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關鍵詞:單片機;Proteus仿真;設計
編者按:項目教學法是以項目為主線、教師為引導、學生為主體的一種教學活動,它將傳統(tǒng)的特定課程轉化為一系列教學項目,改變了以往“教師講,學生聽”的被動教學模式,有利于激發(fā)學生的學習興趣,提高學生分析問題、解決問題的能力以及動手能力,從而提高教學質量。近年來不少學校都在嘗試項目教學法,本期我們選取了3篇相關文章,其中既有針對理論性和實踐性都很強的課程的項目教學,如單片機教學及實訓、數(shù)字電子技術,又有借鑒德國職業(yè)教育模式的數(shù)控技術專業(yè)跨課程項目設計,都取得不錯的效果,可供大家參考。當然,項目教學法在實施過程中還存在一些問題,我們期待有更多的教育工作者去發(fā)現(xiàn)和解決,積極探索和研究適合各專業(yè)課程的教學方法。
單片機原理與應用[1]是一門理論性和實踐性都很強的課程,相應的教學及實訓具有很強的技術性和應用性,在本專業(yè)教學中占有很重要的位置。項目教學的目的是在單片機原理與應用課程教學中使學生容易理解和掌握單片機的基礎知識,掌握與其相關電子電路的分析、設計方法,掌握軟硬件電路仿真與設計,掌握故障的分析、查找及解決方法等。
單片機教學及實訓的內(nèi)容組織和過程管理,在很大程度上決定了單片機教學及實訓效果的好壞。在傳統(tǒng)教學及實訓過程中,偏重理論教學,實驗與實訓過程中驗證的成分過多,學生缺少獨立創(chuàng)新方面的鍛煉。為改變這一現(xiàn)狀,在教學及實訓中采用項目教學法,指導教師提出教學及實訓任務,并將任務進行剖析,分解成不同的小任務,引導學生對任務進行分析、仿真和設計,精心組織教學及實訓過程,鼓勵學生相互討論、上網(wǎng)查閱資料和提出不同的意見,甚至拋開教師布置的任務獨立選擇課題,以最大限度地激發(fā)學生的主觀能動性。
1 項目設計與過程管理
1.1 教學及實訓項目設計
采用項目教學法進行單片機教學及實訓,首要的任務就是進行項目設計。設計的內(nèi)容要盡可能涵蓋單片機知識點[2],同時要能吸引學生,項目設計的難易要有梯度性,以滿足不同學生的需求。例如設計校時數(shù)字鐘時,基本要求為:任務一中要求8位數(shù)碼管顯示一串數(shù)字(學號);任務二中要求設計完成一個數(shù)字鐘(不可校時)。此外還有擴展要求。任務一擴展:8位數(shù)碼管切換顯示學號和生日,切換時間為1 s,通電后先顯示學號;任務二擴展:擴展3個按鍵K1,K2,K3,能對數(shù)字鐘進行時、分和秒的校時。
每個項目既有總體目標,又分別由不同的任務組成,由淺入深,循序漸進,兼顧不同層次的學生,同時精心編寫教學及實訓指導書,給學生相應的指導。
1.2 教學及實訓過程組織
教學及實訓過程的有序組織是教學及實訓質量的保障,通過對教學及實訓過程的有效控制,既能調動學生的積極性,也能提高教學及實訓的可操作性和實踐性。
1.2.1 標準化設計
教學及實訓的目的之一就是模擬企業(yè)的生產(chǎn)過程,讓學生感受未來的工作要求與標準。在教學及實訓中,電路設計與技術指標采取企業(yè)標準,讓學生體會標準化的生產(chǎn)過程,培養(yǎng)嚴謹?shù)膶W習與工作作風。如硬件電路原理圖和PCB版圖的設計,從器件的型號到PCB板的尺寸、線間距及圖紙大小,都有嚴格的標準。
1.2.2 利用好仿真教學軟件
教學及實訓項目的實施,是學生進行電路設計、軟件設計及綜合調試的過程,特別是在電路安裝調試時,學生會出現(xiàn)各種各樣的錯誤,需要不停地修改,但這樣容易造成元器件的損壞。如果先利用仿真軟件進行仿真實驗[3],這樣,絕大部分的錯誤就可以在仿真軟件上進行修改,既降低對元器件的損壞,又可以提高教學及實訓效率,達到事半功倍的效果。
例如數(shù)字鐘的設計,先在Proteus軟件上進行硬件電路設計,然后進行軟件設計,最后在Proteus仿真軟件上進行綜合調試,軟硬件上的修改方便快捷。只有仿真成功后才可以進行電路板的焊接與調試,這樣,絕大部分的錯誤在仿真過程中得以解決,既節(jié)約了時間,又減少了元件浪費。
1.2.3 教學及實訓過程強調以學生為主
以實驗室為教學及實訓室,每名學生一臺電腦,一組元器件,一套工具,創(chuàng)造獨立的工作環(huán)境與氛圍。在此基礎上,強調學生獨立完成教學及實訓任務,調動學生的積極性與主動性。例如項目硬件設計、軟件編寫,完全以學生為主,尊重學生的選擇,哪怕是錯誤的實現(xiàn)方法,也要慢慢引導,使其領悟到錯誤的原因。教師通常在項目實施前期對項目功能、重點理論與操作方法等做簡要介紹,對教學及實訓過程中的共性問題進行講解,項目完成后進行問題的剖析總結,做輔和引導性的工作。
