摘要：“單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)”是安全防范技術(shù)專業(yè)的一門主干課程，面向安防產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)、測試一線工作崗位，直接培養(yǎng)學(xué)生“安防單片機(jī)產(chǎn)品調(diào)試”的核心職業(yè)能力。針對課程的特點(diǎn)，應(yīng)從安防行業(yè)實(shí)際出發(fā)，引入“任務(wù)驅(qū)動”理念，為培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，在課程設(shè)計(jì)理念、教學(xué)內(nèi)容選取與組織、教學(xué)方法手段、考核等方面進(jìn)行教學(xué)改革。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)；安防；教學(xué)改革；任務(wù)驅(qū)動

中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-5727（2014）08-0094-03

現(xiàn)狀分析

安全防范技術(shù)專業(yè)是為順應(yīng)安防產(chǎn)業(yè)發(fā)展而建立的專業(yè)。作為一個公共安全與技術(shù)防范緊密結(jié)合的新興產(chǎn)業(yè)，迫切需要安防產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)、測試一線崗位的高素質(zhì)技能型安防專業(yè)人才。“單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)”是安全防范技術(shù)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，面向安防產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)、測試一線工作崗位，直接培養(yǎng)學(xué)生“安防單片機(jī)產(chǎn)品調(diào)試”的核心職業(yè)能力，是一門面向應(yīng)用的、具有很強(qiáng)的實(shí)踐性與綜合性的課程，具有承前啟后的重要地位。學(xué)好單片機(jī)課程，可為學(xué)生在以后學(xué)習(xí)監(jiān)控技術(shù)和消防等課程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，單片機(jī)技術(shù)是開發(fā)安防智能儀器儀表的關(guān)鍵技術(shù)，具有中央控制器的作用，安防產(chǎn)品幾乎離不開單片機(jī)，學(xué)好單片機(jī)課程，有利于學(xué)生在以后工作中的可持續(xù)發(fā)展。

單片機(jī)的傳統(tǒng)教學(xué)采用的是先基礎(chǔ)、后應(yīng)用的模式，重理論教學(xué)，借大量的原理引導(dǎo)學(xué)生入門，應(yīng)用技術(shù)只是點(diǎn)綴，各個知識點(diǎn)不能緊密結(jié)合，并且實(shí)踐操作存在一定的時(shí)間滯后性，使學(xué)生對單片機(jī)的學(xué)習(xí)一直局限于抽象的理論學(xué)習(xí)中，理解起來困難，而且感覺枯燥乏味，學(xué)習(xí)興趣不濃厚。

基于目前的現(xiàn)狀，應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)的需要開發(fā)建設(shè)“單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)”課程，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的操作技能和實(shí)踐能力。

課程設(shè)計(jì)理念

為使高職學(xué)生具備一定的安防單片機(jī)產(chǎn)品組裝與調(diào)試、維護(hù)維修、產(chǎn)品設(shè)計(jì)的輔助能力，“單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)”課程打破了傳統(tǒng)的學(xué)科教學(xué)模式，以職業(yè)崗位要求為前提，以職業(yè)能力的培養(yǎng)為重點(diǎn)，從以下幾個方面進(jìn)行了課程設(shè)計(jì)。

首先，企業(yè)全程參與課程設(shè)計(jì)。通過與省內(nèi)安防企業(yè)的合作，向安防產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)設(shè)計(jì)、測試等一線人員以及在安防行業(yè)從事產(chǎn)品測試、維管的往屆畢業(yè)生征求關(guān)于課程建設(shè)的建議。

其次，以工作任務(wù)為載體，引入“任務(wù)驅(qū)動”思想，構(gòu)建課程內(nèi)容。通過單片機(jī)在安防產(chǎn)品中應(yīng)用情況的調(diào)研和分析，緊扣單片機(jī)的開發(fā)流程，篩選得出了安防產(chǎn)品維護(hù)員、安防設(shè)備維修員、安防產(chǎn)品調(diào)試員、安防產(chǎn)品設(shè)計(jì)助理等崗位的典型工作任務(wù)。每個工作任務(wù)的教學(xué)內(nèi)容和過程都按照完整的開發(fā)流程展開，根據(jù)不同的對象和系統(tǒng)，各環(huán)節(jié)的教學(xué)要求有所側(cè)重，著重培養(yǎng)學(xué)生安防產(chǎn)品的軟件調(diào)試與軟硬件聯(lián)調(diào)能力。

