模块化教学模式在单片机教学中的实践与研究

    [摘要]：单片机技术是一门实用性和应用性非常强的课程。而中职教育应该尤其强调学生应用实践学习能力的培养，本文在分析单片机课程教学特点，尤其是实训课的特点基础上，从模块化教学的实施方面进行了中职教学改革的探讨，目的是激发学生学习的兴趣和积极性，培养学生单片机系统设计能力、分析问题和解决问题的能力，从而实际提高学生的单片机水平，提高该课程的学习效果。

   [关键词]：单片机；模块化教学模式；实训课

    单片机以其低廉的价格和优异的性能广泛应用与生产生活的各个领域，如家用电器，工业控制等方面。中职教育的目的是培养适应生产建设管理服务第一线所需要的专业技术应用型的专门人才。相应地教学方法理应体现“联系实际、适度理论、 注重应用、提高素质”的特色与要求，要突出学生解决实际问题的能力，注重培养学生的创新能力。

   而目前中职教育存在一些比较普遍的问题，如适合中职学生的优质教材较少，很多教材偏重于理论，相应的教学计划针对性不强，传统教学方法过多体现“讲授式”特点，缺乏对学生主动学习与实践创新能力的关注。因此，开展教学方法改革，探索适应新形势要求的教学方法已经是中职教育改革的必然选择。

   下面我就结合自己在单片机课程教学工作中的探索和实践，谈一下模块化教学在中职教学改革中的意义和效果。

    一、 传统的教学模式下的单片机教学方法

    传统的单片机教学方式是比较枯燥的，都以单片机结构为主线，一开始就提出总线、地址等概念，初学者难以理解这些抽象的概念。当学到编写指令时，又脱离具体的任务，为学编程而讲指令，学生又不易理解指令的含义，就更不用说要掌握和运用了。到后面的原理运用与扩展，需要学生掌握前面的基础知识，单片机的各个部分需要协同工作，最终才能形成一个完整的运用系统。所以，学生在刚接触到单片机时都无法入门，学到后来就基本放弃了。

   其实，单片机是一门使用性很强的课程。学好了也是很有趣味的。所以如果能改变传统的教学方式。加强实践环节，充分发挥学生的主动性，让学生在一个一个具体的任务中来学习单片机，让学生知道“噢，要实现这个功能原来是这么做的！”，一定可以提高教学效果。所以，我在教学中的一些做法如下：

   二、 模块化教学模式下的单片机教学方法

   我在单片机的教学中采用模块化教学方式。所谓模块化教学是把教学知识分解成一个一个具体的任务模块为向导，由教师的教和学生的学共同完成的教学活动。能更有效的突出学生的主体地位、培养学生的工程实践能力、培养学生学会思考、学会分析，使他们全面发展。

   在模块化的硬件设备上，我们采用的是计算机＋Keil编程软件＋实验台＋黑板”的教学环境，所有课程的教学都在实训室里完成。教学过程采用“理论讲解+分析设计+学生编程+实验+调试+设疑+再编程+再调试+再实验”的方式，边讲边动手。例如要完成“8个发光二极管轮流点亮”的任务，教师先讲解完成这个实例需要掌握的相关电路原理，指令规则，接着引导学生一起来分析思考如何实现任务功能，待学生发现指令和任务之间的联系之后，让同学们自己动手写一写程序，并尝试下载到实验台上看看结果对不对。接下来再适当改变任务要求，如改变二极管轮流点亮的方向和间隔时间，请同学们尝试动手完成实验。通过这样的过程，将理论和实践结合起来，充分调动学生的主观能动性，提高学生学习兴趣。

   另一方面，在教学中，以实例任务为教学导向，将理论知识点渗透在实例完成过程中，引导学生分析问题解决方法，最终通过实例任务的完成使学生掌握理论知识和应用技能。

   单片机技术这门课涉及到繁杂的硬件结构知识和多条指令，采用传统的教学模式，很多学生都会感觉：在上理论课时学到很多关于单片机课程的理论和知识，在单片机实验时不知道如何使用，从何入手。

   为配合案例教学法的实施，我们编写了几个实训模块，以“单个发光二极管的控制、流水灯程序设计、电子钟设计、led动态静态显示、按键扫描、温度检测”等实例为主线，分别讲解了完成这些实例所需要的单片机C语言指令的使用方法，以及单片机定时器、计数器、中断的使用方法等知识点。

   采用模块化教学方法，将某一教学课题的理论知识和实际技能结合起来，学生有独立制定计划并实施的机会，在一定时间范围内可以自行组织、安排自己的学习行为，有明确而具体的成果展示，学生自己克服、处理在项目工作中出现的困难和问题，学习结束时，师生共同评价项目工作成果。

   比如： 实训模块1：Keil软件使用及设计流水灯

    1、实训项目：练习使用Keil软件和设计流水灯。

    2、实训目的：熟悉掌握Keil软件的使用方法，能够搭建单片机最小系统，编写简单的流水灯程序。

    3、 实训内容：

   （1） 用Keil新建一个工程在指定文件夹内，新建C源程序文件。

   （2） 用C编写一个简单流水灯程序，并生成可执行的HEX文件。

   （3） 用试验台搭建最小系统，把写好的程序写入单片机，观察效果。

   （4） 使用不同的方法，形成不同的流水灯效果。

   （5） 写出试验报告。

    4、 实训考核：对学生搭建的最小系统及编写的程序进行评估给分。 通过模块化教学法的实施，大大缩短了理论与实践的差距，提高了学生解决实际问题的能力。

    三、 结语

    总之，通过单片机课程教学中采用模块化教学，有利于打破传统教学模式的束缚，改善教学效果，培养学生的实践能力，尽管如此，我们目前的探索中还有一些问题，例如，在模块化教学的实施中还有些细节过程需要更好的把握。但是，不管怎样，作为一名教育工作者，课前要做好充分的准备，课堂上还要有很好的洞察力、与学生良好的沟通能力及课程驾驭能力等。我们还需要进一步探索，努力加强自身素质，不断提高教学技巧，使模块化教学在职业教育中发挥积极的作用！