单片机课堂任务环节的设计与实践

李霞

摘要：利用课堂环节设计，打造综合成长型课堂。任务设定为广告牌的设计与制作，内容与现实接轨，让专业知识落地实用，采用小组合作，多元评价方式，并在任务中渗透情怀教育，融合了产品设计DIY流程，实现学生“技能”+“素养”双成长。

关键词：产品设计  合作式  多元化 情怀渗透

众所周知， 单片机是一门应用非常广泛的专业课，几乎涵盖了我们智能化生活的方方面面，伴随着AI时代的到来，物联网技术应用进一步落地，市场中单片机的需求量庞大，行业发展前景广阔.而产品的设计与制作也是未来工业发展的大趋势，是世界技能大赛含金量很高的项目，为了让同学们在课堂中既能形象的学到单片机专业技能，又能体验DIY产品设计流程，本次课堂设计为单片机典型任务——炫彩广告牌的设计与制作。授课的时间节点为欢庆祖国70华诞，以此设定任务来源，要求学生基于STC89C52单片机设计制作一款国庆炫彩广告牌。

该课堂任务有三个特点。一是真实性，接地气。在传统的单片机课堂中，理论式讲解抽象枯燥，学生较难理解，所以知识的落地和形象化很重要，在日常生活中，彩灯广告牌真实可见，该任务与现实接轨，让学生了解真实的LED广告牌设计制作流程。二是典型性。KEIL+PROTEUS软硬件结合调试是产品设计仿真的核心环节，在该任务中，有相对完整的流程展示。三是开放性，秉持服务于生活的原则，学生后续可以DIY设计感恩节，教师节，父亲节，母亲节等节日展板，以及宿舍班级的炫彩logo等，引发学生的学习兴趣和热情。

我设定的课堂目标为综合成长型课堂。学生可以从课堂中汲取到丰富的营养。通过一体化课堂的环节设计和落地的典型任务实施实现学生“技能”+“素养”双成长。技能方面，学会PROTEUS仿真软件的无线连接和单片机C51程序的DIY改编，完成国庆展板设计。素养方面，既能“独立思考，举一反三”，又能学会与人交流的“合作式学习”，技能扎实，人格和谐，同时给学生渗透“爱国情怀，感恩教育”，培养社会责任感。

一：学前准备，根据学生特点，合理分工

从多元分组和多元评价两方面打造智能多元合作课堂。多元智能化理论告诉我们：每个学生都有自己的智能强项和智能弱项。学期初，参考多元智能表的评分结果，合理的划分课堂合作小组。小组内部进行角色分配，包括：小组长，发言人，材料员，纪律员，协调员等角色。比如说强项为交际智能的让他担任组长，强项为语言智能的，担任小组发言人，强项为自省智能的让他分管纪律，强项为运动智能的让他负责实验开发板和元器件的分发整理和回收。强项为逻辑智能的让他担当协调员。

二：教学实施环节6步骤

本任务的重点是PROTEUS电路设计无线连接，难点是KEIL中的程序改编。该任务需要具备以下教学资源：一体化的实训场地，丰富的信息化教學手段，配套的仿真软件，教材以及工作页等。

1.课前我会通过学呗APP，针对于本堂课的重难点，以“学习地图”的方式，从网上发布相关预习任务。学习地图可以记录下每个学生的学习时间和学习痕迹，据此可以准确掌握学生的预习情况。此阶段学生通过各种渠道搜集资料，了解简单的logo设计方法，设计logo样图。

2.课堂上师生共同整合各个小组提交的设计内容，确定最终设计方案：I love U 中国。彩灯效果为依次点亮再延时两秒闪烁，重复循环。

3.小组内部讨论，明确任务合理分工，制定方案，填写相关任务单，计划表。确保责任到人，为了防止组内同学搭便车，每个同学单独负责一个元素的设计工作。

4.硬件电路无线链接的实施流程。在该环节先完成的同学自动升级为组内助教，帮助其他同学，培养他的沟通能力，收获成就感。完成比较困难的同学，也摆脱了孤军奋战的状态，融入集体，激发学习动力。这个环节让学生们学会合作式学习。

5.软件编程的难点，一是人为设计涵盖全面的程序出错点。二是设计了简单易行的程序改编。把编程的难度分解，让学生们体验到会搭积木就会编程序。并利用仿真实时回馈，及时发现问题。具体实施：

（1） 提供程序母版，学生只需在模板程序上针对性的改编。（2） 采用模块搭建法进行程序改编，把程序按功能分解成若干个模块，像搭积木一样把程序模块搭建起来。（3）设置参数陷阱，例如：delay函数的参数，端口的错误赋值等，先让学生掉到陷阱里，发现问题，再让学生想办法爬出陷阱解决问题，在掉坑爬坑的过程中理解并学会关键参数的合理设置。

6.软硬件调试成功后，以小组为单位申请教师审核。记录完成情况，纳入成绩。审核通过后，将国庆炫彩logo图编辑成视频上传班级QQ群。

组长负责撰写总结评价，管理材料员负责整合原料清单为下一环节电路板焊接做准备。

三：教学评价

多元评价法。运用班级优化大师APP和测评表，取师评+自评+小组互评综合得分。学生的成绩取小组成绩加个人表现加分，这样极大地提高了学生的课堂主动性和团队合作精神。

四.思维拓展

1.绿色城市，垃圾分类势在必行。分类垃圾箱在夜间或暗处如何分辨呢？通过给垃圾箱设计简单醒目的LED发光图标，解决实际的夜间分辨问题。 （1）垃圾分类LOGO的设计 （2）LOGO颜色的设定 （3）LED灯花样的设定。

2.提出问题：logo设计复杂图形的灵活性和逼真性如何实现。为LED点阵屏的讲解埋下伏笔。

五：教学反思

1.专业知识的学习方面，“慢“就是“快”，“有用”才有用，在任务实施过程当中要稳扎稳打，有条不紊，多试多用，多错多探究，用的多了才会用。

2. 把学生放到小组团队里，激发持续的学习动力，在小组协调协同作战环节，体会到合作学习的方法和重要性。

结束语：课堂任务环节的设计采用任务驱动式教学方法，依托“多元化”和“一体化”理论，运用了丰富的网络多媒体教学手段并与社会实践紧密融合，注重知识的落地性和实用性，在授课环节中通过内容设计渗透“爱国情怀”教育，致力于培养“德技双馨”的职业人才。

参考文献：

【1】 张永红. 《单片机应用设计与实现》北京：电子工业出版社

【2】 陆中宏  《单片机应用技术》北京：机械工业出版社

【3】（美）L. A. 巴洛赫（Lynda A. Baloche） 《合作课堂： 让学习充满活力》华东师范大学出版社