《单片机应用技术》任务驱动型
一体化教学模式探索
【摘要】本文论述如何在单片机应用技术的教学过程中采用任务驱动型一体化教学模式，在整个教学过程中, 学生是主角, 教师是配角, 充分地展示技工教育“以能力为本”的价值取向, 提高了课堂教学质量和效益。以此引起学生学习单片机技术的兴趣，培养学生的学习能力，提高教学效果。 【关键词】 一体化教学；单片机；任务驱动型
传统的单片机教学长期受普通教育的影响，注重课程本身的知识结构，过于讲究系统性和完整性，这样的教材详细的解析了单片机的结构和各种功能，有利于学生全面掌握单片机的理论知识。但是对于技工院校的学生来讲这样的教材是不合适的。主要原因有：
1、由于技工院校的培养目标是以“就业为导向”的，对于学生技能的提高是第一位的，因此教材应侧重单片机的应用，而不是建立完整理论体系。
2、技工院校的学生普遍对于抽象的理论不感兴趣，课堂上的“长篇大论”是无法引起学生兴趣的，因此单片机教材应结合学生的特点，由浅入深，寓理论于实践。
经过近几年人社部组织实施的课程改革、探索与实践，基于工作过程导向的项目引领、任务驱动课程一体化教学模式成功应用于单片机技术课程教学，取得了良好效果。主要做法是：按企业相关职业岗位工作能力需求将课程内容重构为若干个典型项目，各项目又根据功能和要求分解为若干任务。“项目引领”使学生明确学习目标,知道自己要做什么,“任务驱动”使学生知道怎么做。教师围绕具体的实际项目组织和开展教学活动,学生带着任务边学边做,直接参与项目实施的全过程。通过教师引导、自己探究、小组合作、讲解讨论、总结提高等多种形式完成从理论知识到职业能力的转化。
一、任务驱动型一体化教学方法的探索 1.明确课程教学目标
针对技工院校学生抽象思维能力差、形象思维能力较强这一特征, 体现该课程服务于机电一体化专业人才培养方案, 确定了单片机课程教学目标: 掌握单片机系统的常用操作和系统常见故障的检测与排除方法; 掌握单片机主要模块的工作原理; 具有简单应用系统软、硬件设计能力并掌握其基本开发方法; 培养学生的动手能力和实践能力; 另外, 还要培养学生较强的综合能力, 能完成技术比较复杂的工作, 并能运用较丰富的实践经验或先进的技术手段, 及时准确地发现和排解操作中的故障。 2.从职业能力分析到课程项目化
课程项目化, 是指根据职业能力培养的需要, 密切联系该行业产业发展实际, 将专业基础课程和专业课程的教学内容设计成具体技能的训练项目, 根据项目组织实施教学与考核, 使专业人才的能力培养目标得以实现。
任务驱动一体化教学是将课程教学内容即一个典型的项目划分成阶段性的任务, 每个任务包含了相关的知识模块, 每个模块都包含一些知识点。通过各个项目的由易到难的逐渐实施, 让学生在各个项目的动手操作中实现该课程的培养目标。
3.根据对单片机相应职业岗位的职业能力分析, 我们对《单片机应用技术》课程的教学目标通过若干项目、任务实施来实现。学生完成一项任务, 必须学习相关的知识, 达到相应的能力; 完成一项任务, 将要从每个知识模块中提取若干知识点学习, 以构成此任务所需的知识点。这样, 教学内容完全打破了传统的编排顺序, 是以任务所需来进行取舍。
4.在项目化的教学活动中, 教师成为“导演”, 学生成为“演员”。演员要演好戏, 需要一个好的剧本, 也要求导演有较高的艺术才能, 更加重要的是演员要积极参与。“剧本”就是我们教学中用的教材, 但是目前教材需要教师根据岗位职业能力分析进行提炼, 然后对教学内容进行整合, 实现理论知识到项目任务的转化, 编写出适合学生能力发展的教学资料。课程项目化教学, 最根本、最关键的要素是教师。在教师的指导下, 以个人或小组工作方式, 由学生自己按照任务的解决办法, 共同制定计划、共同或分工完成整个任务, 从而达到课程教学目的。
二、基于工作过程的教学项目案例
