论文部分内容阅读
随着科学技术的发展和社会的进步，单片机的应用已渗透到我们周围的各个领域，从导弹导航、航天装置、飞机上各种仪表的控制、智能机器人、工业自动化过程的实时控制和数据采集及处理，到我们日常生活的各种家用电器，安全保障监控系统、智能IC卡等，单片机在人们的生活中正发挥着越来越重要的作用。学好这门课，可以使学生在掌握单片机基本知识的基础上，掌握单片机软硬件的设计、开发、调试等技能，具有较好的单片机实践开发应用能力。但是由于单片机这门课理论知识比较抽象，实践性又强，学生在学习时往往会感觉比较难学，老师也会感到难教。那么如何在教学中做到因材施教，充分调动学生的积极性，提高课堂教学实效，培养学生的综合应用能力呢?本文通过作者多年教学实践总结单片机教学存在的问题，并在教学改革上做了有益的尝试。
一、目前职技校单片机课程教学存在的问题
中职和技校学生理论基础薄弱。据有关数据统计，中职和技校的学生生源大部分是中考成绩偏差的学生，他们虽然想学技术，但是由于自卑或自信心不足，到学校来以后，往往缺乏学习的动力和主动性，这给专业课的学习，特别是单片机的学习造成了先天的不足。其中还有部分学生，发现问题、分析问题和解决问题的能力欠缺，这更加深单片机课程学习和教学的难度。
教学实验设施落后。重视程度不高。目前职技校的单片机课程的实验设备主要是采用单片机综合仿真实验箱。对于职技校的学生来说，单片机陌生而神秘。充满着好奇。但是让他们从这样一个综合的复杂的实验箱开始，会感到无从下手，对单片机的学习产生了畏惧和厌烦的心理。另外很多实验设备和学生所选用的教材不配套，这都给学生学习单片机造成了障碍。特别是对实验实训不重视，认为实验实训是教学的辅助环节，这就进一步增加了单片机学习和教学的难度。
教学模式陈旧，理论与实践脱节。职技校单片机教学由传统教学传承下来，教学模式比较单一，这样学生很难把所学的理论与实践紧密地结合起来，这使原本枯燥、抽象的理论学习更加枯燥。很多学校，实训环节往往放到学期的最后一两个星期来完成，之前学习过程中的一些难题都集中在最后实训，给学生造成单片机难学的困难局面，理论与实践严重脱节，也难以达到预期的实训效果。
教学内容更新缓慢。职技校教材模式单一，很多都是由大学教材或单片机技术书籍删减或缩写而来，内容覆盖面大但讲解不够透彻，不符合学生的认知规律。近几年随着课程改革的不断深入，教材虽然都在不断的更新。但是很多题例的选用过于陈旧，不利于调动学生的学习兴趣和积极性。随着科技的快速发展，单片机类型与功能更新较快，一些新型的外围器件也随之涌现，但由于受到教材内容和教学条件的限制，部分教学内容往往存在严重滞后新技术新工艺发展的问题，课堂上所讲的内容有时与工程实际相脱节，有的甚至早就被淘汰了。
考核方式滞后。教学方法单一。考试是教学评价的一个重要手段，采用科学合理的考试形式能够鞭策学生积极努力地学习。检查教学效果、教学目标实现的程度，以提高教学质量。单纯的卷面考试已无法真实地、综合地评价学生，这对职技校理论知识薄弱的学生会产生挫败感，不利于学习信心的建立。
二、教学改革及综合能力培养的探索
根据学生情况合理选用教材。近几年在单片机的教学中，本着因材施教的原则，首先着手教材的改革，要有适合职技校学生的单片机教材、配套的实验指导书及实验、实训设备。理论知识以“够用”为度，职技校教材内容上要浅显易懂，选用题例要贴近生活，易于激发学生的学习兴趣。例如教材中常用的例子“交通信号灯的控制设计”，目前还只是控制红、黄、绿灯，而实际的交通灯控制已经带有数码管或液晶显示了，并且交通信号灯对学生来说太普通了，没有新鲜感，难以激发学生内在的学习动力和潜能。教材内容要多配以相应的图示图解，帮助学生来理解抽象的知识，从视觉、感官上增加学生的感性认识。老师在教学过程中教学内容的选择要以教材为主线。多介绍一些先进的单片机知识，丰富教学内容，拓宽学生的知识面。选用一本好的适合的教材，教学效率会大大提高。
