《单片机》项目式理实一体化课程改革与实践

《单片机》项目式理实一体化课程改革与实践作者：张晓青来源：《教育教学论坛》2016年第10期张晓青（辽宁轨道交通职业学院，辽宁沈阳110023）摘要：在高职院校单片机教学中，对教学内容、教学模式、教学考核方式等进行项目式理实一体化教学改革。通过改革和实践，变学生的被动学习为主动学习，取得良好的教学效果。关键词：单片机；项目式；理实一体化；改革与实践中图分类号：G712文献标志码：A文章编号：1674-9324（2016）10-0114-02作者简介：张晓青（1975-），女（汉），山东淄博人，研究生，辽宁轨道交通职业学院讲师，主要研究方向：工业自动化。许多高职院校在单片机教学时，仍采用以前本科和专科院校的教学模式，先理论，后实践，理论教学和实践教学脱节，而且实践教学仅限于验证性的实验，但是《单片机》课程是一门综合性课程，不仅要应用C语言或汇编语言进行编程，而且涉及到应用项目的硬件设计，这种实践性非常强的课程采用以往的教学模式，学生普遍感到内容抽象、枯燥、难学，从而产生厌学情绪，再加上实践教学的教学环境、教学设备的局限，学生学习的理论知识不能够当时在课堂上进行实训，极大地挫伤了学生的学习积极性，致使学生的学习效果不佳，不能适应当今社会的需求。基于以上情况，我们对《单片机》课程进行了项目式理实一体化教学改革。首先，改革以实际应用为导向，并充分考虑高职学生的接受能力，编制了《MCS-51单片机项目教程》。教材以项目为大章节，任务为教学单元，打破原有的界限，抛开原有的硬件结构、指令、编程的先后顺序，将各部分内容分解成一个个知识点，为了完成一个任务抽取不同的知识点加以组合，使得学习过程变成一个不断成功的完成任务的过程。其次，开发了与教材相配套的教学实验装置，使学生在学中做，在做中学，激发学生的学习积极性和主动性，提高学生学习效果。再次，充分利用现代信息技术和通信技术，针对单片机教学中的难点和重点，开发制作相关的微课，满足了学生对课程知识点的个性化学习，按需选择学习，既能查缺补漏，又能强化巩固知识。最后，改变终结性考试为项目的过程考核，针对不同的项目制定不同的考核标准，项目成绩是学生学习的压力和动力，极大地激发学生学习的主动性，提高学生的思维水平，激发学生的潜能。一、课程教学内容改革《MCS-51单片机项目教程》以单片机应用为主线，按照人的认知规律，遵循由浅入深、由易到难、逐层递进的原则，以Atmel公司的AT89C51单片机为例，把单片机的基础知识，基本结构、指令系统、中断系统、定时/计数器、串口通信等理论知识和实训环节合二为一，把整个课程的教学内容融入到九个基础项目中。每个项目在对单片机的应用知识、相关电路以及编程技巧进行专项训练的同时，又有新的内容加入，使得学生逐步树立信心，增强兴趣。在教材的最后设立了两个综合应用项目，把单片机的知识与现实生活中的实际应用及我们所学习的专业知识结合起来，集中力量训练学生的综合运用单片机知识的能力和自身的专业技能。二、理实一体化的教学模式在实际的教学实施中，采用了理实一体化的教学模式。在这种模式下，课程的教学内容是以任务驱动的单片机项目的相关知识。课程的教学时间是以教学周为单位，这样有利于教师和学生利用整块的时间进行项目的理论学习和实训操作，不会出现一个项目还没有完成就要进行下一门课程的学习，干扰本课程教学和学习的情况。课程的教学地点是专门的单片机实训室，单片机实训室内既有教师理论授课所需要的多媒体设备、教学白板、计算机、MCS-51单片机教学实验板，又有供学生实训所需要的计算机和MCS-51单片机教学实验板。在项目教学的实施中，教师首先给出项目目标和项目效果的演示，然后对相关的理论知识进行讲解，其次教师对学生进行分组，布置任务，学生在教师的指导下进行硬件电路设计、软件编程、仿真调试和实际运行。在硬件设计方面，充分利用当前最为流行、常用的仿真软件Proteus，利用PC,让学生实际进行硬件电路的设计和仿真。并由学院统一购置部分项目的元器件，让学生实际进行部分项目硬件电路的焊接和调试。在软件编程方面，结合学院课程设置和学生的编程基础，摒弃了与硬件密切相关的汇编语言，采用C51作为编程语言进行项目程序的编写，利用ISP下载软件，下载到自行研制开发的MCS-51单片机教学实验板上进行程序的实际运行、调试和更改。对不同层次的学生，可设计不同难度的程序，对学生进行分层次教学。学生以组为单位进行学习，让学生在学习过程中相互切磋，相互交流，既有利于学生知识的巩固和提高，也训练了学生之间的相互合作精神。对于硬件设计和编程能力较强的学生，可以在完成电路基本设计和软件编程的情况下，对软件编程进行进一步拓展，因材施教，最大程度地发挥每个学生的最大的潜能。对于课程教学中的重点和难点和疑点内容，开发制作微课，便于学生在课下反复学习研究。围绕项目进行单片机知识教学、以周为教学时间单位，在专用的单片机实训室进行教学，这些都保证了《单片机》课程理实一体化教学的实施。理实一体化教学模式的改革，将教学内容融入到项目任务中，在教师的指导下，通过“预备知识讲解一布置任务一硬件设计一软件编程一仿真调试一实际运行一任务考核”六个步骤，变学生的被动学习为主动学习，使学生在学中做，做中学，极大调动了学生学习的积极性和主动性，不但理论知识扎实，而且实际动手应用能力也取得了很大的进步，锻炼了学生的团结合作精神，取得了良好的教学效果和学习效果。三、课程考核方法的改革对学生的学习成绩评定方面，采取项目的过程考核的方式。针对不同的项目，我们采取不同的考核方式，例如项目二是单片机的C语言编程，我们采取的是“平时成绩+卷面考试”相结合的考核方式。平时成绩考核学生的出勤、纪律、学习态度及对部分知识的掌握和应用能力，卷面考试比较全面地考察了学生的基础知识掌握能力和对知识的应用能力。对于学生实践性较强的项目（例如项目三等），我们不仅考核学对基本知识的掌握，还要考核学生对知识的实际应用能力、创新能力。具体的考核方式如下表所示：第;； ,8嚴-:!朋圧州.Jl硏F :⑷，1:亦Ktl斟贩升収冊15：'H訂刈|/軸19T(Li-<!..■在单片机课程教学中，采用过程考核的方式，旨在考核学生平时掌握知识的程度并灵活运用的程度，以及分析解决实际问题的能力，避免了学生平时不认真学习与实践，考试前临时突击的现象。四、结束语经在电气自动化技术和铁道通信专业学生中进行实践，《单片机》项目理实一体化课程改革取得了良好的教学效果。班级学生的学习主动性明显提高，实际动手能力也有所提高，在学生毕业实习中受到用人单位的好评。参考文献：王正勇•单片机应用技术课程理实一体化教学改革与实践J].