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[摘要]阐述了在高职单片机课程教学中采用Proteus软件搭建仿真平台，运用任务驱动教学法把枯燥的理论讲解转化成学生上机实践操作，把抽象的指令符号通过仿真形象的展示出来。实践证明：这种教学方法不仅提高了学生学习单片机的兴趣，也增强了学生学习的自主性和创造性，明显改善了教学效果。
[关键字]Proteus平台；高职学生；单片机教学；任务驱动
[中图分类号]G712 [文献标识码]A [文章编号]2095-3089(2012)01-0005-02
《单片机原理与应用》是电子类专业的一门重要的专业基础课程。该门课程理论性很强，知识点多，内容抽象，学生难以理解吸收，即便是在本科院校，学生也普遍认为这门课程是块难啃的“硬骨头”。且目前仍有高职院校在沿用普通本科的那套教法，课程教学的效果可想而知，本文从分析分析高职学生特点与课程教学现状入手，介绍本课程的教学改革。
1高职学生特点与单片机课程教学现状
1.1高职学生特点
(1)文化课基础差，底子薄。高职学生是第三批录取的，其分数线已是不高的，若遇到招生小年，有些高职院校为了招满学生，甚至降分录取，只要是上了阻档线的都可以被录取。因此，学生文化课基础差，底子薄——那是肯定的。学生学习的难度自然就大，花相同的时间和精力学习相同的内容，高职学生的学习效果显然要差些。
(2)主动学习意识差，自信心不足。高职学生在中学阶段普遍都是班级的中下游学生，受老师的关注较少，心理上长期笼罩着“学不好”的阴影，导致学生缺乏自信，甚至产生“反正学不好，懒得学”的想法，学习的主动性低下。
(3)逻辑思维能力发展较弱。广大教师的实践证明：凡是抽象逻辑思维能力较强的学生，其他方面的能力都比较强。而高职学生的抽象逻辑思维能力普遍发展得较差、形象思维力占主导地位。
1.2单片机课程教学现状
(1)传统的单片机课程教学采用以课程结构体系为顺序进行教学，而不是以人的认识规律为顺序，其导致的结果是：因教学顺序违背了人的认识规律，必然使学生对各知识点的理解与接受变得困难；使各个知识分离，没有系统性，学生即使理解了各个知识点，仍很难把各个知识点联系起来，也很难综合地运用这些知识点；使学生失去对学习的兴趣，例如，以课程结构体系为顺序的教学方法在安排教学时，往往是采用“老师主讲、学生主听”的教学方法，先讲授“单片机系统的基础知识”、“单片机的内部结构和工作原理”及“单片机指令系统”这三章理论性很强的课程内容，这就使得学生的脑袋真的成为了知识的填充器，其结果是学生不但难以接受这些知识点，而且会产生对课程的厌恶感。
(2)理论与实践没有能很好地联系、结合在一起。传统的单片机教学虽也有相当课时的实验，但这些实验要么是演示性的实验，要么是教师在讲授完了大量理论之后才进行的实验，而对于实验本身来说，之前所讲的这些理论的针对性很不强，最后往往使这些实验都成了验证性的，起不到锻炼学生动手能力与实践能力的效果，更不用说“应用”与创新了。
2单片机教学中引入基于PROTEus平台的任务驱动教学法的意义
PROTEus是模拟单片机及其外围器件的很好的EDA工具软件，它能为学生提供一个感性的认识平台，“敲敲键盘、点点鼠标”的简单操作，直观逼真的仿真演示，不仅吸引了学生的兴趣，变被动的灌输为主动的获取，而且形象的设计效果的显示让学生获得成就感，增强自信，对教学产生了积极的影响。
任务驱动教学法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，其探究式的学习方式要求每一位学生都能根据自己对当前问题的理解，运用共有的知识和自己特有的经验提出方案、解决问题。它能激发学生的学习兴趣，培养学生的能力特别是实践能力和创新能力。
任务驱动教学法以学生技能培养为主线，将理论知识点穿插在一个个任务当中，脱离“讲授知识为主”的模式。PROTEus平台的使用，为在单片机教学中运用任务驱动教学法提供了硬件支持。
基于PROTEus的任务驱动式的高职单片机教学，不仅能克服学生文化课基础差、底子薄的问题，简单的上机操作对学生而言不是什么难事，学生有兴趣；在proteus中用发光二极管、数码管、点阵、液晶屏等搭建电路仿真电路结果，直观形象，学生有兴趣；以技能培养为主，减少理论学习课时，增加上机实践操作，在实践中掌握单片机的基本理论，弥补学生逻辑思维能力不强的欠缺，也实现培养“高素质技能型人才”目标。
