基于工作过程的单片机课程教学设计探讨

摘要：单片机是自动化专业的一门技能性和实用性较强的专业课程，学好该课程不仅需要动脑，还需要动手实践。依据典型的单片机应用产品开发过程实施课程教学，构建优良工程实践环境，有助于学生掌握单片机设计的基础知识与能力，更有助于培养学生独立自主的学习能力。

关键词：工作过程；单片机；教学改革

中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）05-0199-02 一、课程设置

本课程是电气自动化技术专业课程体系中的专业专项能力课程之一。先修课程有：模电、数电及检测技术等专业基础能力课，学完本课程可继续学习计算机控制、机器人控制等技术课程、进行毕业设计，参加顶岗实习。所以本课程教学目标是：正确理解单片机系统组成、硬软件设计；能够进行单片机控制系统开发、现场维护，诊断故障；培养独立、负责任、在团队条件下有效完成工作任务的能力。

二、教学内容的设计与选取

设计教学内容之前，需要先深入企业调研，明确就业岗位群以及培养目标；然后分析职业岗位的需求，形成了工作任务分析表，确定课程目标；接着以岗位需求和职业能力为核心设置项目内容。[1]具体设置项目内容时，一方面以工程应用为背景，以典型电路为载体设置项目任务。另一方面遵循认知规律及高职人才培养规律，项目从简单到复杂，逐渐提高能力要求。教材选用江苏省精品教材，训练项目共九个[2]。

三、课程实施

本课程采用CDIO工程教育模式，构建优良工程实践环境，教学流程主要依据典型的单片机应用产品开发工作过程进行制定。[3]典型的单片机应用产品开发工作过程主要有：项目任务书撰写、需求分析、方案设计、硬件设计制作、程序设计、系统调试、功能改进、交付使用、项目总结等。由此在教学过程中，需要让学生先明白做什么（下达任务书、分析需求）；再考虑怎么做（方案设计）；然后学中做，做中学（硬件设计制作与程序编制调试，深化知识，边学边做，不断完善功能）；接着提交作品，总结；最后完成项目。下面以“项目四模块2[2]采用定时器计数方式的转速测量电路设计与仿真”的教学为例进行说明。

1.做什么。教师先通过播放流水线计数视频，展示手机定时功能来展示定时/计数功能。然后教师发放任务书，阐明任务1的工作目标，介绍本设计需实现的功能。通过ppt展示转速测量电路功能，详细讲授定时/计数器用途。

2.怎么做。教师以独立工作法、扩展小组法方式组织各组学生制订、讨论、修改、完善转速测量电路设计方案，即学生先独立设计方案，接着再2人一组讨论，最后4人一组完善方案。

3.学中做，做中学。用案例教学法与示范训练法，教师提供电气原理框图，在PROTEUS软件上示范操作任务1转速计数器。学生通过自我负责的搭档合作，学习定时计数器结构、工作方式，专用寄存器TMOD、TCON、IE、IP的设置。教师收集学生学习过程中遇到的问题，针对重点与难点使用课件FLASH动画进行讲解。学生通过组内交流，讨论设计电路，然后绘制硬件电路图，合作编程。

教师在这过程中进行个别辅导，引导学生解决软硬件调试中遇到的问题；深入讲解定时计数器工作方式特点；使用课件演示讲解16位定时/计数器T2；采用卡片复习法，即让学生抽取写有关键词的卡片，向其他人简短清晰的阐述有关该词的信息，然后全班一起评价并补充答案，帮助学生加深了解本项目中应掌握的基础知识。

4.完善。通过小组拼图法，各小组派两位同学到其他两个小组参与讨论学习设计方案、电路设计图与程序，然后回到自己小组继续完善方案、电路设计与程序，将程序下载至开发板调试。

5.总结。学生进行作品演示，总结完成此次工作任务的经验，并进行小组自评、组间互评。接着教师对完成的任务进行评分。此外，因为我们关注学生学到了什么，所以要求学生评估教学效果，提出修改教学方法的意见与建议，老师根据反馈意见修改教学方法。

6.项目完成。学生按照6S标准做好安全与卫生工作。教师检查器件整理、卫生清理工作的完成情况并评分。

四、课程考核

课程考核由过程性考核、阶段性考核和综合性考核组成，分别占课程考核的20%、30%和40%。过程性考核有常规考核和任务完成质量考核两部分组成。常规考核是考核学生的参与积极性、安全意识、卫生状态。任务完成质量考核需要针对不同任务制定详细的表。阶段性考核是在每个项目结束后，考核学生对本项目中涉及新技能的掌握能力。综合性考核分理论考核与实践考核，在本课程结束时考核学生对本课程的掌握能力。

五、总结

课程教学实施一段时间后，获得了学生、行业企业专家好评，2010年本课程被评为国家级精品课程。学生与教师也在学与教的过程中积极参加各项比赛并获得优异成绩，在2011年全国大学生电子设计大赛中获得江苏省一等奖1个，二等奖1个。2011年全国高校电子信息实践创新作品评选中获得一等奖2个。不过本课程还需不断更新教学内容，不断完善以能力考核为主的评价体系，不断深入开展与企业的项目合作，与时俱进，保证教学水平和质量。

参考文献：

[1]姜大源.职业教育学研究新论[M].北京：教育科学出版社，2007.

[2]耿永刚，陶国正，等.单片机与接口应用技术[M].上海：华东师范大学出版社，2008.

[3]石铁峰.基于CDIO理念的三级项目设计与实践[J].教育与职业，2011，（35）.

作者简介：许文稼（1983-），女，江苏常州人，常州机电职业技术学院，讲师，硕士，主要从事职业教育研究及自动化类专业教学工作。