论文部分内容阅读
摘要：本文将基于工作过程的教学方法引入到单片机课程中，以单片机系统项目开发设计流程为依据，将内容重新构建设计出六个项目。让学生自己动手制作单片机开发板，引入Proteus仿真教学，强化项目考核，具有较好的教学效果。
关键词：单片机；工作过程；Proteus
中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2012） 14-0143-01
一、单片机课程改革思路
在传统的单片机课程模式中，教师以学科体系为框架，注重理论知识的讲解，在多媒体教室先讲解理论知识，再安排学生上机去调试程序。脱离硬件去讲解系统的组成原理、指令、编程、系统调试、故障处理等。在这种模式下，学生普遍反映课程抽象、枯燥、难懂，没有学习兴趣，导致学生虽然学过但是没有学通，从未真正自己分析设计过具体的项目，毕业后很难讲学到的理论知识应用到工程实践中去。
单片机是一门专业性实践性很强的课程，要与具体的工程实践项目相联系。基于工作过程的单片机教学模式主要是以学生为教学行为的核心，重在学生参与并实施学习的实践过程，以学生参与教学实践为主线，教师只是指导者与引导者[1]。在教学中确立以学生为中心的实践教学理念，突出“能力本位”的思想，打破“学科为本”的模式。
单片机课程改革总体理念是“以职业岗位需求为依据，以职业能力培养为目标，以DIY的单片机开发板为平台，以基于工作过程的实际项目为载体，以项目教学和任务驱动为方法，引入行业规范，遵循单片机设计师的成长规律，培养学生单片机技术综合应用能力。”理论知识以够用为度，根据项目需要将知识点分散到每个实训项目中进行讲解并组合；每个项目从单片机应用系统的开发流程入手，引导学生逐步进行项目分析、硬件设计、软件设计和调试，用获得的知识去解决实际问题，从而提高学生的动手能力。
二、单片机教学改革探索
（一）单片机课程项目开发
基于工作过程的单片机课程以单片机系统项目开发设计流程为依据，将内容重新构建，设计出六个项目：单片机最小系统的设计与制作、跑马灯的设计、四路抢答器的设计、电子钟的设计、信息广告牌的设计、电子温度计的设计。通过六个项目的训练，使学生由浅入深，由易到难，循序渐进地掌握单片机系统开发的整个流程，提高学生独立进行系统开发的能力。整个过程，教师作为主导，体现教学的主导性；学生作为主体，体现学习的主动性。大量的时间留给学生去自主探索，相互协作学习，教师的作用是告诉学生学什么，怎么学，并帮助解决学习中遇到的困难。学生既是项目的设计者，又是实施者，这样可以积累相关的项目经验，逐步具备单片机系统开发设计的能力。
（二）制作单片机开发板
单片机开发板是从事单片机开发工作的必备工具。如今电子产品发展迅速，成本不断下降，学院可以采用购买开发板元器件的方式，让学生自己动手制作开发板代替传统实验箱的使用。在理论学习之前，给同学们提供一些详细的电路图原理图和程序代码，让学生从器件的认识开始，逐步引入焊接、调试、维修、单元电路搭建、整体电路设计、程序设计、仿真调试等内容；使大家从一开始就掌握单片机的整个开发流程，并从中感受到电子产品制作的乐趣；然后再以此“实物”出发开始单片机的理论学习，这样不但使同学们在一开始就近距离认识了单片机，还能做到理论与实物相结合，激发了大家的学习兴趣。
（三）引入单片机系统仿真软件
PROTEUS是英国Lab CenterElectronics公司开发的一款新型的EDA软件，具有图形化界面，操作简单快捷的特点。不仅能够仿真单片机，而且能够仿真单片机外围电路，演示运行过程及结果。这对单片机教学方式的改进具有较大的帮助，既可以节省教学的硬件成本，还能够让学生实时观察到单片机的工作状态，提高学习效率。
在教学中根据项目内容，先设计系统原理图，然后用PROTEUS软件在电脑上进行硬件绘制，再结合KEIL软件编写程序，运行仿真结果。在硬件设计和软件调试过程中，学生根据运行结果。仿真做完后，学生就可以很快在自己的开发板上做出实物，这样可以大大提高学习的效率。
