時間：2022-03-28 15:09:16
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建設一個科學合理單片機實訓室是保證該課程順利有效實施的基礎，選擇一套合適的單片機實訓設備是建設單片機實訓室的關鍵。我校選擇的是亞龍公司YL-236型單片機控制功能實訓考核裝置，這套實訓考核裝置是根據職業學校單片機及其應用的教學內容和要求，按照職業崗位的工作內容研發的實訓考核設備，而且兼顧了市省國家單片機技能競賽設備要求。單片機實訓室面積、設備臺數、設備擺放要視各學校及專業班級人數情況而定。為了便于安全管理和美觀，空中電源走線接至各實驗臺，總電源箱控制。除此單片機實驗柜數量擺放、輔助教學的投影、實訓室制度、文化建設也是實訓室建設的重要內容。
二、單片機實訓前管理教育
為能使單片機實訓順利有效實施，實訓前教育管理是必須的，而且要將實訓全方位要求細致講解到位。我校在單片機實訓第一天前兩節課專門用于管理教育，主要包括安全教育、設備維護教育、出勤教育、成績過程考核教育、室內規定教育等。
三、單片機實訓教學過程(案例)
我校單片機教學以實訓課方式開展，能夠讓學生理解單片機開發過程，不僅從軟件設計能力上得到了提升，而且也提高了硬件設計能力，對于推動職業學校課程改革工作具有積極意義。單片機實訓設備選擇的是YL-236，教材選用的是針對YL-236而編寫的單片機控制項目訓練教程，下面以一個完整的單片機實訓項目案例(電子密碼鎖)分四個步驟來闡述我校是如何開展單片機實訓教學過程的。
1.項目任務要求
教師提出本項目任務要求：使用YL-236型單片機實訓考核裝置設計一個電子密碼鎖。
具體的任務要求如下：(1)用4×4行列式鍵盤組成0-9數字鍵及確認鍵。(2)用8位數碼管顯示輸入的密碼及當前狀態信息。(3)用一個獨立繼電器，控制密碼鎖開關。繼電器得電為開鎖狀態，繼電器斷電為關閉狀態。
任務功能：(1)上電后，數碼無顯示。(2)當按下數字鍵0-9中任意按鍵時，數碼管靠左顯示按下數字，再次按下任意鍵，數碼管靠左第二位顯示當前數字，以次類推，當數碼管8個LED都有顯示數字后，不響應繼續輸入的數字按鍵。(3)當按下確定鍵后，單片機對輸入的密碼與設定密碼進行比較，若正確，則控制繼電器開鎖，若錯誤，數碼管清屏，繼電器關閉。(4)開鎖后保持20 s，然后自動進入關閉狀態。
2.項目任務分析及串講知識點
本項目比較復雜，教師指導學生將復雜項目分解成多個簡單的小項目完成：(1)按鍵顯示電路程序設計。(2)密碼檢驗電路程序設計。(3)整個項目程序設計。
由教師介紹相關知識點：(1)定時中斷相關寄存器初值設定、中斷函數編寫、工作執行過程理解。(2)中間繼電器工作原理、程序實現。(3)鍵盤掃描實現過程、程序理解。
3.項目任務實施
教師分三個部分演示本項目的實施：(1)硬件接線。(2)項目程序編輯：關閉項目、新建項目、新建源程序、程序代碼輸入、編譯鏈接。(3)項目仿真調試：下載程序代碼、運行查錯、硬件接線錯誤、硬件本身故障、軟件程序錯誤、觀察實驗現象與項目要求一致。最后，學生根據教師的演示分別開始實施項目，教師巡回指導、檢查打分情況。
4.項目總結評價
教師進行項目實施情況驗收和評價，好的給予積極肯定，對不足的方面提出建議。隨后教師再提出問題，與學生進行討論，加深學生對知識的理解，并進一步拓展理論知識，使學生能夠通過項目達到掌握相關知識點和基本技能，從而達到本模塊的教學要求。在總結評價中常提出這三個問題：(1)本次學習過程中的收獲和有待解決的問題。(2)工作任務的總體完成情況。(3)完成工作任務步驟。
本文通過對目前單片機實訓室的現狀描述，提出了單片機實訓室建設的必要性和可行性，并且總結了建設高職單片機實訓室的特色要求。
【關鍵詞】
單片機；實訓室；可行性；必要性；特色
1 單片機實訓室建設的背景、功能
電子信息學院單片機實訓室自2001年建成投入使用以來，每學期均承擔各類單片機課程上機實驗300課時以上，并為課程設計、課程實訓、畢業設計等提供了實踐條件。該實驗室為電子信息學院所屬專業實驗室，主要承擔計算機類、電子信息類專業實驗課程和實訓課程教學任務，并且提供學生登陸互聯網服務。可通過實驗室上機實驗，讓學生進一步從實踐角度了解和掌握本專業所屬課程理論知識，初步鍛煉實際操作計算機分析問題和解決問題的能力，提高專業知識的水平。
隨著我國電子信息產業的高速發展，單片機因其集成度高、處理功能強、可靠性高、系統結構簡單、價格低廉、易于使用等優點廣泛用于航空、航天、工業、農業、能源、交通、通信等各個領域，就連人們日常生活中使用的各種家電產品、數碼產品、電話、Caller ID、LCD、電子玩具等都用單片機來實現。在技術推廣方面，目前僅在國內已有上萬個介紹單片機技術的網站，相關的專業雜志應有盡有，許多大中城市都設有單片機術應用培訓班。據全國各大城市歷次的專業人才需求信息表明，單片機開發、應用人才（特別是高技能型人才）一直供不應求。因此，培養單片機應用高技能人才具有良好的市場前景。
由于單片機實訓室自建成以來，一直在使用一批購置于2005年的實驗儀，從2008年開始，由于設備老化而導致的計算機損壞日益增多，維修已無法繼續維持單片機實訓室的正常運轉。另外隨著KEIL、PROTEUS、偉福6000等軟件在教學中發揮的作用日益增強，單片機實驗室現有的計算機性能已不能滿足教學需求，還有原有試驗箱損壞也很嚴重。因此整體建設單片機實訓室是目前課程建設需要解決的緊迫性問題。
2 單片機實訓室建設的必要性、可行性
2.1 單片機技術發展現狀決定了單片機實訓室建設的必要性
現代人類生活中所用的幾乎每件有電子器件的產品中都會集成有單片機。手機、電話、計算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標等電子產品中都含有單片機。汽車上一般配備40多片單片機，復雜的工業控制系統上甚至可能有數百片單片機在同時工作！單片機的數量不僅遠超過PC機和其他計算機的總和，甚至比人類的數量還要多。
2.2 單片機人才的需求決定了單片機實訓室建設的必要性
隨著我國電子信息產業的高速發展，單片機因其集成度高、處理功能強、可靠性高、系統結構簡單、價格低廉、易于使用等優點廣泛用于航空、航天、工業、農業、能源、交通、通信等各個領域，就連人們日常生活中使用的各種家電產品、數碼產品、電話、Caller ID、LCD、電子玩具等都用單片機來實現。在技術推廣方面，目前僅在國內已有上萬個介紹單片機技術的網站，相關的專業雜志應有盡有，許多大中城市都設有單片機術應用培訓班。據全國各大城市歷次的專業人才需求信息表明，單片機開發、應用人才（特別是高技能型人才）一直供不應求。因此，培養單片機應用高技能人才具有良好的市場前景。
2.3 單片機實訓室建設的可行性