优化和创新教学模式。单片机是一门实践性很强的专业课。但是它的内部结构和原理部分的内容非常枯燥抽象，逻辑性很强，学生刚开始很难入门，所以激发学生对这门课的热情就很重要。理论课和实践要结合得特别紧才可以更好地理解，采用理实一体化或项目化课程教学模式，目的在于构建一个一体化、多层次、开放式的单片机实训平台。在理论与实践相结合的教学过程中帮助学生理解抽象的理论知识，让学生动手操作完成一个具有实际意义的产品，激发学生的学习积极性，引导学生从被动接受到主动探究的转化，挖掘学生的内在潜能，培养学生与人交流、相互协作、信息处理、自我学习、解决问题、处理问题及数字应用等能力。
丰富教学方法。提高教学效果。单片机教学过程中要充分体现教与学、老师的主导性和学生的主体性。这就要求教学过程中注重教学方法的灵活性和多样性。例如：可以采用兴趣引导法、任务驱动教学法、项目实践教学法、实用案例教学法、行为引导教学法、探究式教学法等多种有利于调动学生学习积极性的教学法。职技校的学生思维灵活但缺乏思考的深度、操作欲望强烈但缺乏主动性、表现欲望强但缺乏自信。恰当的教学方法能引导学生去思考。能激励学生去展示自己而不是压抑自己。例如：在讲授“单片机输入，输出端口结构”这一部分的知识时，如果单纯地讲解，很难让学生明白端口结构及其功能。可以通过让学生完成一个彩灯控制电路的操作来学习这个内容。所需的知识有电路原理图和源程序，这些知识老师可以指导，对于源程序可以暂时不需要读懂，只需知道这个程序是什么功能即可。在老师的指导下学生根据要求动手完成电路的制作，并将源程序下载、调试、运行，实现彩灯的循环亮灯。完成之后，老师这时候就可以提出问题让学生思考。比如开关接在单片机的哪个引脚?发光二极管作为彩灯接在单片机的哪个引脚?为什么控制开关状态彩灯能改变亮灯方式?改变开关和彩灯连接的端口引脚会出现什么情况?通过这些问题引出要讲解的输入，输出端口并进一步讲解分析。让学生带着问题去操作，不但能激发学生学习的兴趣，调动学生学习的积极性，让学生深刻理解单片机输入／输出端口结构及输入、输出应用特点，一些硬件电路装接能力，汇编语言程序设计、调试能力等，而且能培养学生的实践操作能力和创新设计能力。
改革考核方式。全面综合评价学生。考试是评价教与学的一个重要手段。采用科学合理的考试方式能够进一步调动学生学习积极性，检查教学效果、教学目标实现的程度，以提高教学质量。在教学过程中，尝试建立了一套与课程相适应的综合过程评价体系，多方面、全方位的评价。从学生提出问题到分析问题、解决问题，从小组分工到合作情况，从解决问题到汇报成果，每个环节都有相应的考核评价标准。例如理论考试采用闭卷、开卷相结合的形式，闭卷考试主要考查学生对基础知识、基本理论的掌握程度，题型采用如填空题、选择题、判断题等客观的形式。开卷考试主要考查学生对知识的应用能力，题型采用分析题和程序设计题，引导学生开阔思路，充分发挥创新能力，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，培养学生严密的逻辑思维和推理能力。实践考试采取自评、互评和教师评价的形式。注重过程评价和阶段评价。实践过程是对学生的学习态度和独立完成任务的能力等方面的测试，实训结果是对学生完成的实训作品(包括设计报告)质量的评定。
成立兴趣小组，培养学生工程素质。兴趣是最好的老师，单片机和PC机一样，是实践性很强的一门技术。计算机是“玩”出来的，单片机也是一样。在“玩”的过程中激发学生的兴趣，通过课外兴趣小组，让学生制作一些自己感兴趣的电子产品来引导学生学习，只有多“玩”，才能真正的掌握它。课堂上的时间总是有限的，对于已经对单片机学习产生兴趣的同学来说，更希望有机会多接触单片机。因此教师可结合学校的实际情况，利用课余时间开展兴趣小组，有目标、有计划地给兴趣小组成员加以辅导，对于成绩突出的同学，可以选拔参加省市电子大赛。这会极大地激发学生的学习热情，使学生的应用能力得到进一步的锻炼，为他们将来成为一名优秀的电子工程师打下良好的基础。
