单片机技能大赛看单片机课程改革

【摘 要】技能大赛,作为引领导向,对职业院校的职业教育发展有重要的影响,取得了很好的成效.本文总结在单片机技能大赛中成功的培训经验,使其融入单片机课程改革.

【关 键 词】技能大赛；职业教育；课程改革

一、引言

作为一名单片机教练,自2009年第一届《“亚龙杯”全国单片机控制装置安装与调试大赛》以来,本人已经接连为学校培养出4名全国金牌选手.

作为他们的培训教练,5年来在全程指导训练与教学过程中,进行了一些新的教学探索和尝试,赛后也留下了很多的体会与反思,与各位分享.

二、大赛培训期间的教学探索

1.方法来源——“教、学、做”合一教学法

9月开学,11月份学生就要迎接迫在眉睫的无锡市技能大赛,他们必须以最快的速度入门单片机技术,所以,本次培训中,常规教学方式根本无法满足要求,必须探索新的教学方式.

参照温家宝总理提出的“职校教师应在做中教,因为只有在做中教才是真教,学生应在做中学,做中学才是真学”的中职教育新理念,我们便开始尝试起来：让学生在“做”中学习知识,在“做”中理解知识,在“做”中巩固知识；让老师在“做”中教理论,在“做”中解决学生问题,在“做”中帮助学生综合运用知识.我们称之为“教、学、做”三合一教学法,分为三个具体的实施阶段.

第一阶段：确立分立项目.为了让学生迅速的掌握所需知识,尽快完成单片机技术的入门,教练组打破原有教材的章节顺序,重新整合理论知识,把实验设备按照模块拆分成从简单到复杂的13个分类项目,针对每一个项目出一到两套对应训练课题,并编写相关校本教材.

第二阶段：顺利入门.该阶段中,教练先对这个项目所需要用到的相关知识进行讲解,然后演示操作方法.紧接着,学生马上开始实际操作.这样做的好处是：学生在实际操作过程中很容易就理解并巩固了所需要掌握的知识,并实现融会贯通,入门速度很快.

第三阶段：有效提升.学生入门后,教练慢慢放手,不再一步步演示.所谓“授之以鱼,不如授之以渔”,之后的几个课题,教练只讲解所需要用到的理论知识,然后给出一定的编程思路,由学生运用前面所学知识,自主编程.这样做的好处是：给学生留出适当空间,更能激发其求知欲、参与欲、创造欲.实践证明：这阶段,学生提问频率大大提高,新思路层出不穷.此时教练可从旁很好的观察学生的特点及知识掌握程度,从而及时修改教学重点和训练方向.[1]

通过这三个阶段,学生完成了对单片机控制技术知之不多到熟练掌握的跨越.通常情况下,学生了解单片机基本模块和编程入门知识需要一个学期的教学,而我们仅用了2个星期就把学生领进了单片机控制技术的门槛,这充分显示了“教、学、做”合一教学法的优越性.

2.兴趣来源——成功体验法

陶行知说过：“当我能把一件事做得很好,能游刃有余地注入一些新的想法,我驾驭它而不是被动地应付的时候,我会很满足开心,这时我发现兴趣不知不觉地产生了,虽然以前我对此没有特别的兴趣.”

显然,学生们对单片机的未知,使他们无法驾驭单片机控制技术,从而产生有一种畏惧感.他们没有成功的经验,所以没有自信的根基,兴趣更是无从谈起.基于对学生学习心理的分析,教练组决定在培训中贯穿一个宗旨：“让学生的学习过程成为他们体验成功的过程.”以此培养学生的自信与兴趣.在具体实施时,主要通过两个步骤来实现：（1）在容易中体验入门的成功；（2）在困难中体验阶段性的成功.

最初的几个项目,教练组特意设计得比较容易,学生按照老师的理论讲解及操作指导后,基本都可以掌握,在做的过程中,即使有问题,老师立刻会和学生一起分析问题,从而找出解决问题的方法,对学生取得的每一点进步都给与肯定和鼓励.几次成功地完成项目后,学生渐渐消除了对于单片机课程的畏惧,信心和兴趣也就培养起来了,学生们开始敢于自己编写程序,敢于产生新的想法了.