陜西國防工業職業技術學院是一所由陜西省人民政府舉辦的全日制普通高校。1958年建校以來，學院立足陜西，面向國防，為國家航空、航天、兵器、船舶、核工業、軍工電子等軍工企事業單位和機電、電子、化工、能源、建筑、計算機信息、經貿等行業培養了大批高素質高技能人才。學院為“國家示范性高等職業院校建設計劃”骨干高職院校首批立項建設單位、國家國防科技工業高職教育實訓基地、中央財政支持建設實訓基地、全國數控技術人才培訓基地、全國緊缺人才培訓基地、教育部高職高專人才培養工作水平評估優秀院校、陜西省首批示范性高職院校、陜西省高等職業教育先進院校等，從本學院發展角度為單片機實訓室的建設提供了社會可行性。
目前，陜西國防學院已在國家示范建設中投資20萬擴建單片機實訓室，從經濟上也保證了嵌入式系統實訓室建設的可行性。
另外，從企業資源方面，有單片機實訓操作提供商上海上溢教學儀器有限公司、湖北眾友有限公司和周立功公司西安辦事處等提供的大量技術支持，為單片機實訓室建設保障了技術上的可行性。
3 單片機實訓室建設的特色
3.1 開發系統的優勢
陜西國防學院單片機實訓室主要采用SYJDP-01單片機開發應用技術實驗系統，該系統主要針對《單片機原理及應用》課程教學精心設計。平臺采用ATEML89C51芯片，包括軟件項目（存儲器塊清零、二進制BCD碼轉換、二進制ASCII碼轉換、程序跳轉表、內存移動塊、數據排序）、硬件基礎項目（PWM轉換電壓實驗、8253定時器實驗、ADC0809模數轉換實驗、DAC0832數模轉換，EEPROM外部程序存儲器實驗、IC卡讀寫實驗、USB接口通訊實驗等五十個項目）。
SYJDP-01單片機開發應用技術實驗系統包含了多個單片機軟件項目和軟件硬件結合項目與教學、研究、開發密切相關的功能模塊，非常有利于各相關專業教學中的教學課程實踐，并起到對學生學習過程“以點帶面”，多領域知識融會貫通的效果，有助于學生綜合學習、應用能力的提高。該單片機教學實訓系統特色如下：
（1）電源輸入：工作電壓220V± 5%（50Hz），輸入時指示燈亮。
（2）電源輸出：有保險絲和漏電保護開關二級保護功能。輸出單相交流220V工作 電壓有高精度電壓表電流表指示。
（3）功率輸出函數發生器。
（4）高精度外測電壓表一只，量程直流100V。
3.2 一體化教學的場所
順應課程改革的需要，將以往單片機理論加實踐的教學改為理實一體化的教學模式，完全將單片機課程的教學放置于實驗室中，教師邊講，學生邊練，實習“教學做”一體化的模式。在學習的過程中學生不僅僅掌握理論知識，更重要的是通過親自動手操作，完成具體的單片機系統實物開發與制作，提高了學生的綜合能力，增進了學生之間的聯系。
關鍵詞：中職教學；單片機；教學探索
單片機技術被廣泛應用于各行各業，是一種實用的智能型控制技術。單片機技術的發展極大地推動了電子技術及自動化快速發展和應用，成為當前中職教學中的重要課程。單片機應用技術是電類專業的主干專業課。但在單片機課程教學過程中，存在著教師難教、學生難學的現象。筆者在多年的單片機教學中不斷探索，通過自己的教學工作總結，提出一些改進的思路與對策。
一、單片機教學現狀
單片機技術與應用一般可分為基礎及綜合實踐教學兩個部分，后者的教學過程是建立在前者的知識及技能培養基礎之上的。單片機基礎教學一般采用先講解單片機原理，讓學生理解消化了相關原理后再做相關的實驗。單片機實訓教學一般用采項目教學，強調對已有理論知識和技能的強化和綜合應用，培養學生對單片機應用系統開發及應用的相應職業能力。
目前，中專生在單片機教學過程中存在著諸多問題：（1）教材普遍采用高職及大學的教材或是大學版的精縮版，教材編寫不合理，將硬件、軟件、編程指令語言相獨立成章，學科性過強，課程內容比較抽象，直接導致了教師難教、學生難學的現實情況。（2）實驗內容安排不合理，實驗過少，實驗內容之間獨立性強，僅停留在認識操作過程，了解實驗效果的階段，沒有上升到應用、掌握的層面。（3）實訓項目教學普遍輕硬件，重軟件，并且職業教育特色不夠鮮明，培養的技能不突出，不適應中職生的實際，培養目標十分模糊。
二、單片機教學改革探索
1.理論教學要突破傳統的教學方法
單片機是一門應用性很強的課程，其理論課不適用傳統的講授法，理論課應與實驗課結合進行，合二為一。理論課教學要突破傳統教學方法，教師要用好以下幾種工具：（1）要應用好多媒體技術。課前可準備好與課程相關的生活生產內容，有效擴大課程容量。通過多媒體教學圖文并茂、動靜結合的表現形式，極有利于學生對抽象知識的理解和感受。（2）要熟練應用計算機仿真技術。如，Protues軟件，它是目前較好的仿真單片機及器件的工具軟
件。可以將單片機原理、工作過程這些抽象的概念形象化、具體化、Protues仿真軟件是單片機課堂教學的先進助手，它不僅可將許多單片機實例功能形象化，也可將許多單片機實例運行過程形象化，特別適用于在課堂理論教學中演示使用。（3）使用單片機開發板。目前市面上單片機開發板種類多，價格便宜，體積又小，涵蓋了單片機重要的基礎實驗，十分適宜在課堂中演示。與Protues軟件比較，前者仿真效果雖然好，但是其仿真效果與硬件實際效果并不完全相等。尤其在學習硬件部分時，出現這種情況時應該以硬件開發板演示其實際效果，不能一味使用仿真，脫離實際，要讓學生深入地掌握相應的知識。如，按鍵去抖效果，硬件驅動，定時、計數器的計數顯示應用等。
2.實驗教學要重視內容升華，注重能力培養
實驗教學的改革關鍵注重實驗內容的升華，符合中職生的實際情況。現行的實驗課有的實驗內容過于單一，有的實驗內容本身難度大，學生難以理解，最終學生只要按照實驗步驟操作都可以做出效果。這樣使充滿探索性質的實驗變成了簡單操作觀察理解的流水線式操作，導致學生對實驗缺乏探索的熱情。實驗內容的升華則需要教師深入挖掘其內在的探索點，創設情境，設置疑問，激發學生的興趣，讓學生能夠帶著問題觀察思考，提高學生的分析能力和處理問題的能力。實驗教學要注重學生能力的培養，并將職業素質的培養融入每一次實驗教學過程中。
首先，對于每一個實驗可以把它深化，可分為以下三個層次。（1）驗證性實驗：在已知結果的情況下實驗，按照實驗步驟按部就班地進行操作。（2）設計性實驗：針對實驗的各個環節創設情境，設置問題，讓學生勤于觀察實驗現象，分析問題，總結問題。（3）應用性實驗：根據實驗總結的問題在一定程度上能夠擴展應用。第一層次的驗證性實驗是必不可少的，這一部分是對相應理論課上的知識點進行驗證，通過感觀性強的實驗效果加強對知識點的認知。同時通過這一基礎訓練，為下一階段的探索應用打下堅實的基礎。第二層次的實驗內容需要教師充分的備課、精心設計，給出實驗的探索方向，學生通過對實驗的探索，提高觀察能力及分析能力。第三層次中，在教師的引導下，可以把班級學生分為若干組，每組選擇一個應用范圍，在一定的時間內完成。其目的是充分發揮學生的主觀能動性和創造力，培養學生的協調能力及合作精神。也是為了學生由單片機基礎向單片機綜合項目學習過渡，為后續課程打下堅
