《单片机应用技术》课程实验实训项目改革探索

摘要： 单片机是一门实践性和技术性很强的课程，如何设计激发学生的学习兴趣、让学生能运用学过的知识创造发挥的实验实训项目在单片机教学过程中非常重要。本文按"任务驱动法"对实验实训内容进行调整，合理安排实验实训内容，并针对不同的项目采用不同的教学方法，借此探索在传统实验方式上的教学课程改革，加强学生实践能力和创新精神培养。

Abstract： SCM is a strong course of practicality and technicality, and how to design to stimulate students' interest in learning, let students create and play experiment and training project by using what they learned in the teaching of SCM is very important. This paper adjusted the contents of the experimental training using "task-driven method", reasonably arranged the contents of experiment and training, and took different teaching methods aiming at different projects, and hereby explored curriculum reform in the traditional experimental way to strengthen students' practical ability and creative spirit training.

关键词： 单片机；实验实训；改革；安防行业

Key words： SCM; experiment and training; reform; security industry

中图分类号：G424 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）04-0235-02

0引言

单片机是安防行业电子产品经常选用的微处理器之一，因此，学好与掌握单片机的开发过程、安防单片机产品调试与检测过程是安全防范技术专业学生的重要基本功。

《单片机应用技术》课程是安全防范技术专业的主干课程，是一门面向应用的、具有很强的实践性与综合性的课程，实验实训在单片机教学中占有重要的地位。如果单从课堂教学来看，抽象难懂，既难教又难学。学生往往学完这门课后，常常感到内容枯燥、无所适从，无法形成单片机应用系统的清晰概念，既不知如何系统设计，也不知如何进行芯片选型，更不知如何进行软、硬件综合调试，因此，依据学生的特点和课程的特点，如何设计开发激发学生的学习兴趣、让学生能运用学过的知识创造发挥的实验实训项目就成了当前亟待解决的问题。

传统的单片机实验实训，验证性实验较多，创新性实验不足，存在针对性和实用性不强、课程内容与企业、行业和社会需要结合不够、设计过程不合理等现象，学生只是被动地接收，没有实训的兴趣，学生普遍感到枯燥难学，不能体现高职学生动手能力强的特点。并且，传统单片机实验实训的教学内容对实训目标、实训内容、实训设备、实训工具、实训环境、实训要求、实训注意事项的全面介绍有欠缺，且实训教材内容未能及时更新，相关企业、行业的新的技术内容没有及时编入教材，对岗位群的技术要求掌握不够，可操作性不强，使学生难以对实训能做到有的放矢，达到预期的实训效果。并且当前的高职院校的实验实训课程设计普遍存在针对性和实用性不强、课程内容与企业、行业和社会需要结合不够、设计过程不合理等现象。实训课程的科学性、先进性是提升教学质量，实现教学目标的重要保障，是提高学生就业上岗和适应职业变化的能力等专业实践技能的必要训练。

因此，要改革传统的单片机实验实训，以培养学生能力为中心，开发具有灵活、开放和综合性特点的单片机实验实训项目，以充分地调动学生学习的兴趣。

1按“任务驱动法”对实验实训内容进行调整

1．1 企业参与实验实训项目内容的设计过程依托专业与众多省内安防企业的良好合作关系，通过多种形式向安防产品生产企业高管、设计、调试等一线人员及在安防行业从事产品调试、维护和生产管理工作的往届毕业生征求课程建设的意见和建议。具体的做法：①广泛征集安防单片机产品生产一线案例，从中进行筛选典型工作案例，加工（去除一些敏感信息）转化为适于教学的教学案例；②企业及时提供行业技术、产品的更新信息和设计要求、设计思想的变革，实现课程内容的动态更新；③与在安防企业一线从事单片机应用产品调试、维护和生产管理的毕业生交流，听取毕业生的意见。④通过与行业企业的深入交流，确立了以面向安防产品组装与调试、安防产品设计助理、安防产品维护维修等岗位、针对实际工作任务应具备的职业能力，全面进行实验实训项目的改革。⑤将课程实验实训、参与性顶岗实习、毕业设计等实践教学环节与企业实施的安防产品生产一线工作流程紧密结合，使教学贴近岗位、贴近应用。

1.2 以工作任务为载体，引入“任务驱动”思想，构建实验实训内容通过一系列的安防单片机生产一线企业的调研和分析，紧扣单片机的开发工作过程，筛选得出了典型工作任务。每个工作任务的教学内容和过程都按照完整的开发流程展开，根据不同的对象和系统，各环节的教学要求有所侧重，着重培养学生安防产品的软件调试与软硬件联调能力。单片机在安防产品中应用的典型工作过程如图1所示。

1.3 遵循由浅入深、由简到繁的学习规律序化实验实训教学

在工作任务置上采用先基本后专题、先基础后应用的方式。在实训任务的下达中也是先简单后复杂，先部分后全面。

1.4 遵循以学生为主体的思想选择控制对象在控制对象选择上尽量贴近学生的活动领域和生活经验，避免因对对象的不了解而加大难度，同时使工作任务“实用性”强而提高学生的学习兴趣。在实训任务的内容、时间设置上要考虑到学生的可完成性，尊重学生的个体差异，在任务深度上按照学生能力的差异适当区别对待。