1.2.4 教學及實訓考評方式強調過程考評
考評的方式、方法在很大程度上影響教學及實訓過程的實施和效果,如果只看結果而忽略過程,就會打擊部分學生的積極性。例如,一名學生積極努力地去實現(xiàn)項目中的某個子任務,但沒有完成,如果給出較差的考評就可能使其失去信心和主動性,或者干脆放棄后面的任務。
因此,考評要注重教學及實訓過程,兼顧結果,要讓那些努力的學生取得不錯的成績,使取得成功的學生成績優(yōu)秀,這樣就能調動學生的積極性和主動性,促使其繼續(xù)查找問題、更改設計并取得好的成果。
1.3 教學及實訓過程總結
教學及實訓采用項目教學法,而且是采用項目中任務的遞進方式進行,在每個任務完成以后,都要進行總結,首先搜集教學及實訓中出現(xiàn)的各種問題,其次是與學生一起分析發(fā)生問題的原因,最后是找出問題的解決方法并避免問題再次發(fā)生。這樣,既總結分析了當前的問題,又為后面的教學及實訓打下基礎。
2 結束語
單片機教學及實訓是一項綜合性很強的教學過程,除了單片機知識,還涵蓋了數(shù)字電路、模擬電路等知識,既有硬件設計,又有軟件編程。既要設計涵蓋知識面豐富的項目,又要精心組織其過程。這就需要教師不斷地加強科學研究,并把科研成果反映在教學及實訓中;還需要教師不斷地改進教學及實訓方法,提高教學及實訓效果。
參考文獻
[1] 謝維成,楊加國.單片機原理與應用及C51程序設計[M].北京:清華大學出版社,2009.
關鍵詞:單片機;課程;教學改革;探討
單片機控制技術及應用課程專業(yè)性強,學習難度大,不少高校學生由于剛接觸單片機,無法透徹的理解課程中的相關概念,感覺學習難度比較大。不僅挫傷其學習單片機的興趣,而且影響其綜合素質的提高,因此,怎樣通過教學改革,提高課程教學效率與質量一直是高校關注熱點。為此,筆者結合實際,對單片機教學談談自己的看法。
1 重視課堂教學,改革教學方法
課堂是學生學習單片機技術的重要場所,因此高校教師應重視課堂,充分利用課堂,在課堂上實現(xiàn)教學方法的改革,以提高課堂教學效率,激發(fā)學生學習單片機技術的熱情。
首先,幫助學生認清課程重要性。教師在課堂上應以當今社會為背景,為學生講解單片機控制技術及應用課程的重要性,將該課程列為專業(yè)人才培養(yǎng)的重點課程。同時,為學生講解單片機技術在不同領域中的應用,使學生充分認識到學有所用,從而更加主動的參與到單片機學習活動中;其次,利用CAI課間,激發(fā)學生學習興趣。單片機課程不僅抽象,而且注重實踐性,很多學生剛接觸對程序執(zhí)行、時序、存儲器等相關概念比較陌生,理解難度較大,因此,為提高學生的學習興趣,教師應結合單片機教學目標,注重CAI課間的開發(fā),利用先進的教學手段,將抽象的概念具體化與直觀化,降低學生學習難度,以加深對相關概念的理解與掌握;最后,借助模擬軟件,增強編程技能。單片機工作需要一定的程序支撐,但教學過程中不少教師發(fā)現(xiàn),學生在編程方面知識比較薄弱。因此,為增加學生的編程能力,教師可借助模擬軟件要求學生進行編程的練習,以提高學生的編程能力。
2 重視操作實訓,合理設計課程
學生要想靈活運用單片機知識,提高有關單片機的各項技能,需要從實訓中獲得經(jīng)驗,因此,教師應根據(jù)教學目標及內(nèi)容,安排合適節(jié)數(shù)的操作實訓。在實訓過程中要求學生根據(jù)所學的電機、電子技術以及電路知識,查詢相關資料,根據(jù)自己的理解完成方案的設計。同時,還應注重課程設計的合理性。注重理論知識講解與實訓相結合,使學生在實訓過程中加深對理論知識的理解與掌握。尤其在實訓過程中對于學生理解難度較大的知識,教師給予針對性指導,例如在電路硬件設計時教師可指導學生選擇合適的元件。另外,在實訓過程中教師應注重靈活應用多種教學方法。例如項目教學法、案例教學法等,這些方法經(jīng)證實取得的教學效果非常明顯,因此,教師應結合實訓內(nèi)容加以利用。
3 改革考試方法,全面考核技能
高校應結合單片機課程特點對考試方法進行適當改革,實現(xiàn)對學生的全面考核。首先,考試過程中為提升學生的綜合能力,應多設置一些涉及知識面廣、靈活性大題目,將重點放在考查學生的綜合分析問題及解決實際問題的能力上;其次,在考試方法上應適當進行改革。例如,可采取實驗操作、課堂提問以及開卷筆試相結合的方法進行測試,使學生重視日常單片機課程的學習;最后,在考試分數(shù)的評定上,應將學生的平時表現(xiàn),期中、期末考試按照一定的比例進行計算,如此才能確保學生掌握單片機知識考核的全面性。實踐證明采用不同考核分數(shù)按照一定的比例組成最終的成績,實現(xiàn)對學生進行最終的評定,能夠真實的考查出學生的實際水平,為此教師應注重上述方法的利用,并合理設置不同階段學生分數(shù),在總分數(shù)的所占比例,確保分數(shù)的公平性、合理性。