再次，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣為目的選擇設(shè)計(jì)對象，盡量貼近學(xué)生的活動領(lǐng)域和生活經(jīng)驗(yàn)，采取簡單易懂的實(shí)例，從而增強(qiáng)學(xué)生的自信心，提高學(xué)習(xí)興趣。

教學(xué)內(nèi)容選取

針對職業(yè)崗位進(jìn)行能力需求分析 在深入調(diào)研的基礎(chǔ)上，針對安防產(chǎn)品組裝與調(diào)試、安防產(chǎn)品設(shè)計(jì)助理、安防產(chǎn)品維護(hù)維修等崗位，在課程專家指導(dǎo)下，由行業(yè)專家和專業(yè)教師共同分析崗位中的典型工作任務(wù)，推衍出對應(yīng)的職業(yè)能力，如表1所示。這些職業(yè)能力都是基于安防單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制作與調(diào)試工作過程中應(yīng)具備的基本工作能力分解出來的。

工作任務(wù)的設(shè)計(jì) “單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)”課程的知識點(diǎn)主要包括存儲器、I/O接口、指令系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷、匯編語言的應(yīng)用、接口技術(shù)的運(yùn)用等。安全防范系統(tǒng)主要包括入侵報(bào)警系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、門禁控制系統(tǒng)、消防控制系統(tǒng)等，如圖1所示。本課程從這四大獨(dú)立系統(tǒng)的常見產(chǎn)品著手，收集了大量與安防專業(yè)有關(guān)的安防單片機(jī)一線實(shí)例，篩選、整合成7個典型的工作任務(wù)，把這7個任務(wù)作為線索穿插于單片機(jī)硬件、指令系統(tǒng)、匯編語言、接口技術(shù)的講解中，讓學(xué)生在具體的工作任務(wù)中學(xué)到理論知識，同時(shí)進(jìn)行仿真和硬件實(shí)驗(yàn)，變抽象為具體。7個任務(wù)由淺入深，始終圍繞典型的單片機(jī)開發(fā)設(shè)計(jì)過程展開，注重學(xué)生軟件調(diào)試與軟硬件聯(lián)調(diào)能力的培養(yǎng)，從而使學(xué)生的能力得到逐步提高。同時(shí)注重理念、方法和職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)，以利于學(xué)生將能力拓展到其他領(lǐng)域。7個任務(wù)各自對應(yīng)的知識、技能和素質(zhì)要求如表2所示。在進(jìn)行知識學(xué)習(xí)的同時(shí)，加強(qiáng)實(shí)踐訓(xùn)練，通過課程實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)的系統(tǒng)化訓(xùn)練，使學(xué)生獲得單片機(jī)應(yīng)用的基本知識和技能，為學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。

教學(xué)內(nèi)容組織與安排

基于真實(shí)任務(wù)，遵循學(xué)習(xí)規(guī)律，按照單片機(jī)開發(fā)工作過程組織安排教學(xué)內(nèi)容。

教學(xué)內(nèi)容的組織突破了傳統(tǒng)知識體系結(jié)構(gòu)，按照單片機(jī)開發(fā)工作流程的要求，重組、序化內(nèi)容。實(shí)際上，單片機(jī)開發(fā)的安防產(chǎn)品牽涉面廣，具有一定的復(fù)雜性和特定性。根據(jù)能力培養(yǎng)的基本規(guī)律，在課程設(shè)計(jì)中對實(shí)際安防單片機(jī)產(chǎn)品一線的任務(wù)進(jìn)行了篩選、簡化，基于企業(yè)真實(shí)案例得到充足的教學(xué)素材，然后根據(jù)安全技術(shù)防范系統(tǒng)的組成，選擇常見安防單片機(jī)產(chǎn)品，遵循學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)遞進(jìn)規(guī)律，由淺入深組織教學(xué)，共設(shè)置了7個工作任務(wù)（即簡單家庭緊急報(bào)警電路的實(shí)現(xiàn)、可燃?xì)怏w檢測報(bào)警器的實(shí)現(xiàn)、安防報(bào)警信號燈的控制、消防水箱水位的控制、反射型紅外探測器在單片機(jī)中的應(yīng)用、電子密碼鍵盤的實(shí)現(xiàn)、電動云臺的控制）。

