基于任务驱动的单片机原理与实训校本教材建设

马浩旻

摘 要：中职单片机原理与实训课程课程中所采用的教材，往往会出现两种情况，一个是教材偏重枯燥难懂的概念和全面的理论知识，另一个是实践实训内容与教学设备有差异，需要对其进行修改。直接利用任务驱动的教学模式，结合学校自身设备特点，编写一本适合本校中职学生学习的校本教材，将会有助于课程的教学。

关键词：中职；单片机；任务驱动；校本教材

一、现有课程教材情况

中职单片机原理与实训课程所使用的教材大致可以分为两种，一种是直接使用高职大学的单片机课程的教材，或者是这类教材的精简版本，教材的内容安排与市面上的单片机学习材料基本相同，先介绍单片机的应用及发展，再介绍单片机的硬件结构，然后是指令系统，硬件资源的应用等，每个部分都是独立作为一个章节，以理论知识为主，注重内容的全面完整，对于实践方面的内容比较少。另一种是响应新课程改革的号召，出现的项目式的教材，这类教材以实训项目为章节，增加了章节内容中的实践部分，全书知识内容的安排还是与以往的教材相同，以至于项目之间知识点产生交叉重叠，甚至个别项目中涉及到还未学习的知识点，造成学生不易理解。

这门课程是一门极具实践性的课程，在教学过程中必然与实验实训设备相结合。教材中的实践性内容也是根据编者所使用的实验设备来进行设计的，然而每个学校所拥有的实验设备不可能与教材中的设备相同，因此学生在使用教材的时候不能直接参考书内的相关程序，也会对学生的学习产生影响。

二、校本教材建设方案

（一）教材内容的选择

教材内容的选择要根据学校自身的情况来定，包括合理的教学要求、学生的能力水平等。

单片机课程在中职的教学要求没有必要跟高职和大学一样做到全面的掌握。中职的教学最主要的是使学生了解单片机的应用前景，初步学会单片机的简单编程控制，会自行设计和编写简单的项目，进而培养学生对这门课程的学习兴趣，为大学的进一步学习和今后的自学打下基础。

中职学校机电专业的学生在学习上普遍基础薄弱，学习兴趣与积极性不高，缺乏逻辑思维的锻炼，但是大部分具有较强的动手能力，这就决定了中职学生不擅长理论性强、概念繁杂、抽象的专业理论知识，而比较容易接受动手实践的训练。

因此，校本教材的编写应适当的筛选内容，将与大学课程中相重合的较为复杂抽象的知识去除，留下基础入门的知识，同时增加各个知识点的实践操作内容，利用动手实践来强化学生所学知识，培养学生兴趣。

（二）内容与实训设备相结合

单片机原理与实训课程实践性较强，在教学过程中要配合实验实训设备来进行，然而每一个学校情况都不同，为课程配备的实训设备也不可能是相同的。不同的设备根据设计和采用的元件不同，最后的编程方法也会产生不同的变化。这些因素会使学生在参考教材中的例程时出现不同的结果，或者直接产生程序错误，不利于学生对教材的学习和使用。

在校本教材编写的时候，要结合本校的实验实训设备，设计与之相对应的程序。

教材与教学方法相结合。随着新课程改革的提出，产生了各种新的、适应不同课程的教学方法，其中就包含了任务驱动这一教学模式。“任务驱动教学法”最根本的特点就是“以任务为主线、教师为主导、学生为主体”，是将以往以传授知识为主的传统教学理念，转变为以解决问题、完成任务为主的多维互动式的教学理念，在整个教学过程中，将教学内容进行细致分解，并使之形成一个个具体任务交由学生思考和解决。根据任务驱动教学的特点，将整个课程所学的知识点融入到一个大的任务当中，再将这个任务进行肢解，分割成一系列的小任务，每个任务都包含相应的知识点，根据知识点之间的相互递进关系，对任务进行排序，从而形成这个课程的教学流程，也就是校本教材的内容分布。

三、校本教材的编写

根据中职学校学生的普遍特点，以及学校的教学安排，最终所确定的课程内容由以下几个部分组成：LED显示控制、数码管显示控制、定时器计数器控制、独立键盘控制和矩阵键盘控制。上述五个部分包括了单片机的输入和输出模块，可以让学生掌握单片机控制最基本的方法。同时这几个模块也是与实验设备中的模块相对应，可以直接通过模块的操作训练达到理论与实践相结合的要求。根据模块之间相互联系和控制的难度与编程语言的复杂程度，将上述课程内容进行排序，其结果为LED显示控制→数码管显示控制→独立键盘控制→矩阵键盘控制。定时器计数器控制为单片机的内部控制，没有外部模块与之相对应，因此这个部分的内容可以根据需求在LED显示控制学完之后灵活加入。

根据对单片机原理与实训这门课程教学内容的分析和筛选，以及学生学习能力的考察，和“任务驱动教学法”的研究，决定利用任务引导的方式进行编写校本教材。以任务为主线。将“24小时可控时钟设计”作为单片机原理与实训课程一个学期最终的综合任务，整个学期的教学实训围绕着完成这个任务而进行。然后将大任务进行分解，成为一个个章节的中型任务，再次对中型任务进行分解，最后得到每个课时的小任务。所有的任务都有明确的方向，就是为了完成最终的综合任务。其结构如下图所示。

参考文献：

[1]陈雅萍.单片机项目的设计与实训[M].北京：高等教育出版社，2011.

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[5]张志超.浅谈中职学校单片机课程教学改革[J].硅谷，2009，（9）.