實基礎。
其次，重視實驗報告及實驗小結。書寫實驗報告也是很重要的一項基本技能訓練。它既是一次實驗總結，更是一個初步培養和訓練學生的邏輯歸納能力、綜合分析能力和文字表達能力的過程。這些能力是職業素質重要的組成部分。因此，參加實驗的學生都應認真重視并能實事求是，全面具體，簡練通順，清楚整潔地書寫完成實驗報告。
再次，做好實驗小結和反饋，啟發學生自我評價。實驗結束前，教師還要對整體學生的實驗情況進行評價反饋。可以用幾分鐘時間讓一些在各實驗環節都操作合格且明確實驗步驟和實驗目的、科學掌握了實驗技能的學生簡單發表心得體會。也可以讓一些實驗效果不理想的學生總結經驗教訓。無論是哪種情況，教師都要給予積極的評價和鼓勵，強調學習是一個發現的過程，鼓勵學生動手操作實驗，不要怕失敗，在快樂的學習過程中獲取知識、習得能力，養成職業素養。
3.實訓教學改革探索
實訓教學的有效展開能使學生增強知識和能力的應用性和職業崗位的針對性，通過實訓要增加學生的實踐經驗及全面增強其職業素質。實訓目標定位要符合區域、企業等實際需求。實訓過程要以行動為導向，培養學生的職業能力和職業素質，增加模擬行業企業實際崗位的工作過程。
首先，要推進學校與企業的合作。學校可牽頭組織專業骨干教師深入企業，對課程相關的工作崗位進行調研分析，了解企業對單片機應用技術技能人才的需求，選取合適的實訓內容。根據實訓項目內容使學校的實訓課與企業環境相結合，教師與企業工程技術人員要密切聯系，提升教師自身的技能，在教學中實現專業課程融入產業，貼近實際。
其次，采用以行動為導向的教學模式。實訓內容應包含工作項目、工作任務、技能目標、職業素質及評價標準。教師下達項目任務單，模擬工作崗位，讓學生在學校的學習過程如同在工作崗位的工作過程。縮小學生對企業的工作條件、設備及工作環境之間認識上的差距。
再次，注重職業素質的培養。實訓中重視培養學生的歸納總結和語言表達能力，可以通過實訓總結、功能演示、制作使用說明文檔、答辯等形式，提高學生的專業能力、社會能力、方法能力等相應的職業素質。
作為中等職業教育教師的一員，面對教學實踐性強的單片機課程，要清醒地認識到傳統的教學方法不能適應職業教育的教學要求，單片機教學改革勢在必行。在教學改革中，應該不斷地拓展教師自身的知識面，提高實踐技能。在教學實踐中，教師要勇于突破傳統單一的教學模式，努力走實踐之路，充分發揮教學的積極性，以培養學生能力、提高職業素質為目標，不斷探索創新。
參考文獻：
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[3]人力資源和社會保障部高技能培訓聯合委員會.推進校企合作工作指導手冊.北京：中國勞動社會保障出版社，2008.
Abstract： Using of experimental equipment and simulation technique in the course practical training of Electronics in Electrical Engineering and Principles and Applications of Single Chip Microcomputer can stimulate students' interest to study and improve independent learning initiative. Through the application of computer simulation software, bottleneck of resources is solved in the practical training and new ways of practical training of basic courses are set.
關鍵詞： 機電專業；資源；計算機仿真；課程實訓；應用能力；新途徑
Key words： mechanical and electrical specialty; resources; computer simulation; practical training; application ability; new way
中圖分類號：G42文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2011）01-0296-02
0引言
由于教學改革的需要，在我院裝備分院對單片機原理與應用課程實訓中，采用計算機模擬技術和實物教學相結合的方式進行。經過實踐，收到了比較好的教學效果。以往的實訓課程，是在進行完電工電子實驗的基礎上，手工焊接一個實際的印刷電路和所需的元器件來完成。在教學資源相對緊張的情況下，此項實訓準備材料的周期長，采購、維護成本和場地費用高。同時，由于實訓環的課程安排均是在十或十二周的理論課程結束后進行。這段時間，各專業實驗室均是在包括白天、晚上星期六、日在內的滿負荷運行。我院在校生在一萬一千人以上，需要做實驗、實訓的師生人數眾多。為了保證實驗實訓質量，原制定了嚴格的制度，必須保證實驗、實訓時間和實驗、實訓質量。為此，實驗實訓資源和時間的矛盾在十二周到十九周這段實踐環節安排上，產生了比較突出的時間與資源瓶頸。采用軟件仿真技術與實物實驗實訓相結合，可以有效解決上述瓶頸問題。
1利用Protel印制板繪制軟件結合Multisim電工電子仿真軟件進行電工電子實訓課程教學訓練
Multisim電工電子學仿真軟件是加拿大InteractiveImageTech公司的產品，是世界公認的幾大電工電子仿真軟件之一。基于個人計算機運行的該軟件，易學易用，高校電工電子學所教授的知識，采用該軟件均可進行計算機仿真驗證。PROTEL軟件是美國PORTEL公司在80年代末推出的EDA軟件，在電子行業的CAD軟件中，它當之無愧地排在眾多EDA軟件的前面，是電子設計者的首選軟件，它較早就在國內開始使用，在國內的普及率也最高。
而采用此軟件可以仿真電工學、模擬電子學、數字電子學的基本電路和復雜電路，運行狀態直觀明晰，其結果與實物仿真完全一致。所以利用該軟件是可行的。