4 拓寬學生知識面,注重創(chuàng)新能力培養(yǎng)
當前科技發(fā)展迅速,單片機種類層出不窮,而且無論性能還是功能較之前都有較大提升。因此,高校教師在講解單片機課程時應注重學生知識面的拓寬,尤其應注重將單片機新知識、新技術融入到課堂之中,使學生了解單片機的發(fā)展趨勢,激發(fā)其內(nèi)心的學習欲望。同時,教師還應鼓勵學生在學習單片機基礎知識的同時,利用互聯(lián)網(wǎng)學習有關單片機的專業(yè)知識,以不斷豐富學生知識面,幫助學生構建完善的知識體系。另外,為滿足社會發(fā)展要求,教師應注重學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。例如,成立專門的學習興趣小組,定期舉辦研討活動,鼓勵學生針對單片機操作敢于提出新的看法、新的解決思路等,并給予充分的肯定。當然教師還應推薦學生參加省、市舉辦的電子制作、大學生科技創(chuàng)新等活動,使學生將所學知識與實踐充分結合,鍛煉學生的思維能力、觀察能力以及動手能力,將其培養(yǎng)成真正的創(chuàng)新型人才。
5 總結
單片機控制技術及應用課程是高校的重點課程,為切實改善以往教學的弊端,高校教師應立足實際,分析傳統(tǒng)教學法存在的問題,在此基礎之上積極探索新的教學方法,尤其應重視教學的改革,充分利用高校教學資源優(yōu)勢,在激發(fā)學生學習單片機知識興趣的同時,培養(yǎng)更所適合當今社會發(fā)展的高素質人才,進一步推動我國單片機的發(fā)展與進步。
參考文獻:
關鍵詞關鍵詞:單片機;煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng);課程改革
中圖分類號:G434 文獻標識碼:A 文章編號文章編號:16727800(2013)008016502
基金項目基金項目:湖南省教育廳科研項目(12C0986)
作者簡介作者簡介:夏旭(1980-),女,碩士,湖南安全技術職業(yè)學院講師,研究方向為無線傳感器網(wǎng)絡。
1 單片機應用技術課程改革思路
通過對湘煤集團各廠礦企業(yè)和周邊地區(qū)相關企業(yè)進行調研,所有的企業(yè)均已根據(jù)國家相關部門要求安裝有煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng),而這些系統(tǒng)均利用了單片機技術。因此,可以以煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)為載體,對單片機應用技術的課程教學內(nèi)容、教學模式、教學方法以及考核方式進行改革,圍繞煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中的瓦斯傳感器和分站等組成要素,利用單片機對數(shù)據(jù)進行處理、轉換以及超限報警斷電應用,將傳統(tǒng)的單片機應用技術課程改革為8個學習任務,分別是:①煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中單片機的結構;②單片機應用系統(tǒng)開發(fā)過程;③煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)參數(shù)輸入設置;④煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示;⑤瓦斯報警器超限斷電實現(xiàn);⑥井下分站存儲器擴展;⑦煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)A/D轉換電路;⑧煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)故障處理及維護。
2 教學內(nèi)容組織和安排
在教學內(nèi)容的組織和安排上,以學生為主體,同時兼顧“教”和“學”兩個方面。在“教”的方面,以單片機在煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中的應用為載體,以培養(yǎng)學生的職業(yè)能力和素養(yǎng)為目標,模擬企業(yè)中相應崗位的工作流程,在培養(yǎng)學生學習興趣的同時,讓學生切身感受到所學單片機課程在實際工作中的重要性。在“學”的方面,由于目前并沒有以煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)為基礎的單片機應用課程的教材,因此,我們可以設計《學習指南》,該指南根據(jù)任務的要求,對每一個任務進行了學習指導,具體包括了任務布置、知識準備以及學習測試3個部分,其中,任務布置是對各任務進行了具體介紹和要求,要求學生在課前進行自學,使學生明確學習目的和任務;知識準備是對每一個任務所需的相關知識的整理,采用問題導入的方法,由易到難、由淺到深地對知識進行梳理;學習測試則是用來評價學生的學習效果,通常在各任務學習結束之后使用,教師可以根據(jù)學習測試的結果有針對性地調整教學進度,對學生集中出現(xiàn)的疑難問題重點進行講解。