下面以彩灯控制器的设计与制作项目来阐述如何实现任务驱动型一体化教学, 以起到抛砖引玉的作用。 彩灯控制器的设计与制作(20学时) 项目综述: 单片机I/ O接口电路的应用, 在单片机技术中处于重要地位。 1.教学目标 能力目标: (1) 能根据性能要求选择合理的电路; (2) 能分析、计算典型单元电路并能按要求进行电路参数的修改; (3) 能熟练使用Protel99se软件绘制控制器电路图; (4) 能进行该项目的工艺文件编制; (5) 能合作完成彩灯控制器的整机安装、调试与测试。 知识目标: (1) 熟悉技术文件的编制; (2) 熟悉原理图到电路板图的设计过程; (3) 熟悉单片机驱动电路的分析方法和单元电路功能。 2.项目学习情景: 学习情景1: 程序设计(4学时) ; 学习情景2: 控制器电路原理图设计(4学时) ; 学习情景3: 控制器电路板焊接(4学时) ; 学习情景4: 控制器软件、硬件调试(4学时) ; 学习情景5: 控制器整体组装(2学时) ; 学习情景6: 控制器功能测试(2学时) ; 3.第二课堂活动设计(课外) (1) 控制器元件采购单制作, 市场调查, 估算控制器成本; (2) 控制器外壳选材制作(自由发挥) 。
三、效果分析与总结
1.基于“工作过程系统化”单片机系列课程教学改革实施以来，学生学习兴趣浓厚，技能训练得到强化，单片机综合开发能力显著提高。
（1）在任务驱动型一体化项目教学中，每一项目既相互独立，又紧密相连，循序渐进，在一段教学时间内，只把某一个项目或工作过程作为学习内容。当学生能较快完成简单项目，并将设计方法扩展到复杂项目，他们会发现单片机课程“并不难”，进而产生浓厚的学习兴趣。
（2）专业理论学习和技能操作训练进行有机结合，技能训练时间大大增加，学生有较多机会将专业理论知识与实际反复对照、加深理解，主动构建自我的知识体系，实践技能形成较快。技能操作训练与专业理论相对应，紧密衔接，实现了理论与实践的密切结合，理性与感性认识的同步上升。
（3）任务驱动型一体化项目教学，是以企业电子产品作为单片机课程的教学载体，将产品的设计制作过程与单片机的知识点有机结合组织教学内容，同时我们在单片机系统开发训练过程不断引进最新开发模式和最新开发工具，使其紧跟技术前沿。这样的教学模式十分有利于提高学生单片机综合开发能力。
2.应用任务驱动、一体化教学法应注意的问题
(1) 在确立任务时, 要考虑到本课程在教学班所属专业中所处的位置和作用。根据课程在该专业方向中所起的作用来确立项目任务, 要符合专业人才培养目标和岗位能力要求。
(2) 遵循以人为本的原则, 因生施教。任务的难易程度要与学生的实际水平相符合。贯穿于教学过程中的任务不能太复杂, 难度也不能过高。任务的数量有一个到两个, 而且是比较典型的任务。
(3) 教学要充分体现知识和实际的紧密结合, 侧重选择能体现本行业企业生产过程、经营活动过程特征的项目任务, 同时又要具备客观条件, 使模拟或仿真教学具有现实性和可行性。单片机课程教学实践证明: 综合利用软、硬件教学资源, 采用基于工作过程行为导向的任务驱动、一体化教学法教学, 教学目标明确, 充分调动了学生的学习兴趣, 教学实效性强。这也是有效提高学生的技能水平和综合职业能力, 适应技工院校教学改革的需要, 适应现代企业对单片机高技能人才的需要。
(4) 教学使用教材的选择要符合教学实际。目前各职业院校使用的教材大部分还是传统教材, 先理论讲授, 后加实验验证。教师只有通过岗位职业能力需求分析, 再进行课程项目研究开发、项目教学与成果转化才能做到与行业接轨。教师在课程项目化过程中自然需要与企业建立密切的联系, 才能做到“教最新的”, 保证让学生“学有所用”。
综上所述, 任务驱动型一体化教学法是在行为领域学习理论的影响下, 通过选取“工程任务”来创设“教学情景”, 通过“协作学习”的活动方式开展学习,通过完成“工程任务”来达到“教学目的”, 是一种比较有效的教学方法。在整个教学过程中, 教师是配角, 学生是主角。它突破了传统的教学模式, 通过解决学生身边的一些现实问题来实现学生对知识的掌握, 大大提高了学生学习的积极性和主动性。通过任务驱动型一体化学习的学生, 他们的动手能力、解决实际问题的能力都有很大的提高。
参考文献：
1．宋锦 《单片机课程项目教学法的探索和实践》 南京信息职业技术学院 《教学与课程》 2．蒋庆斌、徐国庆 《基于工作任务的职业教育项目课程研究》 《职业技术教育（教科版）》2005 3．曲卫冬、王亚青 《单片机课程理实一体项目式教学的探讨》 中国电力教育 2010