在仿真的基礎上，讓學生將仿真結果與實物運行的結果相對比，使學生產生立體的思維與學習，有效地擴展了學生的知識深度與廣度，收到了良好的效果。由于我院裝備分院的本科和專科學生需要進行電工電子實訓的學生數達到了11個班級，共計350人以上，實訓條件滿足不了要求。因此，我們利用Multisim教學版共享軟件首先在分院計算機中心開設了電工電子學的仿真訓練課程，編寫了詳細的實訓指導書。在上機實習前，對學生集中進行仿真實例和軟件基本操作的講解，然后指導學生上機操作。從軟件的安裝開始，對實訓指導書上精選的仿真實例進行全面的仿真訓練，教師全天候的現場輔導教學。由于我院硬件教學資源相對有限，而此軟件所提供的仿真直觀易用，并且只要有計算機就可以進行，所以，此種方法可解決實驗室硬件教學資源矛盾。在現今計算機極大普及的條件下，學生在理論教學上存在難以消化的問題，通過軟件仿真都可以得到計算機仿真的驗證。這種實訓安排，引起了學生的極大興趣與參與熱情。與此同時，我們開設了Protel線路板原理圖和印制板繪制軟件的訓練。兩套軟件在平均每個班級20學時的實訓課程中，收到了極好的實訓效果。學生普遍感到利用計算機軟件工具，實訓學到了自我提高電工電子學理論知識的捷徑。在采用此方法的11個班級中，實訓的成績普遍達到中等以上，取得良好以上成績的學生數達到了75%以上。最可貴的是，學生感到電工電子學不再是難學的理論，而是躍然在計算機屏幕上的鮮活的實例。并且過去感到不理解的問題，通過仿真分析變得簡單和容易掌握了。從仿真分析到印制版制作，通過實訓培養和鍛煉了學生分析問題與解決問題的能力。同時，為后續的課程如傳感器與檢測技術等專業課程的講授奠定了有力的基礎，也為教學資源相對緊張的條件下開辟實訓課程的新路子積累了經驗，節約了教學經費。
2利用Proteus單片機仿真軟件進行單片機仿真實訓教學
單片機課程的教學相比電工電子學的教學難度更大一些，不僅有硬件的學習，也要有匯編語言和C語言的學習。此實訓是在相應的單片機實物實驗的基礎上進行的。與電工電子學實訓面臨的狀態一樣，實物實訓安排非常緊張，就是安排下了，實訓的內容也是有限和單調的。同樣，對于學生來講，在單片機課程理論講授和課程實驗中取得的進展十分有限。為了使學生掌握單片機理論并熟練掌握匯編語言調試與仿真技術，在教學資源相對緊張的狀態下，我們在單片機實訓課程中引入了英國Labcenter公司開發的電路分析與單片機仿真軟件Proteus教學版軟件和美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機調試軟件Keil。Proteus軟件是目前最好的模擬單片機器件的工具，可以仿真 51系列、AVR、PIC等常用的MCU及其電路（如LCD、RAM、ROM、鍵盤、馬達、LED、AD/DA以及部分SPI器件和部分IC器件）。Keil uVision2是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言和匯編語言軟件開發系統。兩種軟件聯合使用，進行仿真。針對單片機實訓課程，參考相關的資料，我們編寫了近160頁的單片機實訓指導書。以單片機AT89C51為例，例舉了70個單片機仿真調試線路，基本上做到學生對單片機從簡單到綜合應用的實例進行綜合性的訓練。同樣做到了兩人一組，每人一題，獨立繪制單片機應用原理圖，并進行匯編語言編制與調試。結合原理圖進行單步調試仿真以及斷點仿真和調試。同樣，首先由教師進行軟件操作和實例講解，然后由學生每人一機進行實例的仿真實訓，教師在實訓場地現場輔助指導。學生在計算機上仿照實例進行單片機仿真，并將仿真的結果與實驗箱實物仿真結果進行實踐對比。通過單片機仿真實訓，學生找到了熟悉和掌握學習單片機硬件電路和軟件學習的工具。通過對單片機應用實例的仿真調試，使學生對單片機軟硬件的熟悉程度有了極大的提高，增加了對單片機理論知識的學習熱情，為進一步深入掌握單片機的應用奠定了基礎。由于該軟件易學易用，通過仿真實訓，使學生對單片機的理論和應用不再畏懼，而是煥發了極大的學習熱情。單片機的實訓成績均在中等以上，優良率較采用此方法前提高了70%以上。
3經驗總結
通過利用以上教學版軟件開展的基礎課程的實訓，我們克服了實驗實訓資源相對緊張的矛盾，實訓的學時和內容不僅滿足了教學要求，而且學生通過實訓提高了對基礎課理論的深入理解和綜合應用。最有意義的是，學生掌握了對所學課程自我練習、自我提高的工具和鑰匙，有助于學生通過計算機仿真培養提高掌握課程的基本理論和應用的能力；有助于優秀學生在掌握課程基本理論和提高應用基礎上，進一步深入鉆研和學習，達到較高的綜合應用水平。同時，也為后續專業課程的講授、畢業設計的綜合應用，創造了有利的條件。也為理論課開展項目教學，以軟件動態多媒體演示和課堂講解的立體化教學模式積累了經驗。
由于教學版軟件屬于共享軟件，因此只要具備計算機硬件條件和有限的實驗室硬件資源，就可以開展相應的實訓。這種計算機仿真技術與實物的結合，為我們今后進一步總結經驗，創造更好的基礎課實訓條件開創了新的途徑，探索與豐富了在實訓環節中進行有效教學的新路。
參考文獻：
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關鍵詞：單片機教學；項目教學法；終身學習
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）28-0137-01
1 引言
單片機技術及應用課程是一門理論性、實踐性、實用性和應用性均很強的課程，無論是“教”還是“學”，均要求理論與實踐的高度統一。單片機技術及應用滲透到我們生活的各個領域，它是高職院校電子信息類專業核心課程，學習單片機并掌握其設計應用技術已經成為電子信息類學生必須掌握的一門專業技能。
然而，仍存在單片機技術及應用課程以教師中心，教材中心，滿堂灌的課堂教學方式，學生被動接受知識點，沒有主動去思考問題，因而，不能激發起學生的學習興趣。因此，改變傳統的單片機技術及應用教學模式和內容，以學生發展為中心，以實踐為中心，促進學生自主學習，團隊學習等方式來調動學生學習興趣和提高學生產品設計實踐能力是目前單片機教學改革探索急需的任務。
2 課程教學改革思路
單片機技術及應用是一門面向應用的、具有很強的實踐性與綜合性的課程。近年來，我校對該單片機技術及應用課程進行了一些改革，采用了以任務為導向，項目式驅動等教學方法，對單片機課程內容設計、教學方法和課程考核評價等方面進行課程建設，均在不同程度上提高了教學質量，激發學生學習單片機的興趣和專業綜合素質的提高。本人結合近幾年單片機教學情況，總結多年單片機課程的教學經驗，對單片機教學改革實踐進行了相應的探討。
1）整合課程，優化教學大綱
通過走訪企業，課題組教師對單片機教學大綱進行改革，優化教學大綱。同時為了踐行“理論夠用、強化技能”的高職教育需求，經課題組研究，把“C語言程序設計”課程和“單片機原理及應用”合并為“C語言及單片機技術及應用技術”一門課程。 整合后適當增加課程課時數特別是實踐課時數，總課時由原來50課時，增加到85課時，實踐課課時數約占總課時數的50%，促進培養學生實踐動手能力，強化知識應用能力提升和職業崗位能力培養。
2）將單片機理論教學和實踐教學有機地融合在一起，按項目案例組織教學內容
按項目化的方式組織教學內容，教學中力求學生掌握單片機技術的基本知識點和基本理論后，通過有針對性的實踐項目訓練使學生理解理論知識，使學生具備一定的硬件電路設計能力、單片機軟件編程能力、系統調試應用能力等。