每一個工作任務(wù)的實(shí)施，都按照單片機(jī)的實(shí)際開發(fā)工作過程組織安排教學(xué)內(nèi)容，注重學(xué)生軟硬件調(diào)試能力的培養(yǎng)，體現(xiàn)職業(yè)性與實(shí)踐性。在每個任務(wù)最后還安排一個產(chǎn)品調(diào)試維修分析環(huán)節(jié)，使學(xué)生在具備一定的軟硬件調(diào)試、維護(hù)維修能力的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開闊其視野，提升其能力。每個工作過程的實(shí)施過程如圖2所示。課程內(nèi)容的組織與安排如圖3所示。

教學(xué)方法與手段改革

以學(xué)生為主體，穿插應(yīng)用分組討論、自學(xué)答疑、課堂提問、啟發(fā)教學(xué)等教學(xué)方法引導(dǎo)學(xué)生積極思考、主動學(xué)習(xí)、靈活運(yùn)用。同時(shí)，根據(jù)不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容、不同的工作任務(wù)，采用不同的教學(xué)方法。下面介紹幾種常用教學(xué)方法的具體運(yùn)用。

任務(wù)驅(qū)動法 在課程的每個階段，定出具體任務(wù)。例如，學(xué)習(xí)單片機(jī)的指令系統(tǒng)知識之前，先下達(dá)“使用信號燈模擬報(bào)警主機(jī)防區(qū)指示燈”的工作任務(wù)，然后分析工作流程，最后得出要完成這個工作任務(wù)需要哪些知識，進(jìn)而進(jìn)入知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，學(xué)好后再來解決這個工作任務(wù)。做到邊做邊學(xué)，學(xué)中做，做中學(xué)。

引導(dǎo)文法 在課程中以引導(dǎo)文法展開教學(xué)，包括：（1）給出一個任務(wù)以及功能要求的文字引導(dǎo)文件；（2）確定初步設(shè)計(jì)方案；（3）分析系統(tǒng)硬件構(gòu)成圖；（4）設(shè)計(jì)流程圖；（5）編程并調(diào)試，使學(xué)生在實(shí)訓(xùn)中熟悉單片機(jī)軟硬件設(shè)計(jì)的方法和技巧。

示例教學(xué)法 邊操作示范，邊講解相應(yīng)的理論知識，使學(xué)生熟悉項(xiàng)目的完成過程。比如教師在介紹單片機(jī)系統(tǒng)的調(diào)試要領(lǐng)時(shí)，將現(xiàn)成的試驗(yàn)箱與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接，通過單步、斷點(diǎn)調(diào)試程序，實(shí)時(shí)觀察實(shí)驗(yàn)效果，使學(xué)生真實(shí)領(lǐng)會調(diào)試過程的要領(lǐng)。

理論講解教學(xué)法 課程內(nèi)容部分采用教師理論講解教學(xué)法，使學(xué)生直接了解和掌握相關(guān)知識點(diǎn)。比如，在介紹單片機(jī)存儲器的結(jié)構(gòu)時(shí)，通過動畫板書形象展示存儲器的構(gòu)成。

實(shí)例教學(xué)法 在教學(xué)過程中使用大量的實(shí)例進(jìn)行教學(xué)。比如，在介紹單片機(jī)的基礎(chǔ)知識時(shí)，列舉大量單片機(jī)在安防設(shè)備、工業(yè)控制設(shè)備、醫(yī)療儀器中的應(yīng)用實(shí)例，使學(xué)生比較全面地了解單片機(jī)的作用。