作为教练,我们需要在整个教学过程中善于观察学生学习心理的变化,以便及时调整教学进程,达到教学目的,优化教学效果.

当我们发现有些学生经过几次成功的完成单片机项目后,开始盲目产生自满情绪,这时就进入了第二步骤的实施阶段.

通过加深项目课题的难度,加大程序的复杂程度,从而给学生施加压力.老师从开始的“又问必答”和“详尽分析”,转变为激励学生自主进取,挖掘潜能,挑战自我,并鼓励其与同伴进行合作.

我们激励学生不断进取,挖掘潜能,挑战自我,并鼓励其与同伴进行合作.于是,教练在给出项目课题后不再手把手演示,转而让学生独立操作,用他们自己的思路完成项目任务,实现了从“要我学”到“我要学”的转变.一定的难度使学生们自满情绪得到了抑制,自主训练的过程使其积极性得到大幅度调动,讨论与合作又让他们感受到团队的力量,即使是有难度的项目,学生也可以从中体验到阶段式的成功.

3.动力来源——特殊的评价机制.

由于培训的特殊性质,在教学评价环节,我们引入了末尾淘汰机制.比赛名额2名,培训学生12名,淘汰率为83%.

为了确保竞争的公平性、合理性,我们对评价方式上进行了改革.

首先,摒弃了以往惯用的“最终评价”,坚持“每日评价”.考核时间为每天上午,考核内容为前一天的训练课题,考核成绩每天都被记录在案,每周请省里的专家做一次综合测试.

这种评价方式的实施效果是：大大激发了学生的竞争意识,使之产生极大的学习动力,充分挖掘潜力,并且学生能够清醒及时地了解自己的掌握程度,适时地进行反思和总结.

其次,摒弃了“仅对学生评价”,实现“对师生共同评价”,把12名学生分成3组,分别由3位教师各自指导.

这种评价方式的实施效果是：更进一步地激发了教师教学的积极性,学的压力和教的压力共同形成了一股强劲的学习动力,确保了在有限的教学时间里教学质量的最大化、最优化.三、单片机课程改革的思考

经历了历届全国单片机技能大赛的洗礼,重新回到本职岗位中后,作为一名任课教师,我渐渐发现,在技能大赛中的这些成功教学经验,其实可以融入单片机课程改革.

1.教学内容的改革

1）设备的改革

以往单片机实训课程中,是通过发给学生元器件、学生自己用万能板搭建电路的方式进行硬件电路的搭建,这样做有三个缺点：一是费时,整个实训过程中,三分之一以上的时间用来搭建实训电路,大大占用了操作时间；二是成功率低,电路板搭建质量直接关系到功能是否完成；三是扩展能力差,搭建好的电路只有单独的功能,针对每个课题必须搭建不同的电路.[2]

这是单片机课程实训中的一个瓶颈.由于技能大赛,我校引入了28台亚龙YL-236单片机试验台.它把单片机课程中用到的电路分类并制作成一个个功能模块,学生只需选取需要的模块,用接插线连接控制电路,编写控制程序输入单片机,单片机控制装置就能按程序运行了.这样一来,搭建电路的时间减少了,同时也避免了由于电路质量而导致故障.

2）教材的改革

传统单片机教材总是一上来先讲单片机原理,然后是汇编指令,接着讲软件编程,而后再是总线系统与器件,最后才来一些实例.这样先理论后实践的学习模型对于中职学生来说是不合适的.中职学生最大的特点就是很难对枯燥的理论知识建立起形象思维,先理论再实践很容易让学生产生单片机课程很难,自己学不会的抵触情绪.因此单片机课程教材的改革刻不容缓.[3]