課題組教師對單片機教學過程的探討后，對傳統的教學方式作了一定的調整，按項目化的方式組織教學內容，始終以項目案例為主貫穿整個教學過程。每個項目案例都從具體問題出發，培養學生分析和思考問題的能力。例如以“定時計數器”為例，給學生提出“數字電子時鐘”項目任務，根據前面所學知識和老師指導，讓學生利用仿真軟件Proteus進行數字電子時鐘原理圖電路設計，培養學生電路設計能力。根據電子時鐘功能要求，確定軟件編程方案，并用KEILC軟件進行單片機程序設計，培養學生單片機軟件編程能力。學習KEILC和Proteus聯調，培養學生系統調試應用能力。單片機軟件仿真界面，讓學生直觀感受到“數字電子時鐘”電路功能的邏輯控制，進而加深學生課堂學習效果，明確自己所學的知識可以應用在哪些地方，從而達到真正的有效教學。
通過單片機軟件仿真界面與項目案例的教學方法結合，可以激發學生學習單片機的興趣，教學中“做中學”、“學中做”、 “做中教”，實現師生間教與學的有效互動，使學生掌握簡單的單片機產品設計與制作、軟件程序設計，系統調試等實踐技能。
3）考核方式改革，注重過程考核
考試是衡量學生學習成效的一種重要形式，傳統的考核方式主要是試卷考試，試卷考試雖然可以考查學生理論知識的掌握程度，但無法考核學生的實踐技能，考核方式單一，評價方式片面。因此建立考核教學內容與技能培養相適應的課程評價模式是十分有必要的，注重過程考核。期末成績評定可由這三部分組成：（1）平時成績占總評成績的25%，即平時作業、考勤、課堂紀律、課堂表現等，并把每次評價結果由任課老師及時告知學生，以促進學生自主學習。（2）平時項目任務完成情況，注重技能考核占總評成績的50%。（3）期末試卷考核，理論教學內容考核占總評成績的25%。這種綜合考核評價體系避免了由一張期末考試卷來考核評價學生課程成績的弊端，以能力和技能考核為主，去除考查學生背書能力的考核方式，將功夫用在平時，而不是期末考突擊，死記硬背。 總之考核方式改革，力爭對學生的知識、技能、素質等方面進行全面考核，綜合評價更具合理性。
4）創建學習型課堂，培養學生終身學習能力
在單片機技術及應用課程教學中，有兩周的單片機實訓教學安排。以應用能力培養的實踐教學有利于訓練學生綜合應用單片機技術知識，實訓任務均將相關知識和實踐過程有機結合，力求創建學習型課堂教學理念。
以數字電壓表設計為例，（1）根據課題要求，老師布置項目任務，引導和指導學生完成數字電壓表設計任務。（2）學生分組學習，確定組長，自我摸索完成設計任務。（3）小組成員討論，確定設計方案。（4）各組完成作品。以電路設計、電路連接、編寫程序和系統調試等流程，讓學生完整地完成項目設計，強化知識應用能力培養和團隊合作能力的培養。（5）小組成員提交設計報告。（6）老師總結，分享設計成果。在整個實訓周教學過程中，以學生為中心，老師引導和指導學生完成項目任務，給學生一些建議，讓他們有項目任務設計的方向。根據老師引導和指導，小組同學收集、消化相關資料，進行理論和實訓相結合的學習活動，完成設計作品并提交總結報告等。整個過程力求培養學生的自主學習能力，團隊合作的能力，培養學生終身學習的能力。通過小組間討論分享自己的學習過程，通過小組間提問解答同學的疑問，培養學生自主互動的教學思想。最后老師對同學們的學習內容匯總，對每個小組的存在的問題糾錯，學習內容總結等，最終達到學習相關知識點的目的。整個教學過程一切都要圍繞學生的發展展開，體現以學生為中心，以實踐為中心，不斷促進學生自主學習、終身學習的教學思想。
一、傳統《單片機實訓》教學的不足
傳統的《單片機實訓》教學，存在重視單片機原理及系統各部件教學而輕視系統性教學的問題，存在著由于耗材費用高而學生動手操作少的問題，從而導致學生提升學習能力受限，不能將單片機知識自如地應用在后續的課程學習和設計中。學生完成該門課程的學習后，無法完全了解單片機應用系統的清晰概念，無法熟練運用單片機應用系統的基本設計方法，無法有效提高單片機應用能力。同時，學生在專業學習中缺乏團隊協作、溝通交流等能力的鍛煉，無法形成良好的綜合職業能力。
二、行動導向教學的內涵
楊克和邁耶（Jank/Meyer） 認為，學校教育中行動導向教學的典型特征，分槲甯齜矯媯閡皇切卸導向教學是對人的全面培養；二是學生主動參與教學的過程；三是行動導向的核心是完成工作成果和行動產品；四是行動導向教學以學生的興趣為開始，在教學中不斷為學生創造更多的機會使其接觸新的項目和問題的，以此保持學生的學習興趣；五是行動導向教學要求學生參與教學過程的設計、實施以及評價的全過程。
國內職教專家姜大源教授在《基于能力本位的教育觀》中指出，職業教育，不是培養被動的“技能機器人”，而是要培養要生存，要發展的社會人。職業教育的目標，是使培養對象經過學習后，不僅具備基本的生存能力，而且具備未來的發展能力，即職業教育不僅是培養社會上能生存的人，而是培養能適應社會發展的人。未來的社會中，個體綜合職業能力的高低取決于專業能力、方法能力以及社會能力這三種能力的高低。綜合上述結論，他提出了“基于能力本位的教育觀”。
姜大源同時提出，行動導向教學核心是以學生為中心，教師從原先的中心地位變成了學生學習的指導者和促進者。行動導向的教學過程是遵循“咨詢、計劃、決策、實施、檢查、評估”的教學過程，學生在這個教學過程中，“獨立地獲取信息、獨立地制定計劃、獨立地實施計劃、獨立地評估計劃”，逐步建構自己的知識和能力體系。
三、中職《單片機實訓》行動導向教學實踐
以實用型四路搶答器為例，在具體教學過程以“項目引入――明確任務――制定計劃――任務實施――任務評估――任務總結――任務拓展”七個步驟進行。
（一）項目引入
以公司接到客戶的四路搶答器的設計定單為情景，引入四路搶答器項目，如表1所示。并播放一個有關搶答的視頻，讓學生對搶答器的實用途徑和實際工作情況有直觀的了解。
（二）明確任務
下發任務書，如表2所示。引導學生討論，明確本次實訓的幾項主要任務，如圖1所示。
（三）制定計劃
學生分小組進行，以2個學生為一組，學生以小組合作的形式，對工作任務進行分工，制定實施的計劃，準備所需要的工具及查閱資料等。
在計劃書制定了工作內容、工作過程、工作人員之后，小組與小組之間的交流，對計劃進行修訂，確定決策，最終確實工作任務計劃表。
工作計劃表如表3所示。
（四）項目實施
每組的兩個學生，首先共同確定所需的元器件及程序流程圖。然后，一個學生負責硬件部分（元器件選擇、測量、焊接），一個學生負責軟件部分（編寫程序并仿真、燒錄程序到單片機），兩個學生各司其職，相互合作，共同完成任務。材料清單表如表4所示，程序流程圖和仿真器元件表如表5所示，作品調試表如表6所示。
（五）任務評估
學生展示完成的搶答器，并進行自評。教師對學生的完成情況進行全面的評估。
