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［摘要］高职高专院校连年的扩招必然引发一系列问题，影响其课堂教学效果，进而影响到高职院校的办学质量及其稳定与发展。文章针对高职院校学生的特点和职业教育的特点，结合单片机教学中存在的实际问题，提出了提高课堂教学实效性的做法。
［关键词］高职院校 单片机 教学实效性
［作者简介］刘焕平（1965- ），女，河北丰润人，石家庄职业技术学院机电系副教授，主要研究方向为工业控制。（河北 石家庄 050081）
［中图分类号］G712［文献标识码］A［文章编号］1004-3985（2009）15-0127-02
由于高职高专院校连年的扩招，导致出现一系列问题，而与此同时，社会对学生职业能力与职业素养的要求不断提高，因此作为学校教育的主渠道，课堂教学的效率越来越受到人们的关注。我院单片机课程组在建设精品课程的同时，非常重视课堂实效性的研究，经过多年的努力，探索出一条提高单片机课堂教学实效性的有效途径。
一、把握高职高专的人才培养目标，明确课程的教学目标
高职高专的培养目标是“应用型或操作型高技术人才”。即高职院校的培养目标定位在企业第一线的职业人才，而不是企业高层人才，这一点区别于本科培养目标；应用型“高技术”强调必须掌握企业第一线所必需的知识、技术和能力，“高技术”确定了高职教育与中专及一般的职业培训的区别。
随着电子技术和计算机技术的进一步发展，单片机技术已成为计算机技术的一个独特分支，单片机在民用和工业测控等领域得到了广泛的应用。很多企业迫切需要大量熟练掌握单片机技术，并能开发、应用和维护管理单片机控制系统的高级工程技术人员。为此，我院机电一体化专业的单片机课程的教学目标是使学生能清楚地了解单片机的结构与工作流程，建立起单片机系统的概念，最终能够掌握机电一体化技术领域中单片机控制的基本方法、基本技能，能够用单片机控制各种常见的执行机构完成产品的硬件电路的设计及驱动程序的编制，培养单片机控制系统的分析、设计、调试与制作、维护与管理的综合应用能力，通过“教、学、做”一体化的教学模式，使学生具有较强的发现问题、分析问题、解决问题的能力，具有毕业后的直接上岗能力（或经短期培训后上岗），并且毕业时已具备一定的单片机控制系统开发经验。
为了实现单片机课程的教学目标，我们对课程内容进行了认真的选择与序化，充分利用自身优势，在单片机实训室进行理论与实践的授课，真正实现了理实一体化，“教、学、做”相结合的教学模式。同时，灵活运用多种教学组织形式和手段，激发学生的学习兴趣，激活学生的思维，培养学生的综合素质。
二、合理选择课程内容，以任务驱动方式重构教学内容
一般来说，课程内容涉及两大类知识：一类是涉及事实、概念以及规律、原理方面的“陈述性知识”，一类是涉及经验以及策略方面的“过程性知识”。“事实与概念”解答的是“是什么”的问题，“理解与原理”回答的是“为什么”的问题；而“经验”指的是“怎么做”的问题，“策略”强调的则是“怎样做更好”的问题。培养职业型人才的一条主要途径应该是以从业中实际应用的经验和策略的习得为主，以适度够用的概念和原理的理解为辅，即以过程性知识为主、陈述性知识为辅，主要解决“怎么做”（经验）和“怎么做更好”（策略）的问题。