总之，对职技校的学生来说，单片机的学习和教学都存在着一定的难度，只有在教学过程中根据学生的实际情况，不断地进行教学改革和实践，在教学实践中探索单片机的教学方法，因材施教。才能培养出学生对单片机的综合实践应用能力。
一、目前职技校单片机课程教学存在的问题
中职和技校学生理论基础薄弱。据有关数据统计，中职和技校的学生生源大部分是中考成绩偏差的学生，他们虽然想学技术，但是由于自卑或自信心不足，到学校来以后，往往缺乏学习的动力和主动性，这给专业课的学习，特别是单片机的学习造成了先天的不足。其中还有部分学生，发现问题、分析问题和解决问题的能力欠缺，这更加深单片机课程学习和教学的难度。
教学实验设施落后。重视程度不高。目前职技校的单片机课程的实验设备主要是采用单片机综合仿真实验箱。对于职技校的学生来说，单片机陌生而神秘。充满着好奇。但是让他们从这样一个综合的复杂的实验箱开始，会感到无从下手，对单片机的学习产生了畏惧和厌烦的心理。另外很多实验设备和学生所选用的教材不配套，这都给学生学习单片机造成了障碍。特别是对实验实训不重视，认为实验实训是教学的辅助环节，这就进一步增加了单片机学习和教学的难度。
教学模式陈旧，理论与实践脱节。职技校单片机教学由传统教学传承下来，教学模式比较单一，这样学生很难把所学的理论与实践紧密地结合起来，这使原本枯燥、抽象的理论学习更加枯燥。很多学校，实训环节往往放到学期的最后一两个星期来完成，之前学习过程中的一些难题都集中在最后实训，给学生造成单片机难学的困难局面，理论与实践严重脱节，也难以达到预期的实训效果。
教学内容更新缓慢。职技校教材模式单一，很多都是由大学教材或单片机技术书籍删减或缩写而来，内容覆盖面大但讲解不够透彻，不符合学生的认知规律。近几年随着课程改革的不断深入，教材虽然都在不断的更新。但是很多题例的选用过于陈旧，不利于调动学生的学习兴趣和积极性。随着科技的快速发展，单片机类型与功能更新较快，一些新型的外围器件也随之涌现，但由于受到教材内容和教学条件的限制，部分教学内容往往存在严重滞后新技术新工艺发展的问题，课堂上所讲的内容有时与工程实际相脱节，有的甚至早就被淘汰了。
考核方式滞后。教学方法单一。考试是教学评价的一个重要手段，采用科学合理的考试形式能够鞭策学生积极努力地学习。检查教学效果、教学目标实现的程度，以提高教学质量。单纯的卷面考试已无法真实地、综合地评价学生，这对职技校理论知识薄弱的学生会产生挫败感，不利于学习信心的建立。
二、教学改革及综合能力培养的探索
根据学生情况合理选用教材。近几年在单片机的教学中，本着因材施教的原则，首先着手教材的改革，要有适合职技校学生的单片机教材、配套的实验指导书及实验、实训设备。理论知识以“够用”为度，职技校教材内容上要浅显易懂，选用题例要贴近生活，易于激发学生的学习兴趣。例如教材中常用的例子“交通信号灯的控制设计”，目前还只是控制红、黄、绿灯，而实际的交通灯控制已经带有数码管或液晶显示了，并且交通信号灯对学生来说太普通了，没有新鲜感，难以激发学生内在的学习动力和潜能。教材内容要多配以相应的图示图解，帮助学生来理解抽象的知识，从视觉、感官上增加学生的感性认识。老师在教学过程中教学内容的选择要以教材为主线。多介绍一些先进的单片机知识，丰富教学内容，拓宽学生的知识面。选用一本好的适合的教材，教学效率会大大提高。
优化和创新教学模式。单片机是一门实践性很强的专业课。但是它的内部结构和原理部分的内容非常枯燥抽象，逻辑性很强，学生刚开始很难入门，所以激发学生对这门课的热情就很重要。理论课和实践要结合得特别紧才可以更好地理解，采用理实一体化或项目化课程教学模式，目的在于构建一个一体化、多层次、开放式的单片机实训平台。在理论与实践相结合的教学过程中帮助学生理解抽象的理论知识，让学生动手操作完成一个具有实际意义的产品，激发学生的学习积极性，引导学生从被动接受到主动探究的转化，挖掘学生的内在潜能，培养学生与人交流、相互协作、信息处理、自我学习、解决问题、处理问题及数字应用等能力。