中職《單片機實訓》行動導向教學實踐與探索
（六）任務總結
學生自行歸納總結工作任務，思考實訓中取得的收獲、遇到的問題及存在的不足。教師對實訓進行整體的總結，對學生的整個學習過程進行評價與點評，指出亮點，點出不足。將教學情況反饋回來，進一步完善教學方式并填寫教學情況總結表，教學情況總結表如表7所示。
（七）任務拓展
教師將實訓內容加以深化，布置相關拓展任務，引導學生進一步提高。拓展任務書如9所示。
四、中職《單片機實訓》行動導向教學效果
（一）提高了學生的專業能力
基于行動導向的教學適合目前中職學生喜歡動手操作的特性，突出了“專業操作技能”，學生完成第一個項目任務就能清楚單片機的開發過程，能編出自已的程序，在完成第二、第三、第四個項目后，就能模仿創造自己的程序，即學生的學習過程是一個個不斷成功完成一個個項目任務的過程，是在一次次成功的體驗的過程，是一次次的專業能力提升的過程。
（二）提高了學生的方法能力
基于行動導向的教學讓學生自主制定工作計劃，自主選擇實現任務的方法，自主進行任務的決策，少了確定性知識的記憶，增加了更多的知識探索和思考，更多的分析、思考與創新，更多的反思、批判與創造，創造性地解決問題，學生形成了較強的方法能力。
關鍵詞 貫穿項目 單片機 交通燈
中圖分類號：TP391 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2013）05-0009-02
一、引言
“單片機原理與應用”課程是高職院校機電類專業的核心課程，具有較強的理論性和實踐性。傳統的先理論后實踐的教學方式很早就被證明不適合高職教育，高職教育是以培養技術應用能力為主線來設計學生的知識、能力、素質結構和培養方案的，其實踐教學應在教學計劃中占有較大比重。當前，高職教學項目化已經成為廣大高職院校的共識，以項目為載體的教學方法改變了理論教學與實踐教學相脫離的狀況，能夠較好的激發學生的學習興趣，提升教學質量。
以企業實際項目為載體來設計課程，將理論與實踐統一融合在項目設計過程中，避免了枯燥的理論學習，提升了理論應用與實踐的能力。在單片機項目化課程設計中，往往采用若干個不相關的項目完成本課程的教學工作，其弊在于，學生對于每個項目都有所觸及，但易于流于形式，無法深入理解每個項目的完整設計過程。貫穿項目教學方法的出現，對此給出了較好的的解決方法。貫穿項目教學法采用一個能夠涵蓋本課程知識面、難易適中的企業真實項目，以此項目作為教學設計核心，完成整個課程，從而實現了真正的項目化教學。
二、單片機貫穿項目課程設計
“單片機原理與應用”課程，主要是針對高職高專二年級學生設置，他們具有一定的數字電路及模擬電路等專業基礎知識。選擇貫穿項目時，本著實用性強、具有趣味性、難易程度適中原則，采用“十字路通燈”作為課程貫穿項目，將該貫穿項目剖分若干相互銜接的子項目進行教學，依據單片機的知識結構，對每個子項目設置若干任務，由簡入深地完成整個貫穿項目。該項目采用天煌教儀THMEMU-1型單片機技術實訓裝置，配備有單片機最小應用系統、交通燈實訓硬件環境等功能性配置、Keil C51集成開發環境以及Proteus仿真軟件。表1為貫穿項目的設計：
如上表所示，每一個子項目都會涉及到新的知識點，老師通過引導學生，使他們了解新的單片機知識與概念，同時，學生利用已經自身儲備的單片機知識，完成每個子項目。每一個子項目即具有前后承接性，又具有項目的獨立性特點，因此，每個子項目都會有可檢驗性的成果，以備老師評價子項目完成情況。每個子項目都按照如下過程實現，這里以子項目5為例說明：
①給學生發送子項目實訓項目單，告知該子項目的詳細任務及每個任務的評分標準。子項目5要求 4位LED數碼管顯示時間，LED顯示紅綠燈狀態。本步驟需要老師進行基礎知識的講解，定時/計數器較難理解，這里講解的時候，拿出一個獨立的例子進行引導，例如電子秒表的實現原理。此外，簡單講解LED顯示器接口設計的原理即可。
②學生進行子項目方案論證，組織學生分組討論，教師進行引導。告知學生該子項目需要用到單片機最小應用系統（F1區）和信號燈/交通燈/舞臺燈模塊（D1區）。
③進行程序設計及硬件電路設計，根據子項目所要求的任務，利用Keil C軟件進行程序設計及調試，利用匯編語言實現，較為復雜的程序實現需要老師提供不完整程序或者錯誤的程序，學生自行完成或修改程序，并在Proteus仿真軟件上進行仿真實驗，觀察交通燈的模擬情況。之后利用THMEMU-1型單片機技術實訓裝置進行硬件仿真，這里需要對Keil C軟件進行設置，選擇硬件仿真，選擇串行口，設置波特率為38400。然后調試觀察程序運行是否滿足要求。
④仿真成功后，進行元器件采購，設計、制作印刷線路板圖，安裝焊接元器件，將步驟③調試好的目標程序下載到單片機片內程序存儲器中。
⑤書寫項目報告書，報告書中應該含有程序設計流程圖，重要源代碼，電路原理圖，以及調試程序中所遇到的錯誤信息。
⑥老師驗收項目，根據評分標準，對每位學生所完成的項目任務難易程度，重要與否等進行綜合評定分數。對于未能及時完成子項目的學生，給其提供實訓教室，利用課外時間完成子項目。
完成所有子項目意味著實現了貫穿項目。學生在老師的輔助引導下，把所有子項目的成果整合為“十字路通燈”這一最終成果，并在班級范圍內對每個學生的作品進行展示，給予總評。
三、單片機項目化教學中老師的角色
在單片機項目化教學中，對于每個子項目，老師的作用在于啟蒙，每個子項目都會引入新知識，對于一些較為抽象的概念，老師需要以較為通俗的語言給予講解，以便于學生能夠利用這些新知識實現子項目。子項目設計中的每個過程，老師都要在一體化教學環境中引導學生主動思考，解決問題。尤為重要的是，老師要充分了解每個學生所面臨的問題，總結出來共性問題，并給予解決，因為學生對子項目的理解能力畢竟是初級階段，老師需要讓學生在一定課時內完成子項目，這對學生之后的子項目設計及程序編程等都會樹立信心。切忌的是子項目難度系數高，較好的衡量方法是，在規定的子項目學時內學生能夠基本完成任務。
四、總結
在單片機教學過程中，采用傳統的非一體化課室進行教學，切實感覺到理論教學的難度大于實踐教學，究其原因，復雜的邏輯知識結構、枯燥的理論概念是主要原因之一，當然，老師的水平及教學方法亦是重要原因。教學過程中，如果單純地注重單片機知識結構的前后邏輯關系，而忽視單片機實際開發流程的實訓，就會導致學生知其然，而不知所以然的后果。貫穿性的項目，不僅改變了傳統教學的枯燥乏味，同時也改變了老師的角色定位，實現了以學生為中心、教師為輔助、項目為中心、課本為參考的授課新模式。學生在項目實現的過程中，經過自我思考，團體合作，經歷失敗，獲得成功，付出辛勤與汗水，都為自己以后的職業發展打下了良好的根基。
參考文獻：
[1]邵鐵鋒. 單片機項目化實習教學的探索[J]. 電氣電子教學學報，2008，（5）：58～59.
