单片机课程的“理实一体化”建设

单片机课程的“理实一体化”建设

摘要：针对当前高职院校学生基础差和轻视学习的现状，提出了一些单片机教学改革思路。在教学过程中解放思想，树立以职业能力培养为目标，根据不同的内容灵活运用项目教学法、任务驱动教学法和兴趣驱动法，引入现代化教学手段，丰富教学内容，实现理实一体化教学，取得很好的效果。

关键词：高职教育理实一体化单片机教学

国家高等职业教育发展规划（2011-2015年）纲要指出“遵循高职教育规律，以学生职业生涯发展为目标，突出实践能力培养，构建基于产教一体、工学结合、订单培养的人才培养模式”，我院也在积极探索高职教育教学模式，组建了电子信息技术专业群。《单片机原理与应用技术》作为电子信息专业群核心课程，在教学过程中抓住“突出实践能力培养”这一核心问题，突破以往理论与实践相脱节的现象，充分发挥教师团队的主观能动性，通过设定教学任务和教学目标，让师生双方边教、边学、边做，全程构建素质和技能培养框架，丰富课堂教学和实践教学环节，提高教学质量[1][2]。在整个教学环节中，理论和实践交替进行，直观和抽象交错出现，没有固定的先实后理或先理后实，而理中有实，实中有理。突出学生动手能力和专业技能的培养，充分调动和激发学生学习兴趣。

1 课程内容建设

为实现理论与实践交替进行，直观与抽象交错出现，就要对单片机课程内容本身进行重构，精心组织每一堂课的内容，根据不同内容选择相应的教学方法（如任务驱动教学法、项目教学法和工作过程导向教学法），同时与使用到的其它课程内容相互联系，构成一个统一的整体[4][5][6]。

1.1 单片机课程内容的重构

课程内容构建突出理实一体化，依据能力培养需求决定教什么、学什么、训练什么。在教学内容的构建中，将整个单片机课程按项目教学法设计为五大模块（如图1所示）。

每个模块分解为若干个子项目，其中模块一主要包含两个子项

目，知识点包括单片机内部结构和引脚、C语言程序设计和开发仿真应用软件；模块二包含四个子项目，知识点在模块一的基础上增加了单片机接口技术，如键盘和显示器等；模块三包含八个子项目，知识点增加了单片机定时器/计数器系统和中断系统；模块四包含四个子项目，知识点增加了数模与模数转换技术，单片机串行通信原理与应用；模块五是一个综合性的项目，包含两个子项目，知识点包括单片机应用系统设计、开发和调试的思路、方法和技巧，模块化程序设计方法等。将知识点与技能点分别融入每个项目中，项目的设计由易至难、由简单到复杂，项目之间具有独立性、实用性、可扩展性、可操作性，项目之间从内涵、难度上成递进关系。

构成能力训练模块时，考虑了相邻模块间的进阶关系，通过逐一模块的能力训练，学生可逐步提高单片机最小应用系统的设计与调试能力，再经过综合项目的设计、分析与调试，让学生全面了解整个项目基本技能综合运用的方法，进一步提高单片机应用系统的综合应用能力。知识学习由简单到复杂，技能训练由单一到综合，单片机技术应用能力逐渐贴近职业岗位要求。

1.2 单片机与专业内其他课程融合重构

单片机广泛应用于工业控制领域，单片机控制系统一般包括传感器、信号变换、单片机控制、隔离驱动和执行机构几个部分，可见单片机控制系统集多门应用技术于一体，是电子信息类和控制类专业的一门核心课程，实践性、应用性很强。要求教师在理实一体化教学中，

将已修课程（如数字电路、低频电路、传感器技术、电子工艺、电子线路CAD等课程）与单片机原理及应用有机的融合在一起，因此在每一个单片机项目内容设计与开发过程中，不单考虑单片机的理论知识，还兼顾与本项目相关的其它专业课知识，实现单片机与专业内其它课程整合重构。例如温度的测量控制项目，除单片机外，还包括温度传感器、模数转换、显示器和报警器等，将这些知识内容在单片机课程的设计中有机的融合在一起。

2 教学方式和方法改革

2.1 教材的选择

为更好的实现理实一体化教学，教材选用《单片机应用技术（C 语言版）》，全书以工作任务引导，从内容与方法、教与学、做与练等方面体现高职教育的教学特色。通过22个工作任务，主要介绍单片机硬件系统、单片机开发系统、单片机并行端口应用、定时与中断系统、显示与键盘接口技术、A/D与D/A转换接口、串行接口通信技术、单片机系统扩展，以及单片机应用系统设计等内容。注重技能训练，采用工作任务引导教与学，内容贴近电子行业的职业岗位要求，同时介绍了许多有关单片机应用的小经验、小技巧、小资料等知识，具有很强的实用性、可读性和趣味性。结合教材，在每一个项目或模块的教学中，首先勾勒出本项目所涉及的理论基础，以方便教师组织学生进行必要的理论准备，同时要给学生提出基本要求和提高要求，使得学生在完成基本的教学任务的同时拥有自主学习、自主创新的空

间，方便学有余力的学生进一步提高自己。所有的项目教学秉承由简入深的原则，通过渐进的学习逐步的领会和掌握知识。

2.2 教学方法的调整

改变传统的教学模式。以项目教学法为主，结合兴趣驱动、任务驱动、案例教学法等教学方法，根据不同内容选择相应适合的教学方法或几种方法的组合。首先是兴趣驱动，兴趣是最好的老师，在每一次课的开始阶段，展示与授课内容相关的产品或仿真现象，直观的告诉学生我们现在做的是什么，例如单片机驱动一个LED发光二极管，同学直观的看到发光二极管在一亮一灭，这样就创建了一个形象而且有趣的情景，从而激发学生的学习兴趣。然后根据现象提出任务，分析讲解实现任务的原理。以项目任务为教学单元，打破原有界限，包括硬件结构、指令、编程的先后顺序，将各部分知识分解成一个个知识点，为完成一个项目任务将不同知识点加以组合，最终实现一个个项目教学任务。完成一个项目任务就能清楚单片机的开发过程，完成二、三个项目任务，就能自己模仿性的编出自己的程序，使得学习过程是一个不断成功完成任务的过程。当所有项目任务完成，知识点就全掌握了。

2.3 实验实训改革

Proteus是美国Labcenter Electronics公司出品的单片机仿真软件，Proteus除了能仿真模拟电路、数字电路、数字模拟混合电路外，其