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論單片機應用技術課程改革

【摘要】《單片機應用技術》課程教學根據崗位任職的需要，從典型工作崗位中分出典型工作任務，采用項目式教學。從課程教學內容的設計、教學方法與手段、考核方式等幾個方面進行改革，培養學生團隊合作解決實際問題的能力。
        《單片機應用技術》作為一門重要的技術基礎課程在電子類專業中廣泛開設。這門極其具有實用性和抽象性的課程若采用傳統的模式開展教學，多數學生聽完該課程后只會對單片機有一個粗淺的認識，離真正應用有很大的差距。如何在傳統教學模式的基礎上進行改革，讓他們真正掌握單片機的使用方法，這些問題成為教師們在教學中關注的焦點。本文結合筆者多年的教學實踐，探討單片機的教學改革。
一、教學內容的改革：
        《單片機應用技術》課程主要內容有存儲器、輸入/輸出接口、中斷系統、定時/計數器、串行口等資源及外圍接口器件的運用。傳統的教學是以教材內容的編排、知識點的邏輯關系來進行講解，而我們則根據崗位任職的需要，從典型工作崗位中分出典型工作任務，培養相應專業技術能力，學習相應專業知識模塊，從而最終確定符合課程內容的遞進式教學項目，使教學內容以項目設計為主線，讓學生在學習的過程中始終參與產品的設計和開發。
        教學項目有單片機最小系統、流水燈系統、數顯搶答器、數字電子鐘、密碼鍵盤、LED 大屏幕漢字顯示系統的設計與制作。這些項目由簡單到復雜、由基礎到綜合，每個學習情景都是以完整的單片機應用產品的開發過程實施教學，通過該過程的實施，訓練學生的職業能力，培養學生的職業素質。
二、教學方法的改革：
        我們的教學是基于單片機產品開發典型工作過程來實施的，每個實施階段都有不同的教學方法。下面具體介紹幾種：
        1．項目教學法
        教師把一個相對獨立的項目，交由學生自己處理。學生作為學習的主體，完成信息收集、方案設計、項目實施及最終評價等所有行動過程。這個方法能夠大大激發學生的學習積極性。如項目“數顯搶答器的設計”實施過程：教師提供產品的樣件、原理圖、編程軟件，要求學生完成由硬件電路進行軟件編程。學生根據設計要求，每組選擇并確定設計方案，每組選派一位成員闡述設計方案。老師指導確定最終設計方案和設計電路。然后
從仿真階段和制作作品兩個階段進行項目實施。在整個實施過程中，學習編程軟件的使用，完成電路的分析，軟件編程以及軟件的聯合調試，并分析解決其中碰到的問題。記錄整體工作的完成情況。項目做完后學生填寫項目評價表、教師填寫項目評價表、學生填寫任課老師評價表、撰寫數字鐘的設計說明書。這些表格，一方面反映學生的學習情況、知識儲備情況等；另一方面可以反映學生的總體水平是否達標，項目設置難度是否適中。同時還可體現任課老師的責任心、組織能力等等。通過表格內容，老師可以及時調整項目要求和考核方式，及時提供相關學習資料。對于學生意見比較集中的問題，通過交流，老師可以調整他的教學方式，改進其工作作風，盡可能滿足學生的學習需求。最后分兩步進行評估：一是小組討論，自我評述完成情況及發生的問題，小組共同給出提升方案和效率的建議；二是老師對方案評價說明。并根據實施過程給出過程考核成績，最后根據作品制作和答辯情況給出總成績。
通過精心選擇的案例實施教學，不但能調動學生學習的興趣，而且能緊密聯系實際、引發學生思考，提高學生分析問題、解決問題的能力，同時練習將解決問題的思路和整個決策過程用語言進行完整地、清晰地表述的能力、與人協作能力等社會能力。
        2．角色扮演法
        工作過程中的檢查和評價工作，組織教學時，老師扮演客戶代表，學生以三人小組的形式分成若干組。小組成員作為開發團隊，分別扮演技術支持工作人員和項目開發人員，進行工作成果交接和反饋表演。不同項目實施時，角色相應轉換。確保每個人都參與了單片機硬件設計、編程、產品測試模擬崗位的工作。模擬真實工作過程，扮演相關角色，讓學生切實感受工作人員的角色職責和心理狀態，加深對工作角色的認識，進而完善自己。
        3．小組討論法
        在工作過程中的決策和計劃階段，小組成員要討論任務實施方案，并比較總結確定具體實施方案。小組討論進行技術交流，鍛煉學生的表達能力，在討論中總結歸納出最佳問題解決方案。通過討論，了解不同的解決方案，培養團隊合作精神，提高工作效率和任務完成質量。
三、教學手段的改革：
        最初在進行單片機教學時，采用實驗箱教學，學生只需要連接幾根線，編幾行程序，會看實驗結果。現在我們提供開放的創新實驗環境，真正讓學生的動手能力和創新能力在實驗室中得到充分的鍛煉和提高。我們成立了單片機智能開發部，實驗室配備學生創新所必需的工具和儀器，比如：制作電路板用的雕刻機或熱轉印機，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、信號發生器等。能夠提供學生設計所需要的常用芯片和元器件。
        除了有這些現代教育技術、多媒體設備、網絡設備，實驗實訓環境為教學環境提供物質保障。還有虛擬手段的運用，實驗室的計算機裝有各種單片機開發仿真軟件。利用Keil－C、Proteus等仿真軟件在沒有硬件實施的情況下進行單片機應用系統的開發和設計。
        正是有了這些教學手段和教學條件，學生可以在實驗室從電路原理圖的設計，到簡易電路板的制作；從流程圖的分析，到單片機程序的編寫；從最初的設計構想，到最終功能的實現。學生可以真正體驗單片機開發的全過程，充分地保障了學生的創新能力。
四、課程考核：
        《單片機應用技術》是一門面向工程的實際應用專業課程，著力培養學生單片機硬件電路、控制程序設計與調試能力以及職業素養。為了提高學生的學習積極性，使學生的成績與能力掛鉤，考試與實際的應用開發相結合，設計考核方案：理論考核30%，平時成績10%，項目實施60%。
        通過《單片機應用技術》的教學改革，激發學生學習的積極性，通過對項目的設計和制作，使學生熟悉了單片機開發的過程。既使學生掌握了技能，又培養了他們分析和解決問題的能力。開拓了學生的思路，培養了他們的創新能力，從而真正實現了高職教育的目的。

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