（四）完善课程考核方式
课程考核方式变化是教学改革中的重要环节，对学生的学习有着重要的促进和引导作用。改变传统教育理念，评价学生不再单一的看考试成绩，更重要的看学生运用知识解决问题的能力。单片机是一门实践性很强的课程，仅以传统的理论考试不能满足基于工作过程改革要求。因此考核要弱化理论知识，强化项目的实施过程，每一个项目结束，老师对学生容易犯错的地方进行重点讲解和操作演示。对项目任务完成比较好的学生，要给予表扬，并发挥其带头作用。在课程后期，以大作业的方式进行综合考核。将全班学生分成若干小组，从选题到硬件设计、软件调试、文档编辑、ppt汇报、作品成果，每个小组完成不同的项目，老师以答辩的方式进行考核。经过最后大作业的训练，使学生对单片机系统设计有了更深入的了解，不少同学都能用开发板制作出实用的电子产品，对单片机的进一步学习有很大的提高。
（五）加强学生技能竞赛
除了在日常的教学不断探索改革思路，还积极拓展学生的第二课堂学习。鼓励学生组织兴趣小组，开发电子产品，参加各项技能竞赛。不仅使学生在平时竞赛培训和实践中拓宽视野，提高学生学习兴趣、动手能力和就业能力，而且在潜移默化中不断培养和提高学生团队合作意识、综合素质、创新能力等。大学生单片机类竞赛，为我们提供了一个深化单片机课程教学改革，培养和提高学生综合素质与能力以适应社会需要的契机[2]。
三、结语
基于工作过程的教学法，克服了传统教学模式中重结果不重过程、重理论讲解不重操作等缺点，在教学中采用六个具有代表性的项目，以任务驱动的方式提高学生求知欲，在过程中加深学生的理解，在学习中自己发现问题、分析问题并解决问题。让学生成为整个教学过程的核心，变被动学习为主动学习。经过一年的教学改革，学生的单片机应用设计能力普遍得到提高，学习的积极性与学习的主动性较以往要强，取得了良好的教学效果。
参考文献：
[1]陈少航.基于工作过程教学法的单片机教学改革及研究[J].装备制造技术，2010，11.
[2]冯毅.单片机技能竞赛指导的探索与思考[J].池州池院学报，2011，12.
关键词：单片机；工作过程；Proteus
中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2012） 14-0143-01
一、单片机课程改革思路
在传统的单片机课程模式中，教师以学科体系为框架，注重理论知识的讲解，在多媒体教室先讲解理论知识，再安排学生上机去调试程序。脱离硬件去讲解系统的组成原理、指令、编程、系统调试、故障处理等。在这种模式下，学生普遍反映课程抽象、枯燥、难懂，没有学习兴趣，导致学生虽然学过但是没有学通，从未真正自己分析设计过具体的项目，毕业后很难讲学到的理论知识应用到工程实践中去。
单片机是一门专业性实践性很强的课程，要与具体的工程实践项目相联系。基于工作过程的单片机教学模式主要是以学生为教学行为的核心，重在学生参与并实施学习的实践过程，以学生参与教学实践为主线，教师只是指导者与引导者[1]。在教学中确立以学生为中心的实践教学理念，突出“能力本位”的思想，打破“学科为本”的模式。
单片机课程改革总体理念是“以职业岗位需求为依据，以职业能力培养为目标，以DIY的单片机开发板为平台，以基于工作过程的实际项目为载体，以项目教学和任务驱动为方法，引入行业规范，遵循单片机设计师的成长规律，培养学生单片机技术综合应用能力。”理论知识以够用为度，根据项目需要将知识点分散到每个实训项目中进行讲解并组合；每个项目从单片机应用系统的开发流程入手，引导学生逐步进行项目分析、硬件设计、软件设计和调试，用获得的知识去解决实际问题，从而提高学生的动手能力。
二、单片机教学改革探索
（一）单片机课程项目开发