1.5 体现安防单片机产品设计、调试的循环性、反复性实际的安防单片机产品在制作、调试过程中，根据实现功能的复杂度，可能进行多次的循环工作，在教学过程中，我们也遵循这样的环节，要求学生每个任务的完成都要经过反复的调试、对比、记录。

2实验实训项目内容的安排与组织

2.1 内容的安排在单片机实验实训教学中采用了“基于工作过程”的理念，任务驱动的教学方法，重新改编实训内容，收集了大量与安防专业有关的应用实例，通过筛选、整合成典型的工作任务，把各个任务作为线索穿插于单片机硬件、指令系统、汇编语言、接口技术的讲解中，让学生在具体的工作任务中学到理论知识，强调的是“边做边讲边学”，把所要传授的各项理论知识和实践技能按由浅入深、够用、现学现用的原则分解到一个个具有明确应用目标的工作任务中，学生在完成了工作任务后，知识点就学好了，教学目的就达到了，从而充分发挥学生学习主体作用，使学生熟悉单片机课程学习的流程及主要环节；掌握单片机开发的安防产品研发过程、生产调试等方面的知识；培养学生动手实践能力和独立创新意识，促使学生将基础理论知识与实际操作技术相结合；教师以实际工作任务为案例，按照实际单片机的设计流程进行知识的讲解和实训指导；学生以预先下达的设计任务为目标，边学边做，接受教师全过程指导，完成设计实训，实现“教、学、做”于一体的教学模式。

学生的知识体系在真实工作过程的实践中体验、完善，培养了学生专业能力、方法能力、社会能力，增强了学生自信心，紧跟了当今职业教育的改革方向。

2.2 内容的组织教学内容的组织突破传统知识体系结构，按照单片机开发工作流程的要求，重组、序化内容。实际上，单片机开发的安防产品牵涉面广，具一定的复杂性和特定性，出于能力培养的基本规律，课程设计中将实际安防单片机产品一线的任务进行筛选、简化，这样基于企业真实案例得到充足的教学素材，然后根据安全技术防范系统的组成，选择常见安防单片机产品，遵循学生职业能力培养递进规律，由浅入深，组织教学。

每一个工作任务的实施，都按照单片机的实际开发工作过程进行组织安排教学内容，注重学生软硬件调试能力的培养，体现职业性与实践性。每个工作过程的实施过程见图2。

3改革实验实训教学方法

贯彻以学生为主体的教学理念，穿插应用课堂提问、分组讨论、启发教学等教学方法引导学生积极思考、主动学习、灵活运用，在培养专业能力的同时注重学习方法和社会能力的培养。在教学中，根据不同的学习单元、不同的学习性工作任务，采用不同的教学方法。下面介绍几种常用教学方法的具体运用。

3.1 任务驱动法在课程的每个阶段，定出具体任务，例如学习单片机的中断和定时/计数器知识内容前，我们先下达“使用红外探测实现非法进入探测区”的工作任务，然后分析工作流程，最后得出要完成这个工作任务，需要哪些知识，进而进入知识点的学习，学好后再来解决这个工作任务。做到边做边学，学中做，做中学。

3.2 项目导向法在课程中以项目导向法展开教学，包括：①给出一个任务以及功能要求；②确定初步方案；③分析硬件构成图与流程图；④编程并联调；⑤运行与修改，使学生在实训中熟悉单片机软硬件设计的方法和技巧，重点培养学生软件调试、软硬件联调方面的能力。

3.3 示范教学法边讲解、边操作示范，使学生熟悉项目的完成过程。比如教师在介绍单片机系统的调试要领时，将现成的开发电路板与仿真设备、计算机系统连接，单步、断点调试程序，实时观察联动装置的效果，使学生真实领会调试过程的各要领。

3.4 现场教学法课程内容部分实训采用现场教学法，使学生直接了解和掌握相关知识点。比如在介绍单片机的存储器结构时，教师就现场打开仿真设备，运行仿真软件，通过演示存储器窗口中的内容变化，真实地体验存储器的构成。

3.5 案例教学法在课堂学习时，使用大量的案例进行教学，比如在介绍单片机的基础知识时，例举了大量单片机在智能仪器仪表、工业控制设备、家用电器、网络通信设施、医疗仪器、安防系统中应用实例，使学生比较全面地了解该课程内容。同时也可以扩展学生对其它各类项目的了解。

4结论

本文针对课程应用实践性强的特点，结合高职教育的需求，在单片机实验实训教学中引入了“基于工作过程”思想，以培养学生能力为中心，开发具有灵活、开放和综合性特点的单片机实训项目，使实验实训教学质量得到提升，提高学生的就业能力，实现教与学的最佳统一。

参考文献：

[1]吕静.单片机实验教学课程改革的思路与效果.天津职业学院联合学报，2009，（5）.

[2]李红萍.以“提高学生综合能力”的单片机课程教学改革.甘肃联合大学学，2009，（3）.

[3]李移伦，姚和芳.以应用能力为导向的高职《单片机应用技术》.课程设计研究，2006，（7）.

[4]汪海燕.任务驱动在安防专业《单片机应用技术》课程改革中的应用探索.管理观，2009，（2）.