單片機原理課程具備較強的實踐性，對學生的理論知識和實際動手能力都有著較高的要求．在教學改革中，依托學校單片機基礎實訓基地和單片機應用實訓基地提供的實訓平臺，充分調動學生學習的積極性，培養其實踐動手能力和獨立思考解決問題的能力，使學生能夠在短時間內成為單片機領域基礎理論豐富和動手實踐能力強的應用型人才．
1.1課程教學的理念與思路單片機原理課程其理論性和實用性都很強，在課程設置上以行業和崗位需求為導向，以職業能力培養為目的．單片機原理課程中各學習項目的設計、元器件的選用、電路的焊接及軟件編程都盡可能符合企業產品的生產標準．在教學理念上改變傳統的以學科體系為基礎的教學思路，整個課程完全以實訓平臺中的項目來制訂教學內容，按典型工作過程劃分實訓項目，以任務和行動過程為導向，構建學習領域．教師可以把典型電路板引入課堂教學中，如單片機最小系統板、矩陣按鍵學習板、D/A轉換學習板和LED顯示學習板等．這樣可以提高學生初次學習單片機的直觀感，學生能夠一目了然地看到每一個典型電路的組成．然后通過實驗教學的與時俱進、實訓基地的現場體驗等行之有效的措施，可以較好地解決本專業學生在學習該課程過程中理論和實踐脫節的矛盾．
1.2單片機原理教學內容組織安排為了使單片機原理課程的理論和實踐教學獲得雙贏的教學效果，將單片機的教學內容重新進行整合和定位，靈活地設置課程的教學內容，將前沿的知識融入課堂，加大教學信息量．注重學生綜合設計能力和應用技能的培養，將要講授的內容以任務的形式提前布置給學生，每個任務可能是一個子課題的一部分，每個子課題可能是一個項目的一部分．這樣就形成了自下向上的教學方法，學生作為任務完成的主體，以培養學生職業能力為中心，讓學生在做中學，在學中做，在邊學邊做中養成獨立分析問題和解決問題的能力，并將所學知識進一步鞏固和升華．此外，2006年就完成了單片機實訓平臺的建設，結合“三大”教育理念和人才培養目標的定位，對單片機原理課程的教學計劃也作了相應的調整，加強了實踐環節的考核，即在每學期結束時分別安排1周、2周、3周的綜合實驗的設計任務．針對課程需要，采取階梯式的方式設計若干個實際項目，學生依據自身的能力在設計學習項目時遵循由單一到綜合，由簡單到復雜，既能統籌兼顧，又能有的放矢的原則．通過一系列實訓項目的訓練，提高了學生的理論水平和動手實踐能力．
1.3多種教學方法的運用在單片機原理課程的教學中，充分發揮單片機實訓平臺優勢，結合課程特點和學生學習基礎，以工作任務為中心，科學地設計教學內容．旨在讓學生能真正地參與到課堂中，調動學生獲取知識的主動性，做課堂真正意義的主角．在教學環節中，針對不同階段，不同的教學內容，可以采用多種教學方法．一是“任務驅動型教學法”，即任課教師將整門課的教學內容劃分為多個模塊，每一模塊由多個課題組成，每一課題由一個或多個任務組成，每一任務由任務目標、任務分析、相關知識和任務實施4個相互連貫的部分組成．在教師的指導下由全班或小組成員針對每一個任務提出各自的設計方案，各成員組相互學習，取長補短，最后由教師總結歸納的教學方法．二是“案例教學法”，即教師將真實的案例信息提供給學生并提出問題，組織學生以問題為中心展開討論，教師加以引導啟發．以學生為學習主體，讓學生參與教學互動，培養學生分析和解決實際問題的能力．三是“培訓式教學方法”，即以單片機培訓班的培訓模式為參考，以企業項目或電子設計大賽賽題為教學內容，以提高學生設計能力為主線，將理論與實踐有機結合．由于采用了靈活多樣的教學方法和手段，不僅提高了學生的學習興趣，對學生個性化培養、團結協作精神的培育都奠定了一定的基礎。
2依托實訓基地進行課程教學改革
2.1教學改革與適應人才市場需求相結合高校的教學改革要緊跟人才市場變化形勢，積極探索符合專業自身特點和企業需求的經典實訓項目和內容．不斷完善教學內容，更新教學方法，進行創造性教學，為社會培養具有積極性、獨立性、創造性和合作型的人才．校企合作教育是一種值得推薦的人才培養模式，利用學校和企業不同的教育資源和教育環境，采用課堂教學與學生參加實際工作有機結合的方式來培養適合用人單位需要的應用型人才．如每年的“凌陽大學計劃”就是一種很好的校企模式．學生通過在實訓基地的學習培訓鍛煉，很快掌握企業要求的各項基本技能，實現了學生到學員的完美轉變，憑借其專業基礎可以很快適應企業的各項要求．
2.2教學改革與實訓平臺相結合利用實訓平臺，布置學生完成一串燈的亮滅控制，這個過程中學生能夠更深刻理解指令是怎樣轉化成信號去控制電子產品的，從而能夠更好地理解單片機軟硬件協同工作的意義．學生完成這個實訓后還可以進一步布置相應的課外實訓題目，如各種彩燈的控制，十字路口的交通燈控制等．當學生學完LED數碼管顯示原理及顯示方式后可以布置學生完成點亮一個LED數碼管，用數碼管的動態方式實現自己生日的顯示，最后能夠完成電子鐘的設計．這樣由淺入深，由表及里，使學生的思維得到更好的鍛煉．通過實訓平臺的學習和實踐，學生可以逐步學會矩陣鍵盤、定時器中斷、液晶顯示、串口通信、紅外接收、A/D和D/A轉換等單片機的實用單元電路設計，熟練掌握基本電路的硬件原理分析和軟件設計．通過這種最簡單實用的方法，帶領學生走進單片機世界的大門，使學生在最短的時間內了解單片機的工作原理和設計過程，并學在其中、樂在其中．
2.3通過“項目制”實施一體化教學任課教師將學生分成若干個項目組，根據教學情境設計任務，課前將任務書和相關學習參考資料布置給學生，讓學生提早了解課程的基礎知識．進入情境教學環節，教師先將關鍵環節示范給學生，然后讓學生獨立實踐，完成任務．教師通過啟發、提問等形式，引導學生自主學習、分析和思考，學生在此互動中可以自由交流彼此的想法，取長補短，最后找到一個最佳的設計方案．這樣就將理論教學很好地融入到實踐教學之中．通過學生的討論和總結，教師有針對性地進行點評和講解，使學生掌握相關知識．通過單元測試，進一步鞏固所學的知識與技能．綜合考慮各環節中表現突出的學生，給予參加各類競賽的機會．
3結束語
關鍵詞：高職；單片機；教學方法
中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）21-4897-02
高職院校單片機原理課程教學的目的是培養學生綜合應用單片機設計電子線路的能力，涉及單片機軟硬件設計，以及單片機的整個開發流程。掌握運用單片機知識以及應用匯編語言編程來解決實際電路設計的方法和步驟，為后續嵌入式課程的學習以及職業能力的培養打下堅實基礎[1-3]。單片機原理是高職高專電子信息大類各專業重要的專業基礎課和必修課，在整個課程教學體系中起到非常重要的作用。
《單片機原理》課程所包含的理論基礎知識多，涉及軟件、硬件知識，是實踐性很強的科目。同時單片機原理這門課也是電子類專業中《自動檢測》、《嵌入式設計》等相關專業課的前導課程。因此，在很多高職院校及本科院校均開設單片機原理課程，重視其教學效果[4]。
1 單片機原理教學現狀
在實際的教學過程中，多數學生認為單片機難學、理論知識枯燥且較復雜、匯編語言指令比C語言繁瑣、指令頗多、容易出錯。剛開始學生學習的積極性還高，時間一長，學生的畏學、厭學情緒嚴重。在一定程度上，不但影響了單片機課程的教學效果，也影響了整個課程體系中后續課程的教學效果。結合近幾年來，單片機原理課程的實際教學經驗，總結分析以下幾點單片機教學質量難以提高的原因：