3 教學模式改革
根據(jù)知識轉化的客觀規(guī)律,在對學生學情進行分析的基礎上,提出采用“三段式”教學模式,有利于提高學生的學習興趣,變被動參與為主動學習。“三段式”教學模式是指將學習的過程劃分為3個階段:團隊構建階段、核心教學階段和任務考核階段,以下分別進行說明。
(1)團隊構建階段。團隊構建是指組建兩大團隊,分別是教學團隊和學生團隊。在教學團隊的組成上進行優(yōu)化,引入企業(yè)的技術骨干,構成由專業(yè)教師和企業(yè)骨干組成的教學團隊,學生則可以組建學生團隊,每個團隊設隊長1名,共包括3~5名學生。
(2)核心教學階段。核心教學是指將課程的教學分為三個進階,分別是“獲取任務、知識準備”階段、“完成任務、理論轉化”階段和“任務總結、展示成果”階段,它們的含義分別是:“獲取任務、知識準備”階段是在校內(nèi)的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)實訓室和單片機實訓室實施,主要就是讓學生先體驗單片機在煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中的作用,然后布置相應的任務,由學生根據(jù)《學習指南》進行知識準備;“完成任務、理論轉化”是在校外實訓基地的企業(yè)煤礦瓦斯監(jiān)控中心和監(jiān)控設備維修點實施,主要就是在前一階段的基礎上,完成老師布置的任務,促進理論知識的轉化;“任務總結、展示成果”階段則是回到校內(nèi)的實訓室進行,根據(jù)前面兩個階段的收獲進行資料整理、總結,并對完成的作品進行展示。
(3)任務考核階段。該階段是根據(jù)學生對知識的掌握情況進行考核,考核的對象不僅僅是學生本人,還包括整個學生團隊,同時,團隊之間還可以進行互評,這樣做的好處是培養(yǎng)團隊協(xié)作精神,增加團隊凝聚力,有效地督促學生更好地掌握各知識點。
整個教學模式的設計過程可以用圖1表示。
圖1 教學模式設計
4 教學方法改革
為了提高教學效果,體現(xiàn)基于工作過程的理念,課程以“技術應用”為重點,采用“教、學、做合一”的教學方法,將教學的地點由傳統(tǒng)的課堂搬到校內(nèi)的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)實訓室,單片機實訓室以及校外實訓基地的企業(yè)煤礦瓦斯監(jiān)控中心。同時,為了培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作精神,讓學生自由組合形成項目組的形式,對《學習指南》中的各任務進行討論、分析,教師則主要承擔任務演示和任務答疑工作,讓學生真正成為學習主體。以任務“瓦斯報警器的實現(xiàn)”為例,在實訓室讓學生認識瓦斯報警器的構成、工作原理和使用方法,在企業(yè)的煤礦瓦斯監(jiān)控中心,讓學生以工作人員的角色參與實際工作,采用師傅帶徒弟的方式,通過企業(yè)員工在工作過程中對學生進行引導和啟發(fā),培養(yǎng)學生的實際動手能力,同時,通過教師的講解和答疑,達到理論聯(lián)系實踐的效果。由于采用項目組的形式,學生為完成各項任務,需要分工協(xié)作,將現(xiàn)場整理的資料以及各成員所見所聞進行歸納和匯總,最后形成總結性的文字,并要求以幻燈片的形式進行成果展示,回答教師提問,這樣既鍛煉了學生的歸納總結能力、語言表達能力,同時也進一步培養(yǎng)了學生的團隊協(xié)作精神。
5 考核方式改革
教學方法改革必然需要考核方式進行相應改革。為了體現(xiàn)對學生能力的考核,應該改變以往傳統(tǒng)的以筆試來定考核成績的方法。為此,我們采取過程化考核和期末考核相結合的方法,在過程化考核中又細分為校內(nèi)考核和校
外考核,在考核的評定方法中,采用多元的方法進行綜合評定,以保證考核的公平公正,具體的考核方法說明如下:
(1)過程考核。過程考核是該課程考核的重點,為了和教學方法適應,可以包含4項評價內(nèi)容,分別是學生自評、團隊互評、教師評學生、教師評團隊,而這4項內(nèi)容又可以細分為校內(nèi)考核占40%、校外考核占40%、成果展示占20%、過程考核共占總成績的70%,具體如表1所示。