基于上述原因，我们在组织单片机课程的教学时，打破传统的以课程结构为主线的方式，不管硬件结构、指令、编程的先后顺序，将各部分知识分解成一个个知识点，按照人的认知规律和由简单到复杂的原则，将课程的教学内容分解为若干个设计任务，每一个任务通过“任务描述”“任务分析”“相关知识”和“任务实施”来引导，以引起学生的思考，使学生在解决问题中学习知识。通过任务，学生能运用所学知识解决现实问题，从而培养动手能力和解决问题的能力。“相关知识”就是指各部分的知识点，每个任务都抽取各部分的不同知识点，加以组合，完成第一个任务就能清楚单片机的开发过程，进行单片机的初步应用尝试，而不必学完单片机的全部知识体系。完成第二、三个任务，学生就能模仿性地编出自己的程序，使得学习过程是一个不断成功地完成任务的过程。随着任务的逐渐进行，知识逐渐完善，能力逐步提高，当所有任务完成时，知识点就全部学完了。此时，学生已具备了单片机控制系统的开发能力，具有初步的设计经验。需要特别说明的是知识点的合理分解、合理组合、任务的合理设计等是课程目标实现的关键。
三、合理创设学习情境，将“教、学、做”融为一体
职业教育对象对知识的选择有明確指向性，善于获取经验（怎么做）和策略（怎样做更好）的过程性知识，而这类知识的习得与具体情境紧密相关。显然，职业教育的教学应以情境教学为主。因此，开发与现代职业教育教学思想相适应的学习情境，是职业院校建设必须关注的问题。
石家庄职业技术学院微控制器实训室的建设一直围绕着“教、学、做”一体的教学模式进行。该实训室内有1/4的区域为教学区，布置有电脑、投影仪、47寸彩色液晶显示屏和展示台，这些多媒体设备可将教师的讲解内容、操作过程、单片机产品的运行效果显示出来；其他区域布置着各种实训设备和操作台，学生能在教师讲解完后立即进行操作练习，而后可做相关自主性实训。这样融教室、实验室、实训室于一体，营造出了良好的职业氛围和环境，把“教、学、做”有机结合起来。
在具备了良好的硬件环境后，教师的施教过程就可以实现“教、学、做”的有机融合。教师和学生讲讲做做，做做讲讲，有时先讲后做，有时先做后讲，边学边做，亦工亦学，学完了以后当即通过“做”来实践、印证，实践过程中遇到的共性问题，再回到课堂上讨论、讲授，予以解决。另外，任务驱动式的教学内容对“教、学、做”的有机融合也起到了至关重要的作用。单片机课程中的每个任务基本上就是一个单片机产品。教师在讲授各个任务时，首先演示与之对应的单片机产品的功效，给出任务描述，提出一些引导性的问题供学生思考，这是“识、思”。然后，教师按照单片机产品真实的设计过程，与学生一起分析任务、选择元器件、设计硬件电路、编写驱动程序、调试程序和烧录程序，从而实施任务。在这个过程中，教师要讲解与任务相关的知识点。在讲解程序时，教师充分利用实训室的多媒体教学设备和实训设备，一边讲解程序（利用自制多媒体课件），一边动手操作（包括实验设备连接、仿真软件设置、运行和调试程序等），一边让学生观察程序中每一条指令的运行结果（利用大屏幕显示仿真软件窗口的内容）和实验现象（利用47寸液晶屏显示），思考指令的作用及其产生的实际效果，这是“教、练”。最后，学生自己动手编写程序，利用教学场所中的实训设备调试程序，进一步理解、巩固所学知识。在编制驱动程序时，学生先模仿教师讲授的程序，再按照自己的构思编程，这是“学、做”。学生在学习一个任务之后，可以动手制作这个单片机产品。此外，在课程的最后阶段，我们要求学生设计制作一个较为复杂的单片机控制系统，包括单片机的选型、存储空间的分配、原理图和流程图的绘制、电路板的焊接调试、程序的编写与调试运行、故障的排除、程序的烧录等操作环节，实现真正意义的“做”。通过上述方式，加深学生对单片机控制系统的理解，掌握单片机控制系统的分析、设计、调试与制作，培养学生的职业能力，提高学生的操作技能和职业素质。
四、灵活运用多种教学形式与手段，突出学生主体作用，激发学生的学习兴趣
