基于实物教学和任务工单的单片机教学模式探索

张玉明，陈慧蓉，万鸾飞

（芜湖职业技术学院电气工程学院，安徽芜湖 241001）

基于实物教学和任务工单的单片机教学模式探索

张玉明，陈慧蓉，万鸾飞

（芜湖职业技术学院电气工程学院，安徽芜湖 241001）

根据高职教育教学改革的要求，针对目前国内高校普遍存在的实践教学薄弱的缺陷，对单片机课程进行了“实物教学，任务工单”教学模式的课程改革，精心设计了“实物制作—任务分解—理论讲解—效果演示—任务工单下达—自主完成”的一整套教学方案，以学生为学习主体，让学生体会学习的乐趣，同时提高学生的动手能力，理论知识的掌握也更扎实。

任务工单；实物教学；教学模式；单片机

一 引言

高等职业教育肩负着培养面向生产、建设、服务和管理等一线需要的高技能人才的使命。[1]而专业课程的教学是高等职业教育人才培养的重要抓手。每门课程的教学模式和教学技巧对教学效果乃至对相关专业人才培养的质量至关重要，因此课程教学模式改革无疑也是当前高职人才培养模式改革的重要部分。

单片机这门课程是电子电气等电类专业的主干专业课程，[2]同时也是实践性很强的课程。它的教学任务是让学生掌握单片机内部的整体工作原理，掌握单片机的硬件结构、软件程序及其扩展应用技术。学生只有通过设计硬件电路、编制软件程序、仿真调试等实验实训过程，才能加深对所学理论知识的理解，开拓思维，提高实际动手操作能力和分析、解决问题的能力，同时培养创新应用能力。

目前单片机教学存在以下问题：

1.重理论轻实践。实验实训学时数占比小，实践部分在成绩评定中占比也小甚至忽略，对实践教学的重视程度不够，结果是一门课上下来，学生头脑里只有模糊的理论知识而且很快就遗忘了，学生实际操作能力得不到培养。

2.实验实训教学内容设置不合理，认识验证性质的实验多,动手设计且具有启发性的实验实训少。

3.实验指导书过于详细，实验设备高度集成化，学生很少自己编制调试程序，仅仅连几根线，输入给定的程序看看实验结果是否正确而已，由于实践环节和理论环节没有做到相辅相成，限制了学生的创新能力、动手能力和综合分析能力，很多学生学完该课程后仍有“摸不透”的感觉，可想而知培养出来的学生只能是“纸上谈兵”。

鉴于以上的现状及实际教学体会，我们对单片机的教学模式改革进行了积极的探索和实践，精心设计了“实物制作—任务分解—理论讲解—效果演示—任务工单下达—自主完成”的教学方案，学生接受一定的理论知识并且收到任务工单后，会积极地完成任务。在完成任务工单的过程中，会主动查阅资料，会互相讨论，不清楚的还会问老师，有强烈的求知欲，学习兴趣也得以提高,教学效果良好。

二 “实物教学，任务工单”教学模式中实物教学项目的构建

单片机实物教学项目构建的依据是：1.专业建设指导委员会在本课程重建中的论证以及大量从事本课程教学任务教师的指导意见。2.在市场调研中，高技能应用型人才知识结构对本课程的需求以及毕业生的综合反馈。图1为本课程实物教学内容的构建过程。

图1 单片机课程实物教学内容的构建过程

形成一个或多个实物教学项目后，以该实物教学项目为载体，寓教于乐，既掌握理论知识，又锻炼动手能力和思考问题并解决问题的能力，培养学生适应职业岗位需要的综合能力。由于单片机技术发展迅速，所以实物教学的项目不是一成不变的，而是适时根据具体情况进行调整。图2为课程实物项目的调整过程。

图2 课程目标项目的调整过程

由于教学时间限制以及资源限制，不会制作过多实物，但如果将所有所需功能全部集中在一起，所需电路又可能过于复杂而增加制作难度，一般选择将部分功能集成做在一块PCB板上以达到节约资源的目的，所以实物电路制作一般选择1～4个为宜。

