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单片机原理及应用课程标准与教学组织设计研究

作者:陈振伟 字数:3108  点击:

摘 要:由于单片机具有体积小、可靠性高、指令丰富和价格低等优点,在我国的许多领域得到广泛的应用,许多中职院校的应用电子技术等专业都开设了单片机原理及应用课程。因对该课程课程标准的认识不深刻,沿用传统的教学方法,,教学组织形式单一,使得学习单片机课程十分吃力。针对中职院校在该课程的教学环节中存在的问题以及该课程的教学特点,提出对中职院校该课程标准与教学组织设计进行研究。

关键词:单片机;教学;课程标准;教学组织

基金项目:安徽省省级质量工程项目 电气自动化专业综合改革试点(2012zy133)

0 引言

《单片机原理及应用》是一门理论性较强,实践性丰富的专业课程。该课程教学包含基本编程能力、软硬件调试能力等,采用理论、实践相结合,以项目教学法为主线,教学上以单片机结构及应用为主,使学生通过课程的学习,对于单片机的组成原理和结构有比较深刻的理解,初步掌握单片机应用系统的设计方法,可比较灵活地使用单片机作为控制系统,具备单片机软件设计和编程能力。使得学生为将来从事工业领域相关工作,尤其是自动控制以及应用电子产品的检测和维修奠定坚实的基础。

1 设计思路

课程的总体设计思路:从“工作任务与项目教学”分析出发,设定职业能力培养目标,打破以知识传授为主的传统学科课程模式,变为动手能力的培养,开发基于工作过程的项目课程,以教学项目为载体,让学生在完成具体项目的过程中来学习相关理论知识,并发展学生的综合职业能力。课程根据单片机产品的工作项目为线索来设计典型案例,使其内容涉及开关控制指示灯、彩灯循环控制器、交通信号灯控制、单片机之间通信、温度采集系统、步进电动机控制等几个学习项目。课程内容突出对学生职业能力的训练,理论知识的选取紧紧围绕工作任务完成的需要来进行。

课程标准是一个综合性较强的课程指导文件,其内涵不仅仅包括对课程目标、课程内容、教学实施的设计,还应包括对学生学习结果的评价设计。在职业院校课程标准的开发中应充分考虑中职教育的特性。

课程标准以电子技术应用等专业学生的就业为导向,根据对电子技术应用等专业所涵盖的岗位群进行的任务和职业能力分析,确定本课程的项目模块和课程内容。课程每个项目的学习都按以典型案例为载体设计的活动来进行,以工作任务为中心整合理论与实践,实现理论与实践的一体化。

课程设计为开关控制指示灯、彩灯循环控制器、交通信号灯控制、单片机之间通信、温度采集系统、步进电动机控制六个教学项目。

2 教学方法

2.1 “项目导向”教学

“项目导向”教学法目的在于充分发挥学生的学习主动性,增加学习的兴趣,开发每一位学生的创造潜能,提高教学效率。

在教学过程中,应立足于加强学生实际操作能力的培养,采用项目导向教学,以工作任务引领提高学生学习兴趣,激发学生的成就动机。

2.2 “小组合作讨论”教学

“小组合作讨论”教学法目的在于突出学生的主体地位,有利于培养学生社会合作精神与人际交往能力,有利于班级全体学生主动参与教师的教学活动。

把一个班级均分成六组,以小组为单位,每组设计一个LOGO,起个队名,老师提出问题及要求,让他们充分讨论问题,找到解决的方案,进行展示汇报,老师及时点评,小组修改完善自己设计方案,方案实施。

2.3 “互动式”教学

“互动式”教学法目的在于通过典型的活动项目,由教师提出要求或示范,组织学生进行活动,引发学生思考问题,达到“教”与“学”的充分结合。发现学习中的问题,及时分析、解决,教师和学生共同成长。