考核方法改革

采用與本課程教學(xué)相適應(yīng)的多種考核形式，一方面注重平時(shí)成績，另一方面注重實(shí)際能力，克服“讀死書、為了考試而學(xué)習(xí)”的高分低能的現(xiàn)象，培養(yǎng)工程型應(yīng)用人才。成績評定采取三部分考核評價(jià)體系，即“筆試+實(shí)驗(yàn)考試+平時(shí)成績”，其中筆試占50%，實(shí)驗(yàn)考核占30%，提問、作業(yè)、平時(shí)表現(xiàn)等平時(shí)成績占20%。

該課程是司法部精品課程。通過課程改革，使學(xué)生在各個工作任務(wù)的實(shí)現(xiàn)過程中，建立單片機(jī)系統(tǒng)的整體概念，使學(xué)生具有應(yīng)用單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行軟硬件開發(fā)的初步能力，能將理論基礎(chǔ)知識與安防工程應(yīng)用相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力、理論聯(lián)系實(shí)際能力及解決實(shí)際問題的能力。

參考文獻(xiàn)：

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[4]李全利.單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2001.

[5]汪海燕.《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》課程實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目改革探索[J].價(jià)值工程，2011（2）.

（責(zé)任編輯：王恒）

任務(wù)驅(qū)動法 在課程的每個階段，定出具體任務(wù)。例如，學(xué)習(xí)單片機(jī)的指令系統(tǒng)知識之前，先下達(dá)“使用信號燈模擬報(bào)警主機(jī)防區(qū)指示燈”的工作任務(wù)，然后分析工作流程，最后得出要完成這個工作任務(wù)需要哪些知識，進(jìn)而進(jìn)入知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，學(xué)好后再來解決這個工作任務(wù)。做到邊做邊學(xué)，學(xué)中做，做中學(xué)。

引導(dǎo)文法 在課程中以引導(dǎo)文法展開教學(xué)，包括：（1）給出一個任務(wù)以及功能要求的文字引導(dǎo)文件；（2）確定初步設(shè)計(jì)方案；（3）分析系統(tǒng)硬件構(gòu)成圖；（4）設(shè)計(jì)流程圖；（5）編程并調(diào)試，使學(xué)生在實(shí)訓(xùn)中熟悉單片機(jī)軟硬件設(shè)計(jì)的方法和技巧。

示例教學(xué)法 邊操作示范，邊講解相應(yīng)的理論知識，使學(xué)生熟悉項(xiàng)目的完成過程。比如教師在介紹單片機(jī)系統(tǒng)的調(diào)試要領(lǐng)時(shí)，將現(xiàn)成的試驗(yàn)箱與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接，通過單步、斷點(diǎn)調(diào)試程序，實(shí)時(shí)觀察實(shí)驗(yàn)效果，使學(xué)生真實(shí)領(lǐng)會調(diào)試過程的要領(lǐng)。

理論講解教學(xué)法 課程內(nèi)容部分采用教師理論講解教學(xué)法，使學(xué)生直接了解和掌握相關(guān)知識點(diǎn)。比如，在介紹單片機(jī)存儲器的結(jié)構(gòu)時(shí)，通過動畫板書形象展示存儲器的構(gòu)成。

實(shí)例教學(xué)法 在教學(xué)過程中使用大量的實(shí)例進(jìn)行教學(xué)。比如，在介紹單片機(jī)的基礎(chǔ)知識時(shí)，列舉大量單片機(jī)在安防設(shè)備、工業(yè)控制設(shè)備、醫(yī)療儀器中的應(yīng)用實(shí)例，使學(xué)生比較全面地了解單片機(jī)的作用。

考核方法改革

采用與本課程教學(xué)相適應(yīng)的多種考核形式，一方面注重平時(shí)成績，另一方面注重實(shí)際能力，克服“讀死書、為了考試而學(xué)習(xí)”的高分低能的現(xiàn)象，培養(yǎng)工程型應(yīng)用人才。成績評定采取三部分考核評價(jià)體系，即“筆試+實(shí)驗(yàn)考試+平時(shí)成績”，其中筆試占50%，實(shí)驗(yàn)考核占30%，提問、作業(yè)、平時(shí)表現(xiàn)等平時(shí)成績占20%。