(2)期末考核。是指期末考試的成績占總成績的30%。通過以上兩個部分可以得到學生最后的綜合成績,其計算方法可以表示為:
綜合成績=學生自評+團隊互評+教師評學生+教師評團隊[]8×70%+期末考核×30%
6 結語
根據(jù)單片機在煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中的應用進行教學改革,可以更好地依托學院的行業(yè)背景,獲得更多的實訓資源,提高教學效果,同時,也可以為相關工礦企業(yè)提供人才儲備,為服務安全生產(chǎn)做貢獻。通過對畢業(yè)生所在的工作單位進行回訪,可以發(fā)現(xiàn)以煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)為基礎對單片機應用課程進行改革后,學生對單片機的應用能力更強,職業(yè)素養(yǎng)和能力得到了提高。
參考文獻參考文獻:
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關鍵詞:技能大賽;單片機;課程教學;互動建設
自2008年以來,職業(yè)技能大賽的規(guī)模不斷擴大,國賽、省賽、市賽和校賽廣泛開展,技能大賽已成為提高學生技能學習興趣、評價學校人才培養(yǎng)質量的重要手段。但是,職業(yè)技能大賽在發(fā)展過程中,也帶來了一些問題,違背了設立技能大賽制度的初衷。江蘇省南京工程高等職業(yè)學校以單片機控制裝置安裝與調試競賽項目為改革契機,深化《單片機應用技術》課程教學改革,將競賽和課程教學結合起來,實現(xiàn)課程教學與技能競賽同步發(fā)展。
技能大賽與教學現(xiàn)狀
1.技能大賽選拔機制不健全
技能大賽要求建立“校校有比賽,層層有選拔,全國有大賽”的競賽體系,但是目前,很多職業(yè)學校因為學校客觀條件(實訓設備、大賽經(jīng)費)的限制,沒有組織全校性的選拔比賽,而是由專業(yè)教師在班級挑選參賽選手,經(jīng)訓練后直接參加縣、市級比賽,這樣有可能由于專業(yè)教師的一些主觀原因導致一些選手被誤選。另外,由于專業(yè)教師人數(shù)較少,且學校各自實際情況不同,教師組參賽大多是根據(jù)自愿報名原則,這些做法就達不到技能大賽讓全體師生人人參與的目的,從而使技能大賽失去了廣泛的參與基礎,失去了活力。
2.參賽選手脫離正常教學
目前,不少職業(yè)學校為確保取得好的成績,把精力全放在參賽的“個體”上,出現(xiàn)了為“賽”而“賽”、為“賽”而“練”的現(xiàn)象。當確定學生參賽后,將學生脫離了原有的班級;教師調離教學崗位,實施全天候、全封閉的技能訓練。技能大賽立于教學之外,隨著技能大賽的落幕,這種集訓也隨之結束。技能大賽成為脫離學校教學工作的獨立部分,沒有成為學校教學全局性工作。
3.技能大賽內(nèi)容沒有融入教學
在傳統(tǒng)單片機課程教學中,理論教學占據(jù)了2/3以上的課時,主要包括單片機的硬件結構、匯編指令系統(tǒng)、系統(tǒng)電路及編程軟件的應用等內(nèi)容。這些內(nèi)容的概念抽象,指令枯燥難記,實現(xiàn)功能過于簡單,沒有體現(xiàn)單片機的強大實用性,難以激起學生的學習熱情和積極性。技能大賽競賽題目選取的都是行業(yè)專家進行精心設計的、符合實際需求的案例。然而技能大賽所采用的集中強化訓練的做法脫離了正常教學,教學內(nèi)容與競賽脫鉤,與實踐脫鉤,使得競賽實踐內(nèi)容沒有被廣大學生所分享。
4.實踐教學缺乏啟發(fā)性和創(chuàng)新性
《單片機應用技術》的實踐教學存在諸多問題。首先,在實踐教學中,大多數(shù)院校都是采用電路固定的實驗箱,學生按照實驗指導書按部就班地搭接電路,將提供的范例程序敲入電腦、編譯、下載至實驗箱中進行驗證。學生很少去研究為什么這樣寫程序,也并不理解電路為什么這樣接線,這樣的學習僅停留在驗證性階段,因此,即使學生做完了實驗,也達不到教學目的。同時還造成學生對老師的依賴性,使學生不愿再去思考問題、解決問題,更嚴重的是妨礙了學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),并致使學生對課程失去學習的興趣。
互動建設探索與實踐
技能大賽是職校工作的重中之重,師生技能是學校發(fā)展的生命線,職業(yè)學校唯有緊隨大賽潮流,加強技能大賽與課程體系互動建設的研究,才會有所發(fā)展。
1.轉變教師教學思想和學生學習觀念