传统的以教师为中心的教学，认为教师是知识的源泉，学生的知识就是从教师的讲述中得到的，教师理应处于教学的中心地位。这样的课堂教学自然就成了老师讲、学生听，教师问、学生答，只重视知识的传授与积累，轻视了知识的创造和运用。这种教学往往忽略了学生这个中心环节，扼杀了学生的个性发展，把不同层次的学生“捆在一起”，学生自主学习的空间太小，极大地影响了学习者主观能动性的发挥。为了改变学生的配角地位，调动学生的学习积极性，促进学生的学习能力发展和综合素质的提高，我们在进行单片机课程教学时，主要采用了以下几种方法：
（一）班级讲授、小组讨论和个体辅导相结合
单片机课程的教学内容是由若干个任务组成的。第1个任务以教师讲授为主，通过教师的讲授与示范操作，让学生习得基础知识与基本技能。从第2个任务开始，我们按照以下步骤组织教学：
1.以班级为单位讲授任务要求。任务的引入可以直接用文字描述；可以先用实物演示产品的功能，再用文字描述；也可以通过现实生活中的事例，引发学生想象，学生自由发言，教师归纳任务要求。
2.以小组为单位设计硬件电路。为了帮助学生顺利完成硬件设计，教师可以给出一些引导性问题，引导学生正确思考，激活学生思维。通过小组讨论和小组成员的共同努力，设计出硬件电路。然后，每组派一名代表在班级讲述设计结果，如果设计中存在未解决的问题，可以直接提出供大家研讨。在各组自评和互评后，教师总结归纳。在课程学习的初期，引导文可以多一些，随着学生对硬件电路设计方法的掌握，引导文越来越少，直至取消。
3.以班级讲授和小组讨论相互交叉的形式完成软件的设计，在软件设计过程中对思维极端的个体进行单独辅导。“软件”是学习单片机过程中难以掌握的部分。在软件设计过程中，教师要详细讲解各个知识点。在这个“教”的过程中，教师应该从学生已有的生活经验和感性知识中捕捉有助于突破难点的事例，用以引发学生相似联想，再通过自由讨论，获得解决问题的多种方法，最后由教师点评。另外，教师充分利用多媒体设备，一边讲解指令，一边让学生观察指令的运行结果和外设的动作效果。在“教”之后，学生以小组形式模仿教师进行编程和操作练习，小组成员通过争辩、讨论等方式可以很快理解指令的作用，掌握驱动程序的编制方法。对于小组练习过程中出现的共性问题，要反馈回课堂解决；对于个性问题，教师要单独指导，激发学生创作欲望。这种边讲授、边讨论、边探究、边实践的学习方法可以极大地调动学生的学习积极性，激发学习兴趣，使学生的学习效果和操作能力得到大大提高。
（二）课内训练、课外任务和技能大赛相结合
单片机的教学内容采用任务驱动方式，每个任务都给学生一个新的知识点，一个新的思维方向。在课堂上通过教师的讲授与操作、学生的讨论与实践、师生的互动与探究，可以使学生基本掌握每个任务的设计方法以及各个知识点。但是，课内的时间是有限的，学生创作的源泉形成于课堂，而发展于课外，成熟于发现。所以，在每个课内任务之后，我们安排了与之相近但要求略高的任务，并制成任务单发给学生。学生则以小组形式完成课外任务的设计。小组成员分工协作，利用课余时间查阅资料，确定解决问题的方法和方案，编写和调试程序，认真填写任务单。为了培养学生检索相关网站和使用工具书的习惯，在任务单中适时地提出问题，要求学生通过检索网页来解决。对于课外任务完成情況的检验，在课堂上进行。每个小组都要讲述自己的设计思路与编程方法，通过自评、互评，发现自己的不足，学习他人的长处，以此提升学习的深度与广度。
除了课内训练和课外任务之外，学院每年都组织电子技能竞赛和创新设计大赛。鼓励个别学生自己设计、制作单片机控制系统，教师给予一定指导。然后以点带面，充分调动大多数学生的创作欲望，鼓励学生参加创新大赛，形成良好的学习风气。
［参考文献］
［1］教育部高教司.高职高专院校人才培养工作水平评估资料汇编［M］.北京：人民邮电出版社，2003.
［2］姜大源.职业教育学研究新论［M］.北京：教育科学出版社，2007.