1.1 教學時間安排稍晚
作為電子信息類必修的專業課，單片機原理課程在專業教學中具有承前啟后的作用。高職教育實際的理論教學時間只有2年半，最后半年是頂崗實習，有些院校把單片機原理課程安排在大二下學期，而將需要在學習單片機課程后再學習的課程往前排。這樣會導致學生學習混亂，對知識交叉的課程難以靈活的連接起來應用，單片機課程的基礎作用不明顯，同時課程體系違背循序漸進的學習認知過程，學生學習效果大打折扣，比如自動檢測技術，學習了單片機知識，再學習自動檢測技術課程，學生可能會明白的更透徹。另外由于大部分學生計算機基礎知識薄弱，單片機原理中的匯編語言與C語言差異比較大，匯編語言指令部分是獨立的，不容易理解并記憶指令的用途，并且該課程中又包含了較多的理論知識，比如中斷、定時、串行等復雜內容，再加上專業教學計劃制定的教學學時比較少，理論課時與實驗課時分配難以合理，因此這種 “內容多、課時少、沒基礎” 的情況，自然使學生學習起來有一定的難度，同時也大大消減了他們學習的熱情。
1.2 課程模塊知識點散
與本科教材相比，高職高專單片機原理教材刪去了繁瑣的，保留簡單的，使用過程中也降低了要求。但是高職教育的特色是應用技能的培養，這跟本科教學完全不同。學習單片機原理目的在于應用單片機設計內容，比如定時器的設計，強調的是應用部分。但是就單片機教材的內容安排上來說，都是過多的理論知識，而且每一部分都是獨立的，通常第一章講單片機的內部結構，接著講匯編語言，后面就是獨立的中斷系統，定時器等。但是，要針對使用單片機進行一個實際問題設計的話，比如用單片機做一個電子顯示時鐘，一般要涉及很多的知識點，需要把很多模塊的應用連接起來，但都必須等到把教材的內容講完才行，所以很多學生在學習過程中感覺學了大半本書的單片機原理，還是不知道了學了些什么，沒有一個整體的概念，針對具體問題還不知道怎么用單片機才實現，很難講離散的知識點聯系起來，想要獨立設計完成一個結合更多的模電、數電知識的偏硬件電路或者結合嵌入式知識設計偏軟件的課題，基本上是很困難的。
1.3 學生理論知識基礎差
高職院校學生自身基礎知識比較薄弱，我們學院也不例外。很多學生數學、英語基礎較差，在學習一些匯編語言語句時，不明白語句英語單詞的意思，加大了理解語句的難度，更談不上如何有效的記憶英文單詞的指令；在讀匯編程序例子時，也會糾纏于語句中的一些提示性的英語語句；在編程設計程序時對算法、流程等邏輯不容易理解和接受；另外在程序調試時，對于用英語顯示的出錯提示信息看不懂，調試程序困難，找不出錯誤，從而不能有效快速的找出程序語句中的關鍵問題所在，長期來看，對使用匯編語言進行編程產生了畏懼思想并最終放棄學習。
2 教學方法改革的思考
要想提高單片機原理課程的教學質量，提高學生學習的積極性，增強他們學習的熱情，需要對單片機原理的教學方法，方式等教學手段方面進行教學改革。
2.1 明確課程教學目標
單片機原理是電子專業的專業基礎技能課，是一門理論性、應用性較強的課程。其特點是概念多、指令多和涉及內容廣，學習單片機原理之前必須具備模擬電子和數字電子技術等基礎知識，另外，其整體實現思想和技術又往往難于理解。單片機原理最終的教學目標，就是讓學生能夠針對具體設計題目，綜合應用模電、數電等專業知識，進行獨立的分析、軟硬件設計、調試以及仿真成功。根據高職院校培養人才的目標，重在技能和應用型，在制定單片機原理教學目標的時候，還應該增加各類實際應用型的項目，從而讓學生能有更多的實踐機會，不斷的增強理論聯系實際的能力和應用能力，以適應社會發展的需求。
2.2 根據實際情況制定教學內容
實際教學當中，必須根據具體的情況進行教學內容的調整。當然，第一步：教師首先應該熟知單片機教學內容，以及模擬電子技術與數字電子技術的內容，掌握他們之間的內在聯系，結合學生的實際基礎，對單片機原理課程的教學內容進行優化設計。第二步：在教學過程中，應該把單片機最簡單的系統首先告知，多列出在日常生活中且經常接觸到的，采用單片機芯片做成的實際實物，可看可觸摸的，讓學生在系統學習理論知識之前，明白單片機芯片能做什么？學習單片機在現實生活中的用處。接著開始學習單片機芯片的內部結構，40個引腳的作用，匯編語言，以及中斷，定時器等內容，然后再在此基礎上進行各種類型項目的實訓練習，真正的練好編程技能，軟硬件電路的設計，結合仿真軟件和protel軟件，獨立完成一個采用單片機做成的電子實物。不需要一直學習新的知識，驗證新的知識點，過多的離散的知識點，對于我們高職學生來說不是多就好，真正需要的是能將有限的知識聯合起來，綜合應用。同時在教學過程中必須對授課內容做出適當的整合，單片機原理教材中涉及過多復雜的數學例子，可以略去，難度太大了，也影響了學生學習的積極性。
2.3 適當增加實驗課時量，制定合理的實驗、實訓計劃
理論課時偏多，實驗課時太少，單片機課程本身強調的就是實踐操作，培養學生設計能力，那這些能力必須在實驗課中得到鍛煉。
在傳統的單片機原理教學方法中，一般都是先講理論知識再進行實訓，但是講理論時，理論知識過多，學生覺得枯燥，真正理解并記憶的知識實際并不多；實驗課上，需要用到并驗證理論知識的時候，又忘記了，這樣的教學質量差；適當增加實驗課時，多給學生留點自我練習的機會，可以在課堂安排上遵循“講原理-舉例子-練操作”的過程，生動了課堂，緊湊了教學內容。把理論與實踐相結合，學生邊學邊練，課程內容當堂消化吸收。
在每個章節之后，制定實驗內容時，充分考慮知識的連貫性，設置一些實際生活中的項目設計，不是僅單一知識點的練習，鞏固并提高前面的知識，重在多個知識點的貫穿應用，真正做到學用結合，達到提高應用設計能力的目的。制定實訓計劃時，不要內容過于簡單，太簡單就起不到實訓的目的，可以借鑒企業或者行業中的實際生產項目，讓學生在學校也能真正實地的感受到項目設計的環境，從而提高他們完成實際項目的能力，為走上工作崗位打下堅實的基礎。
2.5增強學生學習的積極性
讓學生清楚明白我們高職教育重點是實際操作和動手能力的培養，我們不是去發明、創造什么高科技。我們需要做的是綜合運用所學理論知識進行軟硬件設計，完成某些實際項目，不需要花大量時間去進行理論研究，而是把這些時間和精力投入到實踐動手能力中。必須明確學習目標，增強自學能力，要學會如何學習，在實踐中強化理論知識，提高應用能力。平時課堂上理論教學時，要求學生認真聽講、隨時記錄下重點內容和要點；講解程序時，要求學生不光聽懂程序的分析，并且要記錄下來，并附上注釋；在實際操作中，鼓勵學生多問，同學之間多討論，互相進步，不斷激發他們學習的熱情。
3 結束語
單片機原理是高職高專電子信息類專業必修的專業基礎課程，在整個教學環節中起著重要的作用。因此，改變現有的課程教學方式，有助于提高單片機課程教學質量，加深學生對單片機知識的理解程度，能夠靈活的應用單片機進行軟硬件設計，解決更多的實際項目問題；另一方面，也為后續課程的學習打下了堅實的基礎，在一定程度上也提高了學生學習的熱情和積極性。今后，在課程教學過程中，需要不斷地努力分析和總結，根據實際教學環境及時發現問題并解決，積極探索和改進課程教學方法、方式，不斷激發學生學習的熱情，提高他們實際動手操作的能力，為以后走上工作崗位打下良好的基礎。
參考文獻：
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