職業(yè)學校強調構建“以能力為本位、以職業(yè)實踐為主線、以項目課程為主體的模塊化”的課程體系。在《單片機應用技術》課程教學中,確定“以學生為中心”,“能力為本位”,“教、學、研發(fā)相結合”的教育思想,采用著名教育家陶行知提出“做中學,學中做”教學理念;將技能競賽中符合電子類學生就業(yè)崗位需要的內(nèi)容提取出來,按照產(chǎn)品設計作流程,完整地完成一個實際產(chǎn)品的開發(fā)制作,教師不再對學生的學包大攬,而是注重對學生的創(chuàng)新思維、學習方法、學習能力的培養(yǎng),自始至終都強調實踐性。通過樹立技能競賽典型,開放實驗室、提供多維教學資源,讓單片機從書本、課堂、實驗室中走出來,成為學生所喜愛的高級智能玩具,培養(yǎng)學生學習主動性、責任感、創(chuàng)造性。
2.構建以工程應用為導向的模塊化課程內(nèi)容
以教學內(nèi)容改革為載體,以技能大賽試題為引導,刪除陳舊過時的內(nèi)容,認真吸收消化技能競賽試題內(nèi)容,融入單片機的教學內(nèi)容。將學科知識體系內(nèi)容轉變?yōu)橐怨こ虘脼閷虻慕虒W內(nèi)容,把課程分成五個應用項目來組織教學,每個項目又有若干個任務組成,在任務的完成過程中進行教學內(nèi)容的講解。學校組織教師將近三年的單片機控制裝置安裝與調試競賽省賽試題進行分解簡化,改為全自動孵化設備控制器、物料抓取傳輸系統(tǒng)、智能晾曬系統(tǒng)、自動噴涂生產(chǎn)線、智能菌種發(fā)酵控制器、自動冰激凌售貨機等多個實訓項目。在實訓周里,這些不同的項目或任務的組合可以適應不同專業(yè)類型的和能力等級的要求,有利于個性化教學,利于分層次教學。在教學過程中,教師采用好的教學方法,經(jīng)過總結提煉后,反饋到技能競賽訓練中,幫助提升技能大賽訓練成效。
3.采用以任務驅動型的理論實踐教學模式
在教學過程中,將單片機技能競賽訓練方法與教學模式向融合,采用任務驅動型為主的教學模式,無論是理論還是實踐課,都采取提出問題――學習相關概念、知識和理論應用――解決問題――總結提高這種模式。將教學內(nèi)容改革與教學方法、教學手段改革相結合,突出對學生實踐能力的培養(yǎng),采用案例教學法、項目教學法、工程開發(fā)型教學法、理論實踐一體化教學法等,教學中不斷的采用從實踐-理論-再實踐-提高和拓展模式,實現(xiàn)從理論到應用能力提高的質的飛躍。
4.成立電子科技社團,學生中倡導“做中學”
我們以單片機競賽參賽師生為骨干,成立了電子科技社團,根據(jù)技能競賽內(nèi)容,設計了多種單片機實訓開發(fā)板,學生可以在實訓板上進行實驗、實訓,實驗室隨時對學生開放,學生的實驗、實訓可以不受時間、空間和課題的限制。同時我們還積極組織學生參加電子百拼比賽、航模飛行大賽、全國大學生電子設計競賽等。學生在“做中學”,學生在課余學習的知識比課內(nèi)多,課余實踐的時間比在課堂的多,學生的課題其本上是在課外完成,倡導學生“做中學”。
5.提供多維的課程教學資源
在教學過程中,我們?yōu)閹熒峁┒嗑S的課程教學資源,大力推廣現(xiàn)代教學技術手段的應用。面向全體師生開放江蘇聯(lián)合職業(yè)技術學院《單片機應用技術》精品課程網(wǎng)站,提供電子教材、電子教案、教學視頻、試題庫、仿真軟件等;提供單片機競賽、創(chuàng)新大賽試題和教師開發(fā)的項目等,將硬件設計和軟件開發(fā)結合起來,大大提高了學習興趣和加深了對單片機技術的理解。依托職業(yè)院校國家共建共享計劃資源建設,利用學校教育部首批信息化試點建設《實名制網(wǎng)絡學習空間建設機制與應用模式探索》項目,采用Moodle平臺進行教育教學,采用錄屏技術,將仿真實驗的操作錄制為Flas,放在教學平臺上,供學生學習模仿;學生可以在網(wǎng)上回復問題、提交作業(yè),受到學生和教師的歡迎。
6.改革考核評價方式
關鍵詞:模塊化教學;單片機;創(chuàng)新
中圖分類號:TP3 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2012)33-7953-02
1 概述
在傳統(tǒng)的單片機教學中,教師在課堂上只是按照教材順序講述基本概念、結構、端口、指令、終端、系統(tǒng)擴展以及程序設計等。但是,很多學生在學習完整個單片機課程之后,連用單片機構造一個最簡單的系統(tǒng)都不會,有些甚至對一些單片機的基礎知識都不了解。造成這一現(xiàn)象的原因來自多個方面,主要是理論與實踐沒有有機結合起來,很多院校單片機課程的理論教師和實習老師分屬不同的管理系統(tǒng),各自為政,互相之間沒有良好的互動和協(xié)調,從而導致理論和實踐的脫節(jié)。理論和實踐脫節(jié),就會讓教學目標、教學內(nèi)容和教學方法上很難得到良好的結合,從而無法協(xié)調和統(tǒng)籌好理論教學和實踐教學。