［3］黄爱科，陈大文.高职高专院校如何提高课堂教学实效性研究［J］.现代企业文化，2008（16）.
［关键词］高职院校 单片机 教学实效性
［作者简介］刘焕平（1965- ），女，河北丰润人，石家庄职业技术学院机电系副教授，主要研究方向为工业控制。（河北 石家庄 050081）
［中图分类号］G712［文献标识码］A［文章编号］1004-3985（2009）15-0127-02
由于高职高专院校连年的扩招，导致出现一系列问题，而与此同时，社会对学生职业能力与职业素养的要求不断提高，因此作为学校教育的主渠道，课堂教学的效率越来越受到人们的关注。我院单片机课程组在建设精品课程的同时，非常重视课堂实效性的研究，经过多年的努力，探索出一条提高单片机课堂教学实效性的有效途径。
一、把握高职高专的人才培养目标，明确课程的教学目标
高职高专的培养目标是“应用型或操作型高技术人才”。即高职院校的培养目标定位在企业第一线的职业人才，而不是企业高层人才，这一点区别于本科培养目标；应用型“高技术”强调必须掌握企业第一线所必需的知识、技术和能力，“高技术”确定了高职教育与中专及一般的职业培训的区别。
随着电子技术和计算机技术的进一步发展，单片机技术已成为计算机技术的一个独特分支，单片机在民用和工业测控等领域得到了广泛的应用。很多企业迫切需要大量熟练掌握单片机技术，并能开发、应用和维护管理单片机控制系统的高级工程技术人员。为此，我院机电一体化专业的单片机课程的教学目标是使学生能清楚地了解单片机的结构与工作流程，建立起单片机系统的概念，最终能够掌握机电一体化技术领域中单片机控制的基本方法、基本技能，能够用单片机控制各种常见的执行机构完成产品的硬件电路的设计及驱动程序的编制，培养单片机控制系统的分析、设计、调试与制作、维护与管理的综合应用能力，通过“教、学、做”一体化的教学模式，使学生具有较强的发现问题、分析问题、解决问题的能力，具有毕业后的直接上岗能力（或经短期培训后上岗），并且毕业时已具备一定的单片机控制系统开发经验。
为了实现单片机课程的教学目标，我们对课程内容进行了认真的选择与序化，充分利用自身优势，在单片机实训室进行理论与实践的授课，真正实现了理实一体化，“教、学、做”相结合的教学模式。同时，灵活运用多种教学组织形式和手段，激发学生的学习兴趣，激活学生的思维，培养学生的综合素质。
二、合理选择课程内容，以任务驱动方式重构教学内容
一般来说，课程内容涉及两大类知识：一类是涉及事实、概念以及规律、原理方面的“陈述性知识”，一类是涉及经验以及策略方面的“过程性知识”。“事实与概念”解答的是“是什么”的问题，“理解与原理”回答的是“为什么”的问题；而“经验”指的是“怎么做”的问题，“策略”强调的则是“怎样做更好”的问题。培养职业型人才的一条主要途径应该是以从业中实际应用的经验和策略的习得为主，以适度够用的概念和原理的理解为辅，即以过程性知识为主、陈述性知识为辅，主要解决“怎么做”（经验）和“怎么做更好”（策略）的问题。
基于上述原因，我们在组织单片机课程的教学时，打破传统的以课程结构为主线的方式，不管硬件结构、指令、编程的先后顺序，将各部分知识分解成一个个知识点，按照人的认知规律和由简单到复杂的原则，将课程的教学内容分解为若干个设计任务，每一个任务通过“任务描述”“任务分析”“相关知识”和“任务实施”来引导，以引起学生的思考，使学生在解决问题中学习知识。通过任务，学生能运用所学知识解决现实问题，从而培养动手能力和解决问题的能力。“相关知识”就是指各部分的知识点，每个任务都抽取各部分的不同知识点，加以组合，完成第一个任务就能清楚单片机的开发过程，进行单片机的初步应用尝试，而不必学完单片机的全部知识体系。完成第二、三个任务，学生就能模仿性地编出自己的程序，使得学习过程是一个不断成功地完成任务的过程。随着任务的逐渐进行，知识逐渐完善，能力逐步提高，当所有任务完成时，知识点就全部学完了。此时，学生已具备了单片机控制系统的开发能力，具有初步的设计经验。需要特别说明的是知识点的合理分解、合理组合、任务的合理设计等是课程目标实现的关键。