2.4 “启发式”教学

“启发式”教学法目的在于充分调动学生学习的积极性和主动性,引导学生去领会、发现知识的规律性,培养学生主动去发现问题、分析问题及解决问题的能力。

通过“启发式”教学方法的运用,在授课教师的启发下,让学生自己找到了分析控制要求的要点、编程问题的思路,不但过程充满乐趣,难点自然化解,由于充分调动了学生的主动性,使学生对该问题的解法印象深刻、理解透彻、不易忘记,还能在实际工作中延伸应用到解决其他问题中去。

3 主要教学手段

在实际教学过程中广泛采用现代信息技术教学手段, 如网络教学手段和多媒体(课件、投影)教学手段等。授课教师积极编制多媒体电子教案,利用PPT课件信息容量大、图文并茂、能进行动画形象展示的优点,提供大量生动的教学资料。学生普遍反映在多媒体教室上课,能够提高他们学习的积极性和主动性。

开设专门教学网站,为该课程提供丰富的教学资料,包括电子教案、PPT课件、教学录像、习题分析讲解、设计案例、动画仿真等,专业教师及时维护更新教学内容,保证网络畅通。实训课使用伟福仿真让学生做实用的单片机产品,以提高学生的学习积极性。

充分利用第二课堂,利用学生组织电子学会发动学生制作单片机产品,形成一个良好的学习氛围。每学期举办一次电子产品制作(单片机控制)竞赛,使学得好的同学有一个进一步提升自身的空间,同时进一步激发学生的学习积极性,让学生具有工程制作能力。

4 评价考核方法

以典型学习情境任务为考核依据,采取灵活多样的考核方式,并制定具体的成绩评定办法。考核的内容与方法力求能全面反映素质教育的目标、要求,力求能遵循教学以及人的发展规律,精心设计测试内容,慎重选择测试方法,按照严密的科学程序实施,有效控制误差,力求能真实、准确、全面地反映学生在知识、能力等方面的差异。

考核主要从以下方面着手:变重知识轻能力,为能力与知识并重;变记忆书本知识为主的测试,为知识、能力、技能等综合职业能力的测试,理论与技能操作结合;变重结果轻过程,为注重求知的过程,强调过程化考核,考察学生的综合职业素质。

学生成绩每一个学习情境任务结束后统考一次,每一个学习情境任务的学业成绩由以下三部分组成:

第一,过程考核,占总评成绩的30%。主要考核内容有:职业素养考核,如:安全意识,责任意识;学习能力,分析问题、解决问题能力;团队合作能力,沟通表达能力。创新能力考核,如:学生在完成工作任务的过程中,认真学习,积极思考,提出合理化建议,建议具有创新性,方案可行,可以根据情况进行一定的激励加分。

第二,结业理论考核,占总评成绩的30%。主要以闭卷考试方式进行。闭卷考试的内容涵盖本课程的全部重点要求掌握的知识点。考试内容突出重点,强调难点,考试内容符合教学大纲的要求。

第三,结业操作考核,占总评成绩的40%。根据每一个典型典型学习情境任务的内容和要求,选择一套完整的、难度适宜的单片机控制系统操作试题。在规定时间内,要求每个学生独立完成单片机控制系统的接线、编程、调试、达到控制要求,整个过程中能自觉遵守安全条例和操作规程,能熟练使用各种仪器仪表,完成后对现场进行“6S”管理。

5 总结

总之,在单片机原理及应用课程的教学中,明确课程标准,采用多种教学方法的穿插使用以及项目驱动教学,不仅可以增强学生的学习主动性和积极性,增加学习乐趣,建立单片机系统的整体概念,还可以培养学生分析问题、解决问题的能力。

参考文献

[1] 赵志群.职业教育工学结合一体化课程开发指南[M].北京:清华大学出版社,2010:28.

[2] 郭文川. 项目教学法在单片机课程教学中的实践[J]. 中国现代教育装备. 2011

[3] 李祖明,李晓婷.《单片机》课程的任务驱动式教学[J]. 科技资讯,2007

作者简介

陈振伟(1979—),男 ,汉族,安徽砀山人,中国矿业大学(北京)研究生,安徽矿业职业技术学院/安徽淮北煤电技师学院教师 讲师 研究方向:电子、电气自动化控制 主持省级课题一项,参与两项,省级教坛新秀。


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