《單片機應用技術》課程作為一門工科電子類或相關專業(yè)重要的專業(yè)必修課,是一門結合電子、計算機、通訊等技術應用性很強的課程,通過學習單片機的硬件結構、指令系統(tǒng)、編程方法能夠考查和幫助學生對前期專業(yè)專業(yè)基礎課程的理解和掌握,初步具備解決實際工程問題的能力,培養(yǎng)較強的動手能力和創(chuàng)新意識。在單片機教學過程中,采用模塊化的教學方法,讓學生在每一個模塊的中,一邊學習,一邊實驗和實訓,這樣學生在掌握知識點的同時,提高了他們的動手能力和學習積極性。
2 模塊化教學
2.1 模塊化教學的含義
模塊化教學強調的是素質和能力,在教法方面,推行的是知能一體,在學法方面,強調的是知行一致。在模塊化教學中,理論知識與實踐操作會有機結合起來,從而讓學生掌握了理論知識,具備了動手能力,提升了綜合素質。在模塊化教學中,核心內(nèi)容是模塊的建立。模塊,就其實質來說,就是一種小型的課程,它有獨立的知能體系,有一個明確的教學目標,與傳統(tǒng)的以知識為中心的教學模式不同,它更注重學生能力和素質的培養(yǎng)。模塊一般是由一個或者多個小的學習單元構成,學習單元就由具體的教學目標和教學內(nèi)容劃分而來。總的來說,模塊的核心是素質和能力,強調的是在學習過程中認識問題、分析問題和解決問題的能力。
2.2 模塊化教學的主要特點
模塊化教學把學生當做主體,教師只是學生學生學習的指導者,學生的需求是最重要的。在模塊化教學課堂中,教師應該要幫助學生明確自己想學什么,需要學習什么,然后幫助學生安排相關活動情境,指導學生完成學習任務。教師要更新教學觀念,培養(yǎng)學生的個性品質和創(chuàng)新精神,讓學生在學習中充分展現(xiàn)自己,讓每個學生都能夠體驗成功帶來的快樂。
模塊化教學另一個主要特點就是靈活性。一個模塊可以是由一個或者幾個學習單元組成,而小的模塊可以組合成大的模塊,大的模塊可以組合成更大的模塊。這樣的教學模式能夠讓教師更詳細更具體的了解學生反饋的問題,從而讓教師更有效的指導學生。
模塊化教學的第三個重要特點就是具有很強的實踐性。在傳統(tǒng)的單片機教學中,教師只是注重知識的傳授和灌輸,不重視學生實踐能力的培養(yǎng)。模塊化教學中,教師會科學合理的安排教學內(nèi)容,利用各種教學方法和教學手段,培養(yǎng)學生的素質和能力,讓學生成為應用型人才。
3 設計模塊,確立宏觀教學模式
教師應該要根據(jù)單片機課程標準的要求,從整體和大局出發(fā),科學合理的設計模塊,從而確定宏觀教學模式。《單片機應用技術》這門課程是一門理論性和應用性都很強的課程,對理論和實踐要并重,因此,科學合理的設計模塊是非常重要的。在設計模塊的時候,要特別注意模塊化教學的含義和特點,同時要對單片機課程的教學內(nèi)容進行詳細分析、概括和總結,不要被傳統(tǒng)的教學思維和教學方式所束縛,教師應該要明白,教學目的是要培養(yǎng)學生的素質核能力,因此,在教學中要注重理論聯(lián)系實際。筆者根據(jù)多年的單片機課程教學經(jīng)驗,設計了單片機教學課程中的模塊,如圖1所示。
圖1
在實際的教學過程中,教師要將模塊中的每一個部分逐步的展開。在進行一個知識模塊教學時,教師要根據(jù)這個模塊中的教學要求和教學內(nèi)容,設計相關的實訓項目或者學習單元。對學生進行實訓項目的練習,可以增強學生的動手能力和實踐能力,讓學生在學習完單片機課程之后,能夠獨立的完成項目設計、調試和設計工作。因此,教師在進行模塊化教學時,要從宏觀上進行把握,合理設計模塊,從而最大程度上提高學生的學習效果。
4 以模塊為中心,注重微觀教學模式
所謂的微觀教學模式,就是指每一堂課中的結構和課堂內(nèi)容的安排。我們在確定了課程的宏觀模式后,就要認真研究課程的微觀教學模式,只有在教學方法、教學手段、教學形式方面將二者有機結合起來,讓兩者相互協(xié)調,才能真正提高學生的知識和能力水平。在宏觀上確定好模塊之后,教師就應該要精心設計每一節(jié)課、每一個實訓項目以及每一個學習單元,努力提高學生的參與程度,讓學生積極主動的學習,在實踐中明白理論教學中所學到的相關概念和知識點。
在考核方式上,教師可以改變傳統(tǒng)的用試卷考試的考核方法,在實踐中對學生進行考核。在實踐中考核學生也有兩種考核模式,即過程考核和結果考核,過程考核就是在實踐過程中查看學生的實踐情況,結果考核就是查看學生實訓項目的完成情況。只有在理論和實踐兩個方面對學生進行全面考核,才能讓學生的能力得到真實體現(xiàn)。