三、合理创设学习情境，将“教、学、做”融为一体
职业教育对象对知识的选择有明確指向性，善于获取经验（怎么做）和策略（怎样做更好）的过程性知识，而这类知识的习得与具体情境紧密相关。显然，职业教育的教学应以情境教学为主。因此，开发与现代职业教育教学思想相适应的学习情境，是职业院校建设必须关注的问题。
石家庄职业技术学院微控制器实训室的建设一直围绕着“教、学、做”一体的教学模式进行。该实训室内有1/4的区域为教学区，布置有电脑、投影仪、47寸彩色液晶显示屏和展示台，这些多媒体设备可将教师的讲解内容、操作过程、单片机产品的运行效果显示出来；其他区域布置着各种实训设备和操作台，学生能在教师讲解完后立即进行操作练习，而后可做相关自主性实训。这样融教室、实验室、实训室于一体，营造出了良好的职业氛围和环境，把“教、学、做”有机结合起来。
在具备了良好的硬件环境后，教师的施教过程就可以实现“教、学、做”的有机融合。教师和学生讲讲做做，做做讲讲，有时先讲后做，有时先做后讲，边学边做，亦工亦学，学完了以后当即通过“做”来实践、印证，实践过程中遇到的共性问题，再回到课堂上讨论、讲授，予以解决。另外，任务驱动式的教学内容对“教、学、做”的有机融合也起到了至关重要的作用。单片机课程中的每个任务基本上就是一个单片机产品。教师在讲授各个任务时，首先演示与之对应的单片机产品的功效，给出任务描述，提出一些引导性的问题供学生思考，这是“识、思”。然后，教师按照单片机产品真实的设计过程，与学生一起分析任务、选择元器件、设计硬件电路、编写驱动程序、调试程序和烧录程序，从而实施任务。在这个过程中，教师要讲解与任务相关的知识点。在讲解程序时，教师充分利用实训室的多媒体教学设备和实训设备，一边讲解程序（利用自制多媒体课件），一边动手操作（包括实验设备连接、仿真软件设置、运行和调试程序等），一边让学生观察程序中每一条指令的运行结果（利用大屏幕显示仿真软件窗口的内容）和实验现象（利用47寸液晶屏显示），思考指令的作用及其产生的实际效果，这是“教、练”。最后，学生自己动手编写程序，利用教学场所中的实训设备调试程序，进一步理解、巩固所学知识。在编制驱动程序时，学生先模仿教师讲授的程序，再按照自己的构思编程，这是“学、做”。学生在学习一个任务之后，可以动手制作这个单片机产品。此外，在课程的最后阶段，我们要求学生设计制作一个较为复杂的单片机控制系统，包括单片机的选型、存储空间的分配、原理图和流程图的绘制、电路板的焊接调试、程序的编写与调试运行、故障的排除、程序的烧录等操作环节，实现真正意义的“做”。通过上述方式，加深学生对单片机控制系统的理解，掌握单片机控制系统的分析、设计、调试与制作，培养学生的职业能力，提高学生的操作技能和职业素质。
四、灵活运用多种教学形式与手段，突出学生主体作用，激发学生的学习兴趣
传统的以教师为中心的教学，认为教师是知识的源泉，学生的知识就是从教师的讲述中得到的，教师理应处于教学的中心地位。这样的课堂教学自然就成了老师讲、学生听，教师问、学生答，只重视知识的传授与积累，轻视了知识的创造和运用。这种教学往往忽略了学生这个中心环节，扼杀了学生的个性发展，把不同层次的学生“捆在一起”，学生自主学习的空间太小，极大地影响了学习者主观能动性的发挥。为了改变学生的配角地位，调动学生的学习积极性，促进学生的学习能力发展和综合素质的提高，我们在进行单片机课程教学时，主要采用了以下几种方法：
