“教学做合一”的教育理念在单片机实践性教学中的应用

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摘 要： 作者结合“教学做合一”的教育理念，应用于单片机实验实践教学改革，并逐步形成自己特色的教学体系，详细介绍了该体系在单片机实践性教学中的改革应用。

关键词： 教学做合一 启发式教学 开放性实验 Proteus虚拟仿真

1.引言

单片机技术是电子信息、机电、自动化等专业学生必须掌握的一门技术，也是现代工科学生就业的一个基本条件。在我院，电子信息工程、电子技术应用、机电一体化和电气自动化等专业开设了该门课程。为了让学生切实掌握该项技术，我们该怎样做好单片机技术教学工作，秉承什么样的教学思想与理念呢？

2.“教学做合一”的教育思想

“教学做合一”的教育思想[1]是我国伟大的人民教育家、思想家陶行知先生提出的很重要的教学思想。他的“教学做合一”教育思想，尊重学生主体，指导学生学会学习，培养创新能力。

陶行知先生的“教学做合一”有两种涵义：一是方法，二是生活的说明。

在方法方面，他主张教的法子要根据学的法子，学的法子要根据做的法子，即“事是怎样做的便怎样学，怎样学便怎么样做”。

在生活的说明方面，他主张在做上教的是先生，在做上学的是学生，从先生对学生的关系说，做便是教；从学生对先生的关系说，做便是学。他特别强调要亲自在“做”的活动中获得知识，而这种教学做合一的观点正是高校教育中技术性课程教学改革所大力提倡的。

3.实践性教学体系

在教学实践中，我们该怎样结合“教学做合一”教学理念开展实验教学呢？我经过近四年的教学实践摸索、验证，逐步形成自己的一套基本实践教学体系。

该体系主要由以下几部分实践环节的具体措施组成：

3.1在课堂教学中采用的主要教学方法是启发式的问题教学法。

实验前，要求学生认真预习实验，最大限度地读懂实验原理与实验程序，不懂的地方重点标出。老师讲课的时候会点学生进行提问，让学生认真听老师讲解并做好笔记。

上课时，先讲解补充基础知识，提出实验任务与要求，并做操作演示一遍，让学生看到在硬件没有错误、程序代码运行正确后实际的实验现象与效果。先让学生看现象看效果，这样可以提高学生的学习兴趣，激发学生的学习欲望。

另外，这里特别强调的是教学方法的关键处：有意采用部分模块化有问题的实验箱教学，其目的是培养学生思考、查错、排错的实践性实验能力。现在很多高校采用的都是各大教仪公司生产的实验设备，很多学生实验还是处于实验验证阶段，学生实验过程就是复制程序代码在实验设备上验证一遍，出来现象就做完了。这样的实验其实很没有效果，如果让一个中学生按实验指导书上的步骤一步步操作就能完成。但是他们往往不懂为什么，更不懂如何灵活应用。

如果在教学过程中加入较多的“问题”因素，在实验实践过程中反过来“逼”着学生充分了解实验原理、了解理论内涵，更重要的是让学生根据实验现象分析原因，采用“修改程序，或修改硬件连线，或修改实验模块”等方法实现前面老师演示的正确实验功能。

举个例说：有可能某根线是断的，导致实验现象不对，或PC机串口下载线接触不良，或实验箱模块有些引脚坏了，或芯片坏了，或仿真头烧了，这些问题都会导致实验做不出来，或有不同的实验现象，但是实际解决的方法有很多种：更换坏导线，或换端口或修改程序等都可以实现。我的要求是：学生必须通过自己的思考、判断甚至验证排查出错误，更换导线或仪器或修改程序做出正确的实验现象。这才是真正的实验能力，而且针对期末的操作考核，我还要求学生逐步修改、编写程序。

而在实验教学过程中，应该积极对学生进行引导，最大限度地调动和发挥学生在实验中的主体作用。对学生在实验过程中提出的问题，不做正面回答，而是围绕问题引导学生积极地对待实验中出现的问题，并自己动手独立解决问题。