图3 任务工单的设计

三 依据实用性、趣味性和可操作性原则，进行任务工单设计

将整合的课程单元教学内容转化为对应的单元任务，这个转化过程称之为单元内容任务化。[3]单元内容的任务化改变了传统的教学方式，传统的教学方式是老师在上面讲，学生在下面听，是一种单工通信的模式，学生很被动的学习，很难产生学习兴趣。单元内容的任务化改变了这种教学模式，学生由被动变主动，学习兴趣大大提高，在完成任务工单的同时也轻松地掌握了单元理论知识。当然任务工单需要精心设计，设计任务工单要考虑到尽可能多的涵盖重要的知识点和技能点，还要尽可能找一些实用而且有趣的贴近生活的项目。任务工单的设计还需要考虑完成任务的难易程度，不能一开始就弄一个复杂的任务，要由简单到复杂，把重要的知识点和技能点逐步融入到单元任务中。

由于知识点和技能点的内容有多有少，有时候一个任务要再次分解成几个子任务，对应多个任务工单。以了解程序结构为例：我们先制作一块包括单片机、LED发光二极管、数码管、按钮等多种器件的PCB电路板，学生可以通过制作过程了解单片机系统的组成以及外围器件的连接方式，再通过确定任务目标（了解程序结构）来引导学生回忆相关理论知识，并进行子任务1的理论讲解和实物电路效果的演示，然后下达任务工单1让学生自主完成，以此类推，如图3所示。

教师下达任务工单后，学生自主在电路板上完成任务，是否完成结果一目了然，学生能自主修改，在自主完成过程中，如果任务较复杂，可进行小组讨论，必要时，教师加以指导。学生在完成任务的过程中，既掌握了新的知识,又锻炼了自己的动手能力,同时在整个任务完成的过程中也加深了师生之间感情以及同学们之间的协调合作的团队精神。

四 课程考核评价方式

这种基于实物教学和任务工单的教学模式，考核注重平时成绩，因为每个任务工单都是一项考核内容，不再是纸上谈兵，每个任务完成情况很直观地在电路板上呈现，学生也在第一时间了解自己的学习结果。因此可以对每次任务工单的完成情况进行打分，这是过程评价。在学期期末布置一个较大的任务工单结合理论考核来进行期末评价，最后综合过程评价与期末评价来给出学生最终成绩，这种评价模式更能真实而全面地反映教学情况。

图4 考核评价方式构成

五 结束语

单片机课程采用“实物教学，任务工单”的教学模式，学生通过制作实物电路，在完成具体的任务工单的过程中，理解并掌握晦涩枯燥的理论知识,同时提高自己的动手能力和分析解决问题的能力。

实际教学过程中，一般把学生四到五人分为一个兴趣小组，学生独立自主完成任务，在独立自主完成任务的过程中鼓励同学们之间相互讨论相互学习，重点难点部分师生共同参与。通过“实物教学、任务工单”的教学模式的改革，学生的学习兴趣和学习积极性得以大大提高，学生的自主学习能力和实际动手分析问题并解决问题的能力也得以大大提高，同时还培养了学生的团队合作精神。

[1]池云霞,梁艳.关于高职院校课程效能影响因素的探讨[J].职教论坛，2010(9):43-45.

[2]黎斌.《单片机原理与接口技术》课堂教学探讨[J].考试周刊,2012 (46):127-128.

[3]陈慧蓉,张学亮.任务驱动:教、学、做一体在自动控制技术课程中的应用[J].宿州学院学报,2011,26(8):124-126．

[责任编辑刘贵阳]

The Exploration to Teaching-mode of Single-chip Microcomputer Based on Object-teaching and Task-order

ZHANG Yu-ming, CHEN Hui-rong, WAN Luan-fei
(Department of Electrical Engineering, Wuhu Institute of Technology, Wufu 241001, China)

On the basis of the demand to teaching-reform of the higher vocational education and directing at the weak of practicalteaching, we put into effect the exploration and practice to teaching-mode of single-chip microcomputer based on object-teaching and task-order, and we designed elaborately a teaching scheme which starting at object-making, from task-decomposing to theory-explain then arranging of task-order and accomplishing by students own in the end, this way which students study positive and enjoy the process may enhance the students’ capacity of solving practical problem and master best theory.

Task-order; Object-teaching; Teaching-mode; Single-chip microcomputer

G433

A

：1008-9128（2017）04-0108-02

10.13963/j.cnki.hhuxb.2017.04.030

2016-12-23

安徽省质量工程项目（2014jyxm475；2015zy085；2015jxtd056）.

张玉明（1968- ），男，安徽芜湖，副教授，硕士， 研究方向：单片机应用，图像处理，保密通信。