主頁 > 技術(shù)文章 > 論單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程改革 2024-10-12

論單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程改革

【摘要】《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》課程教學(xué)根據(jù)崗位任職的需要，從典型工作崗位中分出典型工作任務(wù)，采用項(xiàng)目式教學(xué)。從課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)、教學(xué)方法與手段、考核方式等幾個(gè)方面進(jìn)行改革，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作解決實(shí)際問題的能力。
        《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》作為一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程在電子類專業(yè)中廣泛開設(shè)。這門極其具有實(shí)用性和抽象性的課程若采用傳統(tǒng)的模式開展教學(xué)，多數(shù)學(xué)生聽完該課程后只會(huì)對(duì)單片機(jī)有一個(gè)粗淺的認(rèn)識(shí)，離真正應(yīng)用有很大的差距。如何在傳統(tǒng)教學(xué)模式的基礎(chǔ)上進(jìn)行改革，讓他們真正掌握單片機(jī)的使用方法，這些問題成為教師們?cè)诮虒W(xué)中關(guān)注的焦點(diǎn)。本文結(jié)合筆者多年的教學(xué)實(shí)踐，探討單片機(jī)的教學(xué)改革。
一、教學(xué)內(nèi)容的改革：
        《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》課程主要內(nèi)容有存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口、中斷系統(tǒng)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行口等資源及外圍接口器件的運(yùn)用。傳統(tǒng)的教學(xué)是以教材內(nèi)容的編排、知識(shí)點(diǎn)的邏輯關(guān)系來進(jìn)行講解，而我們則根據(jù)崗位任職的需要，從典型工作崗位中分出典型工作任務(wù)，培養(yǎng)相應(yīng)專業(yè)技術(shù)能力，學(xué)習(xí)相應(yīng)專業(yè)知識(shí)模塊，從而最終確定符合課程內(nèi)容的遞進(jìn)式教學(xué)項(xiàng)目，使教學(xué)內(nèi)容以項(xiàng)目設(shè)計(jì)為主線，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中始終參與產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和開發(fā)。
        教學(xué)項(xiàng)目有單片機(jī)最小系統(tǒng)、流水燈系統(tǒng)、數(shù)顯搶答器、數(shù)字電子鐘、密碼鍵盤、LED 大屏幕漢字顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作。這些項(xiàng)目由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由基礎(chǔ)到綜合，每個(gè)學(xué)習(xí)情景都是以完整的單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品的開發(fā)過程實(shí)施教學(xué)，通過該過程的實(shí)施，訓(xùn)練學(xué)生的職業(yè)能力，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)。
二、教學(xué)方法的改革：
        我們的教學(xué)是基于單片機(jī)產(chǎn)品開發(fā)典型工作過程來實(shí)施的，每個(gè)實(shí)施階段都有不同的教學(xué)方法。下面具體介紹幾種：
        1．項(xiàng)目教學(xué)法
        教師把一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的項(xiàng)目，交由學(xué)生自己處理。學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，完成信息收集、方案設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施及最終評(píng)價(jià)等所有行動(dòng)過程。這個(gè)方法能夠大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。如項(xiàng)目“數(shù)顯搶答器的設(shè)計(jì)”實(shí)施過程：教師提供產(chǎn)品的樣件、原理圖、編程軟件，要求學(xué)生完成由硬件電路進(jìn)行軟件編程。學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)要求，每組選擇并確定設(shè)計(jì)方案，每組選派一位成員闡述設(shè)計(jì)方案。老師指導(dǎo)確定最終設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)電路。然后
從仿真階段和制作作品兩個(gè)階段進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)施。在整個(gè)實(shí)施過程中，學(xué)習(xí)編程軟件的使用，完成電路的分析，軟件編程以及軟件的聯(lián)合調(diào)試，并分析解決其中碰到的問題。記錄整體工作的完成情況。項(xiàng)目做完后學(xué)生填寫項(xiàng)目評(píng)價(jià)表、教師填寫項(xiàng)目評(píng)價(jià)表、學(xué)生填寫任課老師評(píng)價(jià)表、撰寫數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)說明書。這些表格，一方面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況、知識(shí)儲(chǔ)備情況等；另一方面可以反映學(xué)生的總體水平是否達(dá)標(biāo)，項(xiàng)目設(shè)置難度是否適中。同時(shí)還可體現(xiàn)任課老師的責(zé)任心、組織能力等等。通過表格內(nèi)容，老師可以及時(shí)調(diào)整項(xiàng)目要求和考核方式，及時(shí)提供相關(guān)學(xué)習(xí)資料。對(duì)于學(xué)生意見比較集中的問題，通過交流，老師可以調(diào)整他的教學(xué)方式，改進(jìn)其工作作風(fēng)，盡可能滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。最后分兩步進(jìn)行評(píng)估：一是小組討論，自我評(píng)述完成情況及發(fā)生的問題，小組共同給出提升方案和效率的建議；二是老師對(duì)方案評(píng)價(jià)說明。并根據(jù)實(shí)施過程給出過程考核成績(jī)，最后根據(jù)作品制作和答辯情況給出總成績(jī)。