（一）班级讲授、小组讨论和个体辅导相结合
单片机课程的教学内容是由若干个任务组成的。第1个任务以教师讲授为主，通过教师的讲授与示范操作，让学生习得基础知识与基本技能。从第2个任务开始，我们按照以下步骤组织教学：
1.以班级为单位讲授任务要求。任务的引入可以直接用文字描述；可以先用实物演示产品的功能，再用文字描述；也可以通过现实生活中的事例，引发学生想象，学生自由发言，教师归纳任务要求。
2.以小组为单位设计硬件电路。为了帮助学生顺利完成硬件设计，教师可以给出一些引导性问题，引导学生正确思考，激活学生思维。通过小组讨论和小组成员的共同努力，设计出硬件电路。然后，每组派一名代表在班级讲述设计结果，如果设计中存在未解决的问题，可以直接提出供大家研讨。在各组自评和互评后，教师总结归纳。在课程学习的初期，引导文可以多一些，随着学生对硬件电路设计方法的掌握，引导文越来越少，直至取消。
3.以班级讲授和小组讨论相互交叉的形式完成软件的设计，在软件设计过程中对思维极端的个体进行单独辅导。“软件”是学习单片机过程中难以掌握的部分。在软件设计过程中，教师要详细讲解各个知识点。在这个“教”的过程中，教师应该从学生已有的生活经验和感性知识中捕捉有助于突破难点的事例，用以引发学生相似联想，再通过自由讨论，获得解决问题的多种方法，最后由教师点评。另外，教师充分利用多媒体设备，一边讲解指令，一边让学生观察指令的运行结果和外设的动作效果。在“教”之后，学生以小组形式模仿教师进行编程和操作练习，小组成员通过争辩、讨论等方式可以很快理解指令的作用，掌握驱动程序的编制方法。对于小组练习过程中出现的共性问题，要反馈回课堂解决；对于个性问题，教师要单独指导，激发学生创作欲望。这种边讲授、边讨论、边探究、边实践的学习方法可以极大地调动学生的学习积极性，激发学习兴趣，使学生的学习效果和操作能力得到大大提高。
（二）课内训练、课外任务和技能大赛相结合
单片机的教学内容采用任务驱动方式，每个任务都给学生一个新的知识点，一个新的思维方向。在课堂上通过教师的讲授与操作、学生的讨论与实践、师生的互动与探究，可以使学生基本掌握每个任务的设计方法以及各个知识点。但是，课内的时间是有限的，学生创作的源泉形成于课堂，而发展于课外，成熟于发现。所以，在每个课内任务之后，我们安排了与之相近但要求略高的任务，并制成任务单发给学生。学生则以小组形式完成课外任务的设计。小组成员分工协作，利用课余时间查阅资料，确定解决问题的方法和方案，编写和调试程序，认真填写任务单。为了培养学生检索相关网站和使用工具书的习惯，在任务单中适时地提出问题，要求学生通过检索网页来解决。对于课外任务完成情況的检验，在课堂上进行。每个小组都要讲述自己的设计思路与编程方法，通过自评、互评，发现自己的不足，学习他人的长处，以此提升学习的深度与广度。
除了课内训练和课外任务之外，学院每年都组织电子技能竞赛和创新设计大赛。鼓励个别学生自己设计、制作单片机控制系统，教师给予一定指导。然后以点带面，充分调动大多数学生的创作欲望，鼓励学生参加创新大赛，形成良好的学习风气。
［参考文献］
［1］教育部高教司.高职高专院校人才培养工作水平评估资料汇编［M］.北京：人民邮电出版社，2003.
［2］姜大源.职业教育学研究新论［M］.北京：教育科学出版社，2007.
［3］黄爱科，陈大文.高职高专院校如何提高课堂教学实效性研究［J］.现代企业文化，2008（16）.