丰富教学方法。提高教学效果。单片机教学过程中要充分体现教与学、老师的主导性和学生的主体性。这就要求教学过程中注重教学方法的灵活性和多样性。例如：可以采用兴趣引导法、任务驱动教学法、项目实践教学法、实用案例教学法、行为引导教学法、探究式教学法等多种有利于调动学生学习积极性的教学法。职技校的学生思维灵活但缺乏思考的深度、操作欲望强烈但缺乏主动性、表现欲望强但缺乏自信。恰当的教学方法能引导学生去思考。能激励学生去展示自己而不是压抑自己。例如：在讲授“单片机输入，输出端口结构”这一部分的知识时，如果单纯地讲解，很难让学生明白端口结构及其功能。可以通过让学生完成一个彩灯控制电路的操作来学习这个内容。所需的知识有电路原理图和源程序，这些知识老师可以指导，对于源程序可以暂时不需要读懂，只需知道这个程序是什么功能即可。在老师的指导下学生根据要求动手完成电路的制作，并将源程序下载、调试、运行，实现彩灯的循环亮灯。完成之后，老师这时候就可以提出问题让学生思考。比如开关接在单片机的哪个引脚?发光二极管作为彩灯接在单片机的哪个引脚?为什么控制开关状态彩灯能改变亮灯方式?改变开关和彩灯连接的端口引脚会出现什么情况?通过这些问题引出要讲解的输入，输出端口并进一步讲解分析。让学生带着问题去操作，不但能激发学生学习的兴趣，调动学生学习的积极性，让学生深刻理解单片机输入／输出端口结构及输入、输出应用特点，一些硬件电路装接能力，汇编语言程序设计、调试能力等，而且能培养学生的实践操作能力和创新设计能力。
改革考核方式。全面综合评价学生。考试是评价教与学的一个重要手段。采用科学合理的考试方式能够进一步调动学生学习积极性，检查教学效果、教学目标实现的程度，以提高教学质量。在教学过程中，尝试建立了一套与课程相适应的综合过程评价体系，多方面、全方位的评价。从学生提出问题到分析问题、解决问题，从小组分工到合作情况，从解决问题到汇报成果，每个环节都有相应的考核评价标准。例如理论考试采用闭卷、开卷相结合的形式，闭卷考试主要考查学生对基础知识、基本理论的掌握程度，题型采用如填空题、选择题、判断题等客观的形式。开卷考试主要考查学生对知识的应用能力，题型采用分析题和程序设计题，引导学生开阔思路，充分发挥创新能力，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，培养学生严密的逻辑思维和推理能力。实践考试采取自评、互评和教师评价的形式。注重过程评价和阶段评价。实践过程是对学生的学习态度和独立完成任务的能力等方面的测试，实训结果是对学生完成的实训作品(包括设计报告)质量的评定。
成立兴趣小组，培养学生工程素质。兴趣是最好的老师，单片机和PC机一样，是实践性很强的一门技术。计算机是“玩”出来的，单片机也是一样。在“玩”的过程中激发学生的兴趣，通过课外兴趣小组，让学生制作一些自己感兴趣的电子产品来引导学生学习，只有多“玩”，才能真正的掌握它。课堂上的时间总是有限的，对于已经对单片机学习产生兴趣的同学来说，更希望有机会多接触单片机。因此教师可结合学校的实际情况，利用课余时间开展兴趣小组，有目标、有计划地给兴趣小组成员加以辅导，对于成绩突出的同学，可以选拔参加省市电子大赛。这会极大地激发学生的学习热情，使学生的应用能力得到进一步的锻炼，为他们将来成为一名优秀的电子工程师打下良好的基础。
总之，对职技校的学生来说，单片机的学习和教学都存在着一定的难度，只有在教学过程中根据学生的实际情况，不断地进行教学改革和实践，在教学实践中探索单片机的教学方法，因材施教。才能培养出学生对单片机的综合实践应用能力。