基于工作过程的单片机课程以单片机系统项目开发设计流程为依据，将内容重新构建，设计出六个项目：单片机最小系统的设计与制作、跑马灯的设计、四路抢答器的设计、电子钟的设计、信息广告牌的设计、电子温度计的设计。通过六个项目的训练，使学生由浅入深，由易到难，循序渐进地掌握单片机系统开发的整个流程，提高学生独立进行系统开发的能力。整个过程，教师作为主导，体现教学的主导性；学生作为主体，体现学习的主动性。大量的时间留给学生去自主探索，相互协作学习，教师的作用是告诉学生学什么，怎么学，并帮助解决学习中遇到的困难。学生既是项目的设计者，又是实施者，这样可以积累相关的项目经验，逐步具备单片机系统开发设计的能力。
（二）制作单片机开发板
单片机开发板是从事单片机开发工作的必备工具。如今电子产品发展迅速，成本不断下降，学院可以采用购买开发板元器件的方式，让学生自己动手制作开发板代替传统实验箱的使用。在理论学习之前，给同学们提供一些详细的电路图原理图和程序代码，让学生从器件的认识开始，逐步引入焊接、调试、维修、单元电路搭建、整体电路设计、程序设计、仿真调试等内容；使大家从一开始就掌握单片机的整个开发流程，并从中感受到电子产品制作的乐趣；然后再以此“实物”出发开始单片机的理论学习，这样不但使同学们在一开始就近距离认识了单片机，还能做到理论与实物相结合，激发了大家的学习兴趣。
（三）引入单片机系统仿真软件
PROTEUS是英国Lab CenterElectronics公司开发的一款新型的EDA软件，具有图形化界面，操作简单快捷的特点。不仅能够仿真单片机，而且能够仿真单片机外围电路，演示运行过程及结果。这对单片机教学方式的改进具有较大的帮助，既可以节省教学的硬件成本，还能够让学生实时观察到单片机的工作状态，提高学习效率。
在教学中根据项目内容，先设计系统原理图，然后用PROTEUS软件在电脑上进行硬件绘制，再结合KEIL软件编写程序，运行仿真结果。在硬件设计和软件调试过程中，学生根据运行结果。仿真做完后，学生就可以很快在自己的开发板上做出实物，这样可以大大提高学习的效率。
（四）完善课程考核方式
课程考核方式变化是教学改革中的重要环节，对学生的学习有着重要的促进和引导作用。改变传统教育理念，评价学生不再单一的看考试成绩，更重要的看学生运用知识解决问题的能力。单片机是一门实践性很强的课程，仅以传统的理论考试不能满足基于工作过程改革要求。因此考核要弱化理论知识，强化项目的实施过程，每一个项目结束，老师对学生容易犯错的地方进行重点讲解和操作演示。对项目任务完成比较好的学生，要给予表扬，并发挥其带头作用。在课程后期，以大作业的方式进行综合考核。将全班学生分成若干小组，从选题到硬件设计、软件调试、文档编辑、ppt汇报、作品成果，每个小组完成不同的项目，老师以答辩的方式进行考核。经过最后大作业的训练，使学生对单片机系统设计有了更深入的了解，不少同学都能用开发板制作出实用的电子产品，对单片机的进一步学习有很大的提高。
（五）加强学生技能竞赛
除了在日常的教学不断探索改革思路，还积极拓展学生的第二课堂学习。鼓励学生组织兴趣小组，开发电子产品，参加各项技能竞赛。不仅使学生在平时竞赛培训和实践中拓宽视野，提高学生学习兴趣、动手能力和就业能力，而且在潜移默化中不断培养和提高学生团队合作意识、综合素质、创新能力等。大学生单片机类竞赛，为我们提供了一个深化单片机课程教学改革，培养和提高学生综合素质与能力以适应社会需要的契机[2]。
三、结语
基于工作过程的教学法，克服了传统教学模式中重结果不重过程、重理论讲解不重操作等缺点，在教学中采用六个具有代表性的项目，以任务驱动的方式提高学生求知欲，在过程中加深学生的理解，在学习中自己发现问题、分析问题并解决问题。让学生成为整个教学过程的核心，变被动学习为主动学习。经过一年的教学改革，学生的单片机应用设计能力普遍得到提高，学习的积极性与学习的主动性较以往要强，取得了良好的教学效果。
参考文献：
[1]陈少航.基于工作过程教学法的单片机教学改革及研究[J].装备制造技术，2010，11.
[2]冯毅.单片机技能竞赛指导的探索与思考[J].池州池院学报，2011，12.