在《單片機應用技術》課程中,我們事先做好一個線路板,這個線路板是一個綜合模塊應用系統(tǒng),然后給每一個學生發(fā)放一塊電路板和一份原理圖。在課堂上,教師要對這個系統(tǒng)進行演示以及說明,介紹這個系統(tǒng)的每一個實例都可以擴展和改進,從而可以有更多實際的應用。要讓學生明白,他們所學習的每一個實例都是可以擴展的,而且他們學習的每一個知識點都與實踐緊密相連。學生可以通過電路板,了解課堂上所要學習的每一個模塊每一個實訓項目。在課堂教學中,教師在傳授完理論知識后,要讓學生在電路板上進行相關實訓項目,教師要告知學生《單片機應用技術》課程的學習目標、教學模式、教學方法以及考核方式,同時要提供多個制作項目共參考,要鼓勵學生到圖書館去查找資料,選定的項目可以在課堂上進行討論。這樣,可以有效提高學生的學習積極性。
5 設計知識點,提高學生素質
在本次的《單片機應用技術》課程中,我們將內(nèi)容分為了八個模塊,每個模塊都有相應的教學內(nèi)容、教學要求和實訓項目等。在這八個模塊中,每一個模塊都會有相關的知識點,將這些知識點分到各個小模塊或者學習單元之中。教師要在這些模塊的教學時,要激發(fā)學生的學習興趣,讓學生以高度的熱情投入到模塊的實訓項目中,大量的實訓項目能夠讓學生有足夠的動手操作的機會,這些可操作的內(nèi)容代替枯燥的說教,讓學生的學習興趣大大提高,學習效果也得到明顯改善。
在教學過程中,不僅僅是單片機課程,在所有的課程中,教師不應該只是單純的重視專業(yè)能力的培養(yǎng),而要兼顧專業(yè)素質的培養(yǎng)。在《單片機應用技術》課程中,我們并沒有硬性規(guī)定的學生的實訓項目,而是有一定的彈性空間,注重培養(yǎng)學生的自主學習能力和創(chuàng)新能力,讓學生擁有過硬的專業(yè)知識的同時,更重要的是讓學生具備了學習的能力,這個無論對學生的在校學習還是之后的工作都有很大的幫助。教師為了鼓勵學生的自主學習和創(chuàng)新能力,對那些題目新穎、富有創(chuàng)新精神的模塊設計,要在考核中適當?shù)挠枰约臃郑瑢W生加以肯定。這一個加分的機制要在課程開始之初就跟學生說明,從而鼓勵學生在之后的學習中多思考、多創(chuàng)新。
教師在日常的教學中,也要多注意培養(yǎng)學生的非專業(yè)素質,比如,在進行課堂教學時,可以采取合作小組的形式,以合作小組的形式來回答問題、探討以及項目制作等。這種形式,可以有效培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力。此外,為了培養(yǎng)學生的獨立自主的能力,可以進行單獨的操作考核,操作考核可以包括單片機編程能力考核、硬件設計能力考核、軟件設計能力考核、硬件和軟件的調試能力考核,綜合運用能力考核等。的立自主種形式,不僅可以考、多創(chuàng)新。此采取合作小組的形式,讓學生
6 結束語
《單片機應用技術》課程是電子信息工程技術專業(yè)課程改革的試點課程。對《單片機應用技術》課程的課程體系及其實踐研究
進行探討,建立一個與電子信息工程技術專業(yè)對教學內(nèi)容與課程體系改革的要求一致的《單片機應用技術》課程的課程體系,將促進電子信息工程技術專業(yè)的課程建設,推動電子信息工程技術專業(yè)的專業(yè)發(fā)展。 電子信息工程技術專業(yè)教學內(nèi)容與課程體系改革的思路:提出的以“淡化專業(yè),強化課程,拓展基礎,增強能力”為建立課程體系和改革教學內(nèi)容的出發(fā)點,確定的教學內(nèi)容能夠反映當前社會技術先進水平和最新崗位資格要求,有創(chuàng)新特色,有利于培養(yǎng)目標的實現(xiàn),有利于學生素質和專業(yè)知識、技能的提高與拓展。
模塊化的教學方法能夠讓理論學習和實踐操作緊密相連,能夠有效提高學生的學習興趣和學習積極性。在學習一定的理論知識之后,將理論知識應用于實踐操作中,能夠讓學生感受到學習到了實實在在的本領,有利于他們自信心的培養(yǎng)。在理論指導下的技能訓練能夠讓學習的質量得到有效的提高。
學生在整個的實訓項目過程中,都能夠得到教師的指導和幫助,理論學習和實訓項目有機結合,能夠避免出現(xiàn)學生盲目學習的情況。在模塊化教學中,學生是主體,教師是一個指導者的角色,在很多環(huán)節(jié)中,學生要自己去觀察、思考、分析和動手操作,這樣能夠有效培養(yǎng)他們的自主學習能力和創(chuàng)新精神,提高了他們的綜合素質。
通過模塊化教學,教師的能力也得到了很大的提升。由于模塊化教學中,教師在宏觀方面要認真設計模塊,在微觀方面要精心選擇相應的教學模式、教學方法和教學手段,這些,都能夠讓教師的業(yè)務能力和教學水平上升到一個新的臺階。
參考文獻:
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