主頁 > 技術文章（zhāng） > 論高職特色的單片機教學方法 2024-10-11

論高職（zhí）特色的單片機（jī）教學方法

摘要：從當前高職院校單片機教育教學實際出發（fā），分別在不（bú）同的教學階段，把多種教學方法有機結合在一起，取其利，避（bì）其弊，最大程度調動學生學習積極性，培養出適合社會需求的可持續發展高職人才。
　　　隨著自動控製技術日新月異的發展，單片機在當今社會被廣泛（fàn）應（yīng）用，越來越多的大中型企業對熟（shú）練掌握單片機（jī）設（shè）計的人才（cái）需求量大幅上漲。作為肩負（fù）培養實踐性、應用性一線高技術（shù）水平人才重任的高職院校（xiào），隻（zhī）有在教（jiāo）學過程中（zhōng）尋求適（shì）合高職教育特色的單片機教學方法，才能培（péi）養出符合控（kòng）製領域所需求（qiú）的合格單片機（jī）實用人才。
1、高職院校單片機教學特點：
　　1.1加強能力（lì）培（péi）養（yǎng）
　　單片機被廣（guǎng）泛應用於工程控製領域。能夠獨立分（fèn）析（xī）、解決實際工程（chéng）問題是高職院校學生所必備的能力,也（yě）是高職教育區別於中職教育的一個顯（xiǎn）著特（tè）征，因此高職院校單片機教育必須重視學（xué）生解決實際問題能力的培養。在單片機教學過（guò）程中，采（cǎi）用各種不同（tóng）的教學手段，不斷激發學生的自（zì）主學習能力（lì），讓學生在輕鬆的學習氛圍中培養設計（jì）硬件電路、編寫控製軟件的能力。
　　1.2重視實踐教學
　　高職教育既是一種具有自身特色的高（gāo）等教育，又是一種高層次的職（zhí）業（yè）教育。與（yǔ）普通高等教育相比，高職教育培養的是技術型、技能型（xíng）人才。因此，在（zài）高職院校單片機教學過程中，必（bì）須突（tū）出實踐性特點，以培（péi）養高素質技術工人為教學目（mù）標，不斷提（tí）高學（xué）生動手能力。
2、高職教（jiāo）育單片機教學方法存在的問題：
　　2.1教（jiāo）材“係統性”過強，實驗少
　　市場上針對高職（zhí）教育的單片機教材非常豐（fēng）富，但大多教材內容的編寫都按照單片機內部結構，引腳，指令，中斷，定時器/計數器，外部擴展等順序（xù）。這類教材內容係統性強，結構看似緊湊合理，但從學生角度仔細（xì）考慮卻發現很多不足之處：硬件電路與指令學習、軟件編程完全脫節；從（cóng）教材第一章開始就大量講（jiǎng）述單（dān）片機內部結構，枯燥、抽象（xiàng），難以接（jiē）受，幾乎沒有安排提高學生分析實（shí）際問題能（néng）力和動手能力的實驗等等。
　　2.2傳統教學強調理論忽略實踐
　　眾所周知，單片機課程具（jù）有硬件係統複雜，指令（lìng）多，編程難，知（zhī）識點分散（sàn）等（děng）特（tè）點。目前，國內大（dà）多高職院校一直沿用傳統的知識驅動式教學方法，教師把大量時間花（huā）在講授複雜的單片（piàn）機結構（gòu）電路上，卻忽略了高職學生的（de）特點：缺乏抽象思維、擅（shàn）長形象（xiàng）思維，學生很難建立起一個完整的知識體係，從而導致對單片機的係統開發僅僅停留在感性認識（shí）上，很難培養學生勤於（yú）思考的學習能力，綜合分析新問題的能力，職業動手能力和實踐能力[1]，導致（zhì）學生逐漸失去（qù）了學習的興趣。
　　2.3片麵強調一種（zhǒng）教（jiāo）學方法
　　近（jìn）年來，很多院校單片機（jī）教師熱（rè）衷於一種新的教學方法——項目教（jiāo）學法。誠然，項目教學與傳統教學法相比，有其（qí）顯著地優越性：在老師的指導下主動學習；學生可以根據自己的興趣做出選擇；老師根據學生的特點開展活動，從根本上充分調動學（xué）生的學習主動性（xìng）[2、3]。但筆者認為，項目（mù）教學法在正常的單片機（jī）教學過程（chéng）並不完（wán）全適用，原因很簡單：項目教學法更適合於已掌握部分理（lǐ）論基礎知識（shí），需提（tí）高動（dòng）手設計能力的短期單片機（jī）技（jì）術培訓班（bān）教學，而高職教育是全日製高等教育的一種，是培養具有一定專業理論（lùn）基礎（chǔ）知識（shí）、動手能力較強的實用性專業人才。高職學院學生必須具有比中職（zhí）學生更紮實的理論基礎知識，在（zài）將來的工（gōng）作崗位上（shàng）才能更好更快地接受新事物、新知識、新技能，成為適應社會需求的可持續發展人才。因此（cǐ），片麵地強調某一種教學方法並不能對整個教學帶來最理想的教學效果，應因地製宜（yí），因時製宜地應用各種教學方法，才能事半功倍，做到教學效果最優化。