本人在全国单片机首席专家葛金印的组织下参与新编了《单片机控制项目训练教程》一书,打破了“先理后践”的常规教学模型,精心设计了多个日常生活中常见、常用的功能项目.然后把每个大项目从易到难切分成6至7个子任务.把单片机枯燥的知识点巧妙的融入到各个子项目中去.在前几项子任务中,教练秉承“要用什么教什么”的理念,尽量简化理论灌输,让学生在各个子项目实践中理解理论知识.后几项任务为综合任务,让学生综合前面学习的子项任务搭建贴紧生活的应用项目,让学生学以致用.这种教学模式,笔者形象的称之为：“饿人吃饭”模式.笔者女儿年幼,不肯吃饭,因为从出生至今其外婆照顾的面面俱到,从不知道饥饿的感觉是什么,所以也就不明白为何要吃饭.笔者饿其两顿,自此以后吃饭再不成困扰.学生学习也是一样,对于枯燥的单片机概念,学生不知为何要学,学了何用,没有自主学习的动力.通过新教材中各个分立任务,让学生先做,把知识概念融入到做中,学生在做中学,老师在做中教.使学生体会到学以致用,才能实现“做学教一体化”的教学模型.

2.教学方法的改革

普通单片机课程作为专业提高课程,往往开设在高年级后半段.开设课程的前提是学习过C语言与数电模电.但是我再大赛中培训的选手都是1～2年级的新生,他们中大部分人在参加单片机培训之前都是一张白纸.多名选手在全国大赛中优异的成绩证明,单片机学习并不一定需要前面多门课程的扎实基础.通过教学方法的改革,把C语言知识,电路知识等各种需要用到的知识都嵌入到项目中去.学生完成了项目,也就对这些知识理解了.那么大赛的经验是否能够运用到普通教学中去呢?答案是肯定的.

1）项目打破框架

在日常教学中可以以项目任务为教学单元,打破课程壁垒,通过项目课程设计把需要用到的C语言知识,数电,模电理论知识以及单片机知识统统打包.变化为学生一个听说过,看见过甚至使用过的项目,提高他们的学习兴趣.多个项目课程设计并制作完成后,学生就能对原本多门课的理论知识理解并运用了.

2）成功培养兴趣

通过设计阶梯式的实验项目,让学生在课程的一开始,很容易的获得一系列的成功.有了成功,学生们不会对本课程产生排斥情绪才可能对它产生兴趣.

对于能力强的同学,在基础实验项目的基础上,提高台阶,设置难度,激励他们进行挑战,从而培养起对本课程的兴趣.

3）目标给予动力

目标的确立是学习最大的动力.很多学生缺乏学习动力的原因是不知道学习本课程知识对就业的帮助.学校可以通过校企结合的方式,由企业为一部分学习表现优秀的学生提供就业岗位,以此明确其学习目标,把学生的就业压力转嫁为对学习的动力.

3.考核方式的改革

1）项目成绩取代平时成绩

传统教学中,平时成绩是通过对平时作业的批改以及对单元测验的评分来横定的,而在项目化教学中,每个项目都可视作对学生的一次考核.通过评测学生自主完成项目的成绩而获得的平时成绩才是最科学、最合理、最有价值的.

2）项目设计和答辩取代死记硬背

传统教学中,判断学生学习的好坏往往取决于理论考试,而考试很大一部分取决于学生对概念、理论的熟记程度,很难体现学生的知识运用能力.而职业教育更应该注重的是对技能水平的考核,发现问题并解决问题的能力才是判断优劣的标杆.因此,职业教育考核的内容应更加注重技能水平.例如：取消传统的书面期末考核,取而代之以项目课题设计；取消传统的试卷批改,取而代之以答辩的形式,教师从项目设计答辩中可以很好地检验学生对知识的掌握程度以及运用知识的能力.这就是能力与知识、操作与理论并重的考核模式.

“普通教育有高考,职业教育有大赛”.技能大赛培训中,虽然辛苦却也收获良多.同时也让我明白了,“教的目的是学,学的目的是用,只有会用才是学得成功”.在今后的日子里,我会树立“以赛促教、以赛促学、以赛促改”的教学活动观把技能大赛中获得的经验教训融入日常教学中去.

技能大赛必将有力推动职业院校在培养更多高素质劳动者和技能型人才方面迈出更大步伐.