通過精心選擇的案例實(shí)施教學(xué)，不但能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，而且能緊密聯(lián)系實(shí)際、引發(fā)學(xué)生思考，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，同時(shí)練習(xí)將解決問題的思路和整個(gè)決策過程用語言進(jìn)行完整地、清晰地表述的能力、與人協(xié)作能力等社會(huì)能力。
        2．角色扮演法
        工作過程中的檢查和評(píng)價(jià)工作，組織教學(xué)時(shí)，老師扮演客戶代表，學(xué)生以三人小組的形式分成若干組。小組成員作為開發(fā)團(tuán)隊(duì)，分別扮演技術(shù)支持工作人員和項(xiàng)目開發(fā)人員，進(jìn)行工作成果交接和反饋表演。不同項(xiàng)目實(shí)施時(shí)，角色相應(yīng)轉(zhuǎn)換。確保每個(gè)人都參與了單片機(jī)硬件設(shè)計(jì)、編程、產(chǎn)品測(cè)試模擬崗位的工作。模擬真實(shí)工作過程，扮演相關(guān)角色，讓學(xué)生切實(shí)感受工作人員的角色職責(zé)和心理狀態(tài)，加深對(duì)工作角色的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而完善自己。
        3．小組討論法
        在工作過程中的決策和計(jì)劃階段，小組成員要討論任務(wù)實(shí)施方案，并比較總結(jié)確定具體實(shí)施方案。小組討論進(jìn)行技術(shù)交流，鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，在討論中總結(jié)歸納出最佳問題解決方案。通過討論，了解不同的解決方案，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神，提高工作效率和任務(wù)完成質(zhì)量。
三、教學(xué)手段的改革：
        最初在進(jìn)行單片機(jī)教學(xué)時(shí)，采用實(shí)驗(yàn)箱教學(xué)，學(xué)生只需要連接幾根線，編幾行程序，會(huì)看實(shí)驗(yàn)結(jié)果。現(xiàn)在我們提供開放的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)環(huán)境，真正讓學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力在實(shí)驗(yàn)室中得到充分的鍛煉和提高。我們成立了單片機(jī)智能開發(fā)部，實(shí)驗(yàn)室配備學(xué)生創(chuàng)新所必需的工具和儀器，比如：制作電路板用的雕刻機(jī)或熱轉(zhuǎn)印機(jī)，打孔用的電鉆，焊接用的烙鐵，還有仿真器、編程器、示波器、萬用表、信號(hào)發(fā)生器等。能夠提供學(xué)生設(shè)計(jì)所需要的常用芯片和元器件。
        除了有這些現(xiàn)代教育技術(shù)、多媒體設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)環(huán)境為教學(xué)環(huán)境提供物質(zhì)保障。還有虛擬手段的運(yùn)用，實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)裝有各種單片機(jī)開發(fā)仿真軟件。利用Keil－C、Proteus等仿真軟件在沒有硬件實(shí)施的情況下進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)和設(shè)計(jì)。
        正是有了這些教學(xué)手段和教學(xué)條件，學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)室從電路原理圖的設(shè)計(jì)，到簡(jiǎn)易電路板的制作；從流程圖的分析，到單片機(jī)程序的編寫；從最初的設(shè)計(jì)構(gòu)想，到最終功能的實(shí)現(xiàn)。學(xué)生可以真正體驗(yàn)單片機(jī)開發(fā)的全過程，充分地保障了學(xué)生的創(chuàng)新能力。
四、課程考核：
        《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》是一門面向工程的實(shí)際應(yīng)用專業(yè)課程，著力培養(yǎng)學(xué)生單片機(jī)硬件電路、控制程序設(shè)計(jì)與調(diào)試能力以及職業(yè)素養(yǎng)。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生的成績(jī)與能力掛鉤，考試與實(shí)際的應(yīng)用開發(fā)相結(jié)合，設(shè)計(jì)考核方案：理論考核30%，平時(shí)成績(jī)10%，項(xiàng)目實(shí)施60%。
        通過《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》的教學(xué)改革，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，通過對(duì)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和制作，使學(xué)生熟悉了單片機(jī)開發(fā)的過程。既使學(xué)生掌握了技能，又培養(yǎng)了他們分析和解決問題的能力。開拓了學(xué)生的思路，培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新能力，從而真正實(shí)現(xiàn)了高職教育的目的。

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