《单片机》与《家电》课程整合的探讨

职业技术学校实行“2+1”的模式后, 学生在学校系统学习的时间缩短了, 对专业课程的设置及课程教学的实施提出了新的要求。在多年的教学工作中, 结合当前家电技术发展和本地区家电企业对中职学生就业技能的需要, 对《单片机原理及应用》与《家用电器技术基础与维修技术》两门课程的教学进行了较大力度的改革。

《家电》课程对于电子专业的学生来说, 电气控制部分内容相对简单, 兴趣低;而智能控制部分由于单片机程序控制不理解, 导致学习困难, 兴趣更低。《单片机》课程内容偏重编程理论, 学生对其应用很模糊, 学习动力缺乏, 造成课堂气氛沉闷的问题。为了突破这个难题, 通过教研交流, 找到了问题的根源, 试行《家电》与《单片机》课整合成智能家电开展教学的方式, 既提高了学生对《家电》学习的兴趣, 又改变了《单片机》教学课堂气氛沉闷的现象, 取得了可喜的效果。在实施《家电》与《单片机》课程教学过程中, 我们按照并行教学、整合过渡、整合实施三个阶段进行课程的组织。

1 并行教学阶段

智能家电课程教学的初期阶段分智能和小家电两部分同时开展并行教学, 按既定的教学进度分别进行。

在本阶段, 《单片机》的主要任务是基础知识和基本程序的编写和基本操作技能的教学。具体要求如下:

(1) 完成“M C S—5 1系列单片机的结构”教学, 要求学生对M C S—5 1系列单片机的结构有所了解, 基本掌握单片机的引脚定义和功能, 掌握时钟电路的结构和复位、掉电电路的结构。

(2) 完成章“MCS—51单片机的指令和程序设计”中“指令格式和寻址方法”和“指令系统”中的“数据传送”、“控制转移指令”和“位操作指令”单元的教学, 要求学生在参考指令表的基础上, 逐步掌握使用这些指令编制简单程序、学会仿真器的使用、完成单片机电路板的焊接。

《家电》课的主要任务是基本知识和技能准备。基本教学过程如下。

(1) 详讲基础理论, 打下坚实基础。要求学生掌握常见元器件的结构、原理和特性, 掌握常见元器件的使用方法, 为后续的学习打下坚实的基础。

(2) 多看图纸, 吃透原理, 扩展视野。在教学过程中, 我们从金盾出版社出版的《小家电电路精选》中精选出3 0多个难度适中的电路图印发给学生, 引导学生对其中部分电路进行讨论分析。要求学生掌握家电维修的基本功——原理图分析。

(3) 进行电子电路设计, 提升认识深度。为了进一步加强学生对元器件的认识, 我们安排部分设计项目, 要求学生参考相似电路原理, 进行模仿设计。

2 整合过渡阶段

整合过渡的任务是通过几个小项目的设计实验, 将两门专业课程的相关应用联系起来, 让学生了解智能家电的概念, 通过实训协助学生踏上智能的台阶。

例如, 智能风扇中自然风的产生过程:使用一个开关对单片机P 0.0端口输入控制信号, 再由单片机的P 1.0端口输出控制信号, 反复利用用延时程序, 通过继电器使电风扇在延时程序控制产生自然风。通过实验, 学生对智能控制家电有一个初步的了解, 实现了对单片机指令由抽象到现实的飞跃, 从而使学生对单片机的应用有了初步认识。

3 整合实施阶段

通过整合准备阶段的实训, 学生对课程的实用性有了明确的认识, 学习的积极性进一步加强, 对难度较大的教学内容也起到树立自信的作用。这个阶段教师要设计出一系列的与教学内容密切相关, 难度适中的实训项目。通过实训项目的理论要求促使学生加快对新理论知识的消化理解, 使学生始终保持良好的学习状态, 做到理论和实训教学相结合。

3.1 理论知识准备

(1) 《单片机》理论知识要求包括:熟练使用常用指令, 熟悉L E D数码显示和简单键盘程序教学, 掌握循环程序、查表程序和分支程序等单片机编程的基本方法, 并能初步开发简单的实用单片机控制系统。

(2) 《家电》理论知识要求包括:掌握智能家电常用外围功能电路的原理、特点及调试方法;能参考示范电路, 设计简单实用功能电路, 主要包括电源电路、传感器信号处理电路、简单A/D转换电路、交流过零信号检测电路、输出继电器控制电路和输出晶闸管触发控制电路等;掌握必要的家电安装测试, 为后续开发设计打好基础。

3.2 教学实施过程

课程整合阶段是关键时期我们采用循序渐进的教学方法, 以项目开发带动理论学习, 做到手脑并用, 弛张有序。教学实施过程分成三个阶段:

3.2.1 模仿阶段

模仿阶段是初步建立学生汇编编程思想的重要阶段。学生在分析学习案例之后, 进行同类型项目的模仿应用, 即巩固了案例应用理论的学习, 又能满足学生的成就感。配合教学内容, 我们制定了难度适中的实训项目:智能电饭锅电路图原理分析与功能电路板测试;简易智能电饭锅模仿设计与调试;智能电风扇电路图原理分析与功能电路板测试;简易智能电风扇模仿设计与调试等。

在实训教学过程中, 采用边讲边练的教学方式, 前详后略, 逐步提高教学要求。硬件部分以模仿移植为主进行制作, 软件部分以模仿示范程序并改进的方式进行编写。通过学生开发设计实训效果的评比, 以及跟现实产品电路板的测试对比, 使学生看到自己的成绩与不足, 激发学生的求知欲望, 为后续教学创造条件。

3.2.2 简单开发阶段

通过项目模仿, 使学生对智能家电开发过程已具备了初步的认识, 对简单小家电控制线路设计开发跃跃欲试。配合教学内容, 我们制定了难度适中的实训项目:简单智能防盗器开发设计;自适应电风扇开发设计等。通过项目的讲评, 使学生享受到了成功的喜悦, 进一步激发学生的独立开发意识。

3.2.3 项目开发阶段

通过前面一个阶段的学习, 学生已初步具备了一定的开发设计能力, 利用学生好胜心强的心理特点, 为其提供展示自身才能的机会是十分必要的。我们组织家电 (或电器) 智能化开发比赛, 通过比赛又一次掀起学生学习的新高潮, 同时比赛成绩作为本课程的考试成绩, 完成了这两门课的教学任务。

4 结语

在当前中等职业技术学校的专业课程教学中, 存在着相关专业课程教学分离, 知识点重复讲授, 知识体系不连贯的现象, 造成教学课时浪费, 教学效果不明显的后果。在《家电》与《单片机》课程的教学过程中, 进行了这方面的尝试, 取得了一定的成绩。在全国职业技术学校骨干教师培训教学过程中, 得到参训老师的一致好评。

摘要：本文详细阐述对《单片机》与《家电》的课程整合, 推出智能家电控制的教学尝试, 从教材分析到课程内容编排以及课程教学进度方面论证了课程整合实施的可行性, 显示了实施的教学效果。

关键词：智能,整合

参考文献

[1] 麦汉光, 王军伟.家用电器技术基础与维修技术[M].高等教育出版社, 2000, 4.

[2] 杨文龙.单片机原理及应用[M].西安电子科技大学出版社, 2002, 1.

[3] 张学敏.小家电电路精选[M].金盾出版社, 2001, 1.