一個學生，注重每一個學生的全面性發(fā)展。以教師作為主導，教師是教育的引導者、指導者，而不是中心者。這要求教師把課堂還給學生，通過在課堂上設置情景、創(chuàng)造氣氛，最大限度地發(fā)揮學生的主動性、積極性和創(chuàng)造性。

充分發(fā)揮教師在“教”活動中的主導作用，學生在“學”活動中的主體作用，將兩者有機結合起來，最大限度地發(fā)揮教師與學生的能動性、創(chuàng)造性。讓學生真正參與到課堂中，不再是被動接受知識，而是將課堂還給學生，教師帶領學生共同探索知識、發(fā)現(xiàn)知識，達到學生主動參與到課堂中，學生有所獲，教師有所成的班級氛圍。

4.課程網(wǎng)絡平臺建設

利用學院合作平臺“智慧樹”建立網(wǎng)絡班級、群聊，在網(wǎng)絡課堂學習資源中上傳該課程的學習軟件包、課件、PPT、視頻、學習網(wǎng)站教學資源，學生可以隨時查閱學習資源、自主完成課程學習。學生也可以在群里與老師、同學討論問題、及時解決疑惑。此舉即可以提高學生的學習興趣，也推動了學風建設。

（四）建立多元化的評價機制

采用多元化的教學評價機制，包括兩種評價方式：過程性評價和終結性評價。過程性評價貫穿于整個教學過程，即對每個評價對象個體的過去和現(xiàn)在進行比較，體現(xiàn)學生學習過程中個體的自我差異性，過程性評價占總成績的60%。終結性評價占總成績的40%，終結性評價在學期末考或課程結束考察學生本學科的理論、實踐技能的掌握情況以及單片機設計的綜合應用能力［3］。兩種評價機制的結合更能體現(xiàn)出全面、公正、客觀，能實時掌握教學活動中教與學的效果并及時調(diào)整教學方法、計劃。

三、教學活動設計

“六位數(shù)碼管顯示生日‘981225’”教學案例展示：

（一）課前推送

以單片機原理與應用課程為例，課前向學生推送“六位數(shù)碼管顯示生日‘981225’”的相關教學資源，列出任務知識目標：

1.認識LED數(shù)碼管的工作原理

2.數(shù)碼管字形編碼規(guī)則

3.多位動態(tài)數(shù)碼管的概念

4.二維數(shù)組定義、應用

利用學院合作的“智慧樹”網(wǎng)絡平臺建立網(wǎng)絡班級、群聊，搜集優(yōu)秀的“六位數(shù)碼管顯示生日‘981225’”的微視頻、PPT、課前作業(yè)上傳到學習資源中，以便學生隨時查閱、自主學習本節(jié)課程的理論知識和硬件設計方法。

（二）課中實施

根據(jù)課前學生任務知識目標的完成情況，檢查學生對數(shù)碼管顯示、數(shù)組語句的掌握情況?；趯W生反饋的知識難點、易錯點進行有針對地講授、解答學生的疑惑。對于易錯點、難點以小組合作為單位進行討論、完成實驗任務。練習結束后，派小組代表進行成果演示、分享學習心得，教師進行驗收總結、布置課后作業(yè)。

（三）課后鞏固

課后向學生推送“六個數(shù)碼管交替顯示自己的生日和學號”編程題等習題，學生自主完成習題、成果展示，有助于其知識點的鞏固，提高實踐動手能力。教師根據(jù)學生的反饋情況，調(diào)整下次課前推送資料及課堂教學方法，以優(yōu)化教師的教、強化提高學生學習的效果。

四、結束語

本課程結合高職院校及本院單片機課程的特點，培養(yǎng)職業(yè)技能型人才，參加省、市級技能競賽為出發(fā)點，提出以“技能競賽”為主的教學模式，以“學生為主體，教師為主導”的教育理念，重新整合教學內(nèi)容、建立實驗合作小組、以工作任務引導教與學的課程探索，采用過程性和終結性相結合的評價機制，凸顯學生的實踐操作能力，達到學以致用的教學效果。