任务驱动促进单片机课程教学改革策略研究

摘要：单片机课程作为一门综合性强、实践性强及工程性强的课程，采用传统的教学方式导致教学偏重于理论，不利于学生实践技能的训练提升，导致教学偏抽象，学生缺乏单片机专业知识学习的积极性。而当前的教育改革更强调以学生为中心的任务驱动教学模式，是当前单片机教学改革的一大创新，在初步的尝试运用中也取得了理想预期。本文主要就任务驱动促进单片机课程教学改革问题进行探讨，明确任务驱动教学模式的优势，分析其带来的单片机教学改革的持续优化，以为单片机课程改革的持续深化提供相应的指导与参考。

关键词：单片机;任务驱动;教学创新

单片机课程教学着手任务驱动教学模式的运用，可以让学生在明白单片机工作原理的基础上去解决實践中的各种问题。在单片机教学中可以设计一个个具体的探究任务，让学生在任务学习线索的引导下，在实验和软件编程等操作中训练提升能力，善于发现问题并解决问题。

一、单片机教学存在问题简析

单片机教学应突出学生的实践能力培养，强调学生的自我学习与训练。传统的单片机课程教学往往以学科为本位，忽视学习者的能动性发挥。在实际的教学中更强调课程本身的体系结构和逻辑关系，教学以单片机结构讲解为主线，虽然教学思路清晰，教学高效，但不利于学生创新实践和思辨能力的培养，教学高效但不高质。学生在了解硬件知识的基础上去学习指令知识，在此基础上进行编程知识的涉猎学习，再到实践知识的学习、开发知识的学习，整个学习过程中更偏重于知识，缺乏理论与实践教学的融合，学生在学习中鼻子眉毛一把抓，没有重点和导向，知识的学习也没有在实践中得以验证，导致学生记忆不深。学生更谈不上体会到某个知识点学习的意义和学习的乐趣，知识点无法在头脑中有效建构，这种教学是低质量的，带有严重的形式化、理论化色彩。因此单片机的课程教学改革势在必行。

二、单片机教学中任务驱动教学模式的运用

任务驱动的教学模式改变了传统的单片机静态的教学模式，变静为动，增强教学实效。任务驱动模式引入到单片机课程教学中，实现了分散的知识点的整合，最终以任务贯穿的形式展示出来。在教学中，教师必须着眼于学生基础性知识的学习、应用性能力的培养和实践技能的提升，变“满堂灌”的教学模式为案例的分析、实物的演示、仿真演练等，让学生自觉去完成任务，真正取得理想的学习效果。本文以交通灯控制系统设计为例，进行任务驱动教学模式运用的具体说明。

（一）设计教学目标

教师明确课程目标任务：设计交通灯控制系统

（二）精选教学内容

教师在选择教学任务时必须要了解学生的现有认知水平，且确保所选择的任务与所要讲述的知识有密切联系。在任务的设置上要力求让知识点形成整体，让学生获得综合性的学习体验。要合理控制任务难度，保证学生保持信心，让学生循序渐进地完成任务。就交通灯控制系统的设计来说，其涵盖的知识点较多，有单片机最小系统知识、点亮发光二极管知识点、数码管显示知识、中断系统知识等。针对这些繁琐的知识点可以进行子任务的合成，从单片机最小系统点亮发光二极管入手，在此基础上过渡到数码管显示方法的学习，再到定时器、计数器应用秒表的设计，再到各部分的综合，从而使得学生对交通灯控制系统学习任务涉及到的主要技术做到心中有数。具体设计教学任务内容，以交通控制系统教学为例，对应四个子任务，一是构建单片机最小系统，点亮发光二极管，让学生在此过程中明确单片机的内部结构及管脚功能，会设计时钟电路和复位电路。任务二是用数码管显示零到0-9十个数码，让学生明确数码显示的原理，掌握动态与静态的显示方式以及所对应的硬软件连接方法，让学生对C语言函数调用方法、延时方法有相应的了解。任务三是用定时器去设计倒计时秒表。让学生掌握定时器准确定时的方法，学习定时器的工作方式、初始化编程方法、中断处理函数编程方法等。任务四是让学生设计出带倒计时显示的交通灯控制系统，其建立在前三个任务完成的基础上，让学生结合前面的三个字任务综合推出完整的交通灯控制系统设计作品。

（三）教学科学实施

首先分析任务，制定计划。教师发挥引导作用，让学生进行具体任务的分析，充分探讨的基础上去了解完成任务，让学生根据知识点包括已有的知识点和新知识点，制定任务实施的计划。在这一过程中，教师应针对共性问题、重点问题进行理论讲解与实践指导，通过简单的案例去进行实际操作的展示，为学生实施任务奠定理论基础。其次，进入任务实施阶段，以任务实施计划为依据，让学生以小组为单位，仿照堆积木的形式，将任务达成所需要的知识点有机结合在一起，通过反复的调试与修正，仿真运行结果或制作成实物。在交通灯控制系统的设计中就是让学生组内探讨交流，大胆尝试，进行思路的拓展，最终推出完整的交通灯控制系统。最后，归纳总结，主要对应任务的评价。任务驱动模式将单片机课程按照知识结构划分成多个任务，每个任务的结果有可能对应下一个任务的延续，每个任务都应以学生掌握的内容和任务实施的结果作为首要评价。通过评价，让学生总结任务完成的思路技巧，明确理论的不足，加强实操经验的积累，让学生熟练掌握操作流程，可以进行任务的拓展训练，实现知识与技能的迁移，也通过集体归纳总结，实现“一题多解”。

结束语：

科技的创新发展也使得单片机的开发研究更为深入，单片机的应用也更为广泛，成为我们生产生活必不可少的物件。而市场上对单片机专业人才的需求也更为迫切，在实际的教学中必须积极推行任务驱动教学模式，以带来理想的教学实效。

参考文献：

[1]李莹.网络环境下中学生单片机任务驱动教学实效的研究[D].北京理工大学，2015.

[2]付克兰，邹承俊.任务驱动式翻转课堂教学模式的应用研究——以高职《单片机原理及应用》课程为例[J].教育教学论坛，2018（14）：244-246.

[3]张迎辉.任务驱动项目教学法在“单片机应用技术”教学中的运用[J].教育探索，2013（06）：43-44.

作者简介：姓名：丁少玲（1984年9月），性别：女，民族：汉，安徽省合肥市人，学历：本科，职称：讲师，单位：合肥信息技术职业学院，单位邮编：230601，研究方向：电子信息。