在实验过程中启发学生寻找解决的方法，就能训练学生遇到问题（提出问题）—寻找方法（分析问题）—解决问题的方法和技巧，培养独立工作能力，使实验教学更具实践性和实用性。

3.2课后开放实验室，鼓励学生利用课外时间进行课外实验。

以全国大学生电子设计竞赛、江西省大学生电子科技活动竞赛为契机，充分调动学生学习的积极性。

一般在课堂上，我会结合课堂上的内容，提出一些设计性题目或学生自行设计实验题目与方案，由学生独立操作调试，教师在旁边做一些建设性的必要指导，最后写出实验报告及收获。基础好的学生得到施展才能的机会，可以设计出颇有特色的实验方案，写出很好的实验报告，一般学生都会感到有压力，更有味道有意思，增强实验的自觉性。

这样做，也可以为省级国家级电子设计大赛培养人才、选拔人才。

3.3以项目开发小组的形式开展项目实训，将知识转化成技能。

单片机技术不是一门纯理论的知识性课程，而是一门实践性很强的技术课程，技术不是通过单纯的理论教学或实验教学就能够掌握的，而是要通过项目实训将知识转化成技能。

我们采取分组形式，每个项目开发小组协作完成一个项目的设计开发工作，并撰写出规范的设计报告，以项目结题答辩的形式考评，成果要求有整机电路、设计报告、仿真作品、实物作品等。要求学生深入掌握开发单片机应用项目的基本技能，并培养学生实事求是、严谨的科学作风和良好的开发习惯，熟悉项目开发流程，提高工程应用能力，建立正确的工程理念，为将来的就业培养必需的工程素质。

一般来说，教学实施过程主要包括以下几个环节：

3.3.1学生分组与选题：我们精心编写了十个设计课题，课题由易到难，由技术点应用设计到综合设计层面，满足不同层次学生的选题需要。先给学生下达十个设计课题的任务书，学生遵循自主自愿的原则分为两到三人一组，每组自己选择一个设计课题。

3.3.2规范工作流程与考勤：由老师讲述一般项目开发流程，引导学生规范设计过程，并做好每天的考勤工作。

3.3.3方案论证与Proteus仿真：学生选好项目课题后，确定功能边界，并着手方案设计与论证。老师在一旁进行方案指导，提供给学生十个设计课题的参考方案和必要的技术支持。学生经过方案论证后要形成自己的设计方案，并基于Proteus平台做成仿真作品，确定最终的整机电路图，并用Protel DXP绘制完整的电路图。

3.3.4制作实物与撰写设计报告：学生自己列出元件清单，并去电子市场购买电子元件，完成实物制作与调试工作，这一过程中还要完成设计报告的书写工作。

3.3.5结题鉴定与答辩：学生边演示实物作品，边简单地介绍自己作品的功能及设计理念，老师会根据实际情况进行一、两个问题的提问后打分。

3.4以Proteus虚拟仿真软件为平台开展课后综合设计性项目课题教学。

Proteus仿真软件的仿真效果与实物实验结果基本相同，可以直接地显示实验结果，对于这样的仿真实验，除了可以很好地完成所有教学计划内的实验外，还可以进行任意创新型实验﹑综合性实验，实现无限项目的开发。

所以，我一般采用这个仿真平台结合单片机实验箱在N501单片机实验室，为学生提供良好的项目开发平台，并提供一系列综合性项目开发课题，课后义务指导学生完成个人立项，极大地提高学生学习单片机的积极性，取得良好的教学效果。学生多次在江西省大学生电子竞赛等创新活动中获奖。

4.结语

以上单片机实践性教学体系的建立是我院教学改革研究工作的特色成果，采用这种教学模式，使学生既巩固单片机原理理论知识，又掌握单片机技术应用设计开发的全过程，更提高实验、实践动手能力，培养创新性思维能力，增强的团体协作能力。

参考文献：

[1]黄秀娟.中学语文教学中的“教学做合一”[J].新华教育导刊，2010（10）：55-56.

教改项目：江西省高校教学改革研究课题成果，课题编号：JXJG-09-74-3 & JXJG-10-74-1。