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論單片機應用技術課程改革
2024-10-12
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(jù)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(yǎng)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(yè)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(tǒng)的模式開展教學,多數(shù)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(tǒng)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(tǒng)、定時/計數(shù)器、串行口等資源及外圍接口器件的運用。傳統(tǒng)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(jù)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(yǎng)相應專業(yè)技術能力,學習相應專業(yè)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(fā)。
教學項目有單片機最小系統(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(fā)過程實施教學,通過該過程的實施,訓練學生的職業(yè)能力,培養(yǎng)學生的職業(yè)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(fā)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(fā)學生的學習積極性。如項目“數(shù)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(jù)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(lián)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(shù)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(xiàn)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(fā)生的問題,小組共同給出提升方案和效率的建議;二是老師對方案評價說明。并根據(jù)實施過程給出過程考核成績,最后根據(jù)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(lián)系實際、引發(fā)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(xié)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(fā)團隊,分別扮演技術支持工作人員和項目開發(fā)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(tài),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(yǎng)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,F(xiàn)在我們提供開放的創(chuàng)新實驗環(huán)境,真正讓學生的動手能力和創(chuàng)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(fā)部,實驗室配備學生創(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(fā)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(xiàn)代教育技術、多媒體設備、網絡設備,實驗實訓環(huán)境為教學環(huán)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(fā)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(tǒng)的開發(fā)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(xiàn)。學生可以真正體驗單片機開發(fā)的全過程,充分地保障了學生的創(chuàng)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(yè)課程,著力培養(yǎng)學生單片機硬件電路、控制程序設計與調試能力以及職業(yè)素養(yǎng)。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(fā)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(fā)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(fā)的過程。既使學生掌握了技能,又培養(yǎng)了他們分析和解決問題的能力。開拓了學生的思路,培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新能力,從而真正實現(xiàn)了高職教育的目的。
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