該課程是司法部精品課程。通過課程改革，使學(xué)生在各個工作任務(wù)的實(shí)現(xiàn)過程中，建立單片機(jī)系統(tǒng)的整體概念，使學(xué)生具有應(yīng)用單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行軟硬件開發(fā)的初步能力，能將理論基礎(chǔ)知識與安防工程應(yīng)用相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力、理論聯(lián)系實(shí)際能力及解決實(shí)際問題的能力。

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（責(zé)任編輯：王恒）

任務(wù)驅(qū)動法 在課程的每個階段，定出具體任務(wù)。例如，學(xué)習(xí)單片機(jī)的指令系統(tǒng)知識之前，先下達(dá)“使用信號燈模擬報(bào)警主機(jī)防區(qū)指示燈”的工作任務(wù)，然后分析工作流程，最后得出要完成這個工作任務(wù)需要哪些知識，進(jìn)而進(jìn)入知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，學(xué)好后再來解決這個工作任務(wù)。做到邊做邊學(xué)，學(xué)中做，做中學(xué)。

引導(dǎo)文法 在課程中以引導(dǎo)文法展開教學(xué)，包括：（1）給出一個任務(wù)以及功能要求的文字引導(dǎo)文件；（2）確定初步設(shè)計(jì)方案；（3）分析系統(tǒng)硬件構(gòu)成圖；（4）設(shè)計(jì)流程圖；（5）編程并調(diào)試，使學(xué)生在實(shí)訓(xùn)中熟悉單片機(jī)軟硬件設(shè)計(jì)的方法和技巧。

示例教學(xué)法 邊操作示范，邊講解相應(yīng)的理論知識，使學(xué)生熟悉項(xiàng)目的完成過程。比如教師在介紹單片機(jī)系統(tǒng)的調(diào)試要領(lǐng)時(shí)，將現(xiàn)成的試驗(yàn)箱與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接，通過單步、斷點(diǎn)調(diào)試程序，實(shí)時(shí)觀察實(shí)驗(yàn)效果，使學(xué)生真實(shí)領(lǐng)會調(diào)試過程的要領(lǐng)。

理論講解教學(xué)法 課程內(nèi)容部分采用教師理論講解教學(xué)法，使學(xué)生直接了解和掌握相關(guān)知識點(diǎn)。比如，在介紹單片機(jī)存儲器的結(jié)構(gòu)時(shí)，通過動畫板書形象展示存儲器的構(gòu)成。

實(shí)例教學(xué)法 在教學(xué)過程中使用大量的實(shí)例進(jìn)行教學(xué)。比如，在介紹單片機(jī)的基礎(chǔ)知識時(shí)，列舉大量單片機(jī)在安防設(shè)備、工業(yè)控制設(shè)備、醫(yī)療儀器中的應(yīng)用實(shí)例，使學(xué)生比較全面地了解單片機(jī)的作用。

考核方法改革

采用與本課程教學(xué)相適應(yīng)的多種考核形式，一方面注重平時(shí)成績，另一方面注重實(shí)際能力，克服“讀死書、為了考試而學(xué)習(xí)”的高分低能的現(xiàn)象，培養(yǎng)工程型應(yīng)用人才。成績評定采取三部分考核評價(jià)體系，即“筆試+實(shí)驗(yàn)考試+平時(shí)成績”，其中筆試占50%，實(shí)驗(yàn)考核占30%，提問、作業(yè)、平時(shí)表現(xiàn)等平時(shí)成績占20%。

該課程是司法部精品課程。通過課程改革，使學(xué)生在各個工作任務(wù)的實(shí)現(xiàn)過程中，建立單片機(jī)系統(tǒng)的整體概念，使學(xué)生具有應(yīng)用單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行軟硬件開發(fā)的初步能力，能將理論基礎(chǔ)知識與安防工程應(yīng)用相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力、理論聯(lián)系實(shí)際能力及解決實(shí)際問題的能力。

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（責(zé)任編輯：王恒）