3、高職特色單片（piàn）機教學方（fāng）法探究：
　　如何有效開展單（dān）片機課程的教學工作，是（shì）近年來一直探索的課題。凡事有利必（bì）有弊，教學方法亦（yì）是如此，各種（zhǒng）教學方法都有與其相適應的教學模式。如果在（zài）整個教學過程中（zhōng），綜合應用多種教學方法，取（qǔ）其利，避其弊，就能發揮各種教學（xué）方法的優點，得到意想不到的（de）教學效果。
　　3.1理論課程教學方法
　　單片機是一門理論與實踐結合緊密的學科。對於高職學生來說，實踐固然重（chóng）要，理論基礎知識亦不可忽視。學（xué）生（shēng）普遍反映單片機理論基礎知識枯燥、抽象、學習難（nán）度大，因此，采用什麽樣的教學方法能夠激發學生學習的（de）主動性、培養學生對單片（piàn）機的學習興趣成為當前教師所關注（zhù）的重要問題。
　　如今，很多教師都對（duì）傳（chuán）統的知識（shí）驅動教學方法在單片機教學方麵提出質疑，覺得以教師教為主（zhǔ），學生被動學習已經不再適應應用性學科教學的發展。誠然，一味地向學生灌（guàn）輸知識，學生被動地（dì）接受枯燥無味的理論知識已經落伍，但這種教學方法仍然存在著它的優勢：在基（jī）礎理論知識的（de）學習過程中，教師可以很好地把握教學主線，係統構架知識體係，有利於學生對知識的（de）全麵了解（jiě），從而很好地掌握原理性的知識。例如，在學習輸入輸出電路（lù）時，隻有充（chōng）分（fèn）了解單片機（jī）內部輸入輸出引腳（jiǎo）邏（luó）輯電路，在實（shí）際線路連接時（shí）才能理解（jiě）並掌握哪些（xiē）電路需（xū）要外接上拉電阻，讀入數據前為什麽需要先寫出高電平。授課中，教（jiāo）師通過畫出各引腳邏輯電路圖，係統地表達P0、P1、P2、P3口電路的區別，促使學生透徹（chè）理解各輸入輸（shū）出口的邏輯功能（néng）。
　　如果要求教師授（shòu）課過程中把每個示圖都畫在（zài）黑板（bǎn）上，對於單片（piàn）機（jī）教（jiāo）師來（lái）說（shuō），不但浪費時間，而（ér）且可能由於畫圖不規範而導（dǎo）致學生（shēng）對該門課程失去興趣，這時，多媒體教學起到了很好（hǎo）的輔助作用（yòng）[4]。教（jiāo）師有效地利用多媒體技術，通過圖（tú）、文、聲、像相結合的多媒體課件，可以把用語言難以描述或無法講清楚（chǔ）的問題變得形象、生動、直（zhí）觀，更有利於激發學生的學習（xí）興趣。在課（kè）堂上，利用proteus等軟件進行仿真是多媒體技術在單片機教學中的（de）另一個優勢。眾所周（zhōu）知，單片機是通過編（biān）寫程序，使各引腳能夠按照（zhào）人的需要輸出高低電平，達到控製（zhì）周圍設施的控製器件。在理論授課的同時，可以根據需要實時進行課堂演示，這樣不僅可以在程序修改編譯後就立即看到演示效果，而且可以彌補實（shí）驗儀器和元器件缺乏、原材料消耗和（hé）儀器損壞的不足。學生（shēng）可以直觀、形（xíng）象地看到控製結果，對學生的學習（xí）起到潛移默化的提（tí）高作用。
另外，根據摩爾定律，電子類產品每3個月即更新換代一次，教材總是滯（zhì）後於當前科技的發（fā）展。目前，大部分教科（kē）書仍然以介紹8051或AT89C51等型（xíng）號單片機為主。雖然內核相同，但功能還是有異。教師在授課過程中可以應用“案例分（fèn）析法”[5]，針（zhēn）對特定的教育情境和實際教育活動過程的描述（shù），動態設（shè）計和調整教學（xué）案例，以適應科學技術的發（fā）展，從而提高學生對單片機課（kè）程的興趣。
在枯燥、複雜的（de）單片機（jī）理論部（bù）分學習階段，針對（duì）高（gāo）職學院學生理（lǐ）論基礎差（chà），缺乏抽象思維，擅長形象思維等特點，改（gǎi）變傳統填鴨式（shì）教學手段，采（cǎi）用多種教學方法（fǎ）相結合，取長補短（duǎn），不但可以提高學生的學習興趣，而且可以（yǐ）讓學生更好（hǎo）更快地掌握原理性強的理論基礎知識，為社會培養出理論紮實、適應性強的專業人才。
　　3.2實（shí）踐階段教學方法（fǎ）
　　項目教學法（fǎ）是當前大多（duō）數高職院校在單片機教學中所大力提倡的新型（xíng）教學方法。這種新型教學方法是在教學過程中，以學生為中心，以（yǐ）項目為驅（qū）動，師生通過共同實（shí）施一個完整的“項目”工作，學生在教師的指導下進行實（shí）際操作訓練、發（fā）現問（wèn）題、分析問題、解決問題而進行的教學活動。當學生掌握了一定（dìng）的單片機理論基礎知識後，逐漸進入實習、實踐階段，這時，項目教學法將發揮著（zhe）不可估量的作用。教師由淺入深地選擇合適的項目供學生學習。例如，在初始階段，教師（shī）可以選擇讓（ràng）學生自己搭（dā）建最小係統板（bǎn），而後選擇（zé）流水燈實驗做為一個小項目。當學生通過自己的學習，親自動（dòng）手進行焊接、調試，讓8個流水（shuǐ）燈按照自己的意願隨意流動時，學生很可能已經喜歡（huān）上單片機的研製（zhì）開（kāi）發（fā）了。項目教學法以學生為主體，教師為主導，最大（dà）程度地激發了學生的求知欲望，逐步培養出具有獨立（lì）探（tàn）索、敢於開拓創新的動手能力、實踐能力很強的學生。因（yīn）此，在實習實（shí）踐（jiàn）階段，應以（yǐ）項目教（jiāo）學方法為主要教學手段，讓（ràng）學生在動手的同時鞏固理論知識，從而做到理論聯係實際，對所（suǒ）學（xué）知識理解更加透徹。
　　3.3多方麵提高學生學習興趣
　　高職（zhí）學院學生的基礎參差不（bú）齊，對某一門課程的興趣愛好程度也各不相同。因此，作為專業課教師，應因人（rén）而異（yì），提高學生學習的主（zhǔ）動性（xìng）。提高學生的興趣，最主要的是讓學生明白為什麽要學習單片機，學習單片（piàn）機對今後的學習、就業有什麽好處，隻有學生明確課程意義，才能提高學生的學習主動（dòng）性。例如，在第一節課時就給學生（shēng）展示（shì）一個真正的單片機係統和單片機在實（shí）際應用領域（yù）起到的（de）重大作用。在授課（kè）過（guò）程中，形象生動的語言表達也是必不可少的。很多學生的想象力較差，較好的比喻會起到非常好的（de）教學效果。比如在學習中斷係（xì）統時，把現實生活中電話鈴等中斷例子用到課堂（táng）上，不僅使學生理解了中斷源、中斷響應等枯燥無味的概念，而且使學生很清晰地理解中斷優先級（jí）、中斷優先（xiān）權等中斷響應過程（chéng）。
　　對實際問題進行編程也是單片機教學（xué）中的一個難點。一直以來，單片機教（jiāo）材中普遍都采（cǎi）用匯編語言進行程序編寫（xiě）。匯編語言編寫程序代碼（mǎ）效率高，但相對難（nán）度（dù）較大，要求程序編寫人員對硬件結構了解清楚（chǔ），並（bìng）且可移植（zhí）性差。如果遇到比較麻煩的（de）算法時，匯編語言編寫就顯得更加麻煩了，許多學生對之望而卻步（bù）。隨著單片機主頻的不斷提高，ROM空（kōng）間也在不斷擴大，足夠（gòu）裝下C語言編寫的任何代碼，而且C語言庫函數較為豐富（fù），可移植性非常好，編程簡（jiǎn）單易學，所以，鼓勵學生用C語言來編寫程序，從某種程（chéng）度上講有助於學（xué）生（shēng）提高學生的學習興趣。
　　另外，鼓（gǔ）勵、幫助學生積極參加兩年一屆（jiè）的全國大學生電子設計競賽也是培養學生創新（xīn）能力、協作精神和理（lǐ）論聯係實（shí）際（jì）的好方法。電子設計競賽注重培養大學生（shēng）的動手能力（lì）和工程實踐能力，提高學生針對實際問題進行電子設計製作的能力。在參賽過程中，學（xué）生能夠把所學各門知識統（tǒng）一（yī）係統地融合（hé）在一起，在競賽中運用理論知識、獲得實踐知識。

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