3基于PROTEus平台的任务驱动式高职单片机教学的实践
根据Proteus软件的特点以及单片机课程学习规律与高职学生的特点，我们制定出一套基于Proteus平台的任务驱动的课程教学实施方案。
3.1总体设计
本课程教学大纲规定为68学时，采取教、学、做一体化教学模式，课程全部学时都安排在PROTUES仿真实验室进行。教学内容以任务为教学单元，打破原有按硬件结构、指令、编程为先后顺序的课程结构体系，而是将单片机课程的基本知识分成若干个模块。在任务的设计中，我们选择了5个大任务，13个子任务，共60学时。子任务设计相对简单，所包含的知识点相对较少，且子任务的难度逐级递进。具体请参见表1－任务安排与要求。
3.2具体实施
课程教学开始，教师一般先安排2-4个学时进行PROU-TEUS软件的学习与实践，让学生熟悉软件，能实现基本的电路绘制即可。在教学过程中，教师对各任务所需的知识点应做到心中有数，并有意识的传授相应知识点并拓展知识点。以子任务一跑马灯控制为例，我们来说明基于PR(YrEUS平台，运用任务驱动法实现高职单片机课程的一体化教学模式。教师首先在PR(YruES平台上仿真跑马灯的运行情况，演示几种不同的运行模式，比如：8个LED一个一个闪烁；8个LED全亮后全灭，循环3次；8个LED一个一个点亮后再熄灭；④8个LED从两边往中间两个两个点亮再从中间往两边两两熄灭等。接着教师布置任务：(1)在proteus中搭建电路；(2)选择其中一种并编程，并鼓励学生自我创新运行模式；(3)程序调试并仿真。然后教师详细分析任务要求，解析完成任务的关键点和难点一如何编程，如何控制点亮的时间。教师可引导学生复习上一子任务一单个LED的亮灭中cLR、sETB位操作指令，再引出MOV指令，可引导学生通过上一子任务中延时程序的编写，来完成不同时间要求的延时小程序的编写。最后，学生在任务的驱动下，主动去发现问题、解决问题，从而完成任务，最终成为学习的主人。教师在这个过程中，是主导者、组织者、指导者和促进者，授学生以“渔”，而不是授以“鱼”。教师在课堂讲授之后，主要是细致观察学生动态，掌握学生的任务进度，适时去加以指导。
3.3实施中的注意事项
1学生明确任务之后，教师可根据任务繁简、难易程度的 不同，让学生自主探究，独立完成任务，也可以采用分组讨论的形式，小组内安排不同的分工，通过团结协作去完成任务。
2学生在分析任务、讨论任务时，教师不要急于讲解，而应随时关注学生分析、完成任务的整个过程，在必要时给予适当的指导，但是不能妨碍学生的独立思考。比如，在学生学习遇到困难时，教师应该为学生独立解决问题提供有效的帮助。另外，在学生学习不够主动时，向学生提出问题，引导他们去探究。
3学生的任务完成之后，教师要及时组织讨论、总结和评价。分析评价可让学生自我评价或相互评价，通过评价反思解决问题的过程，教师作适当点评，并帮助学生作归纳总结。
3.4课程的考核标准
本课程采取过程化考核评价标准。课程共五个大任务，每个任务各占15％。每个任务学习结束后，安排以本任务所要掌握的基本知识、基本方法、基本技能内容相一致的阶段考核，阶段考核分理论知识考核、技能考核和学生表现，理论知识考核、技能考核各占40％，学生表现占20％。学生表现由教师根据学生在本任务学习过程中的学习态度、课堂提问、操作技能、作业等方面的表现来综合评价。课程学期结束前安排本课程的期末考核，占25分。阶段考核与期末考核两项得分即为学生本课程的总评成绩。
4教学效果分析
在高职单片机课程中引入Proteus仿真软件，以此为平台并运用任务驱动教学法，根据先易后难的教学原则，教师把教学目标巧妙地隐含在任务当中，激发学生学习兴趣，引导学生在完成任务的过程中理解关键知识点，发现新知识，掌握新内容，提高了学生的实践能力，充分挖掘了学生的创造潜能，培养了团队合作精神。从我院机电工程系机电一体化技术专业07级、08级学生的教学实践可以明显看到，班级学习氛围浓厚了，学生的理论分析能力、动手实践能力、综合运用能力加强了。本课程的教学收到了良好的效果。
参考文献
[1]孙朝晖.任务驱动教学应把握好的几个环节[J].教育革新，2007年第8期.
[2]张文昭，李艳芳，刘爱林，谭永宏.任务驱动法和项目教学法整合在单片机课程中的实践[J].湖南科技学院学报.2010年12期.
[3]李华.任务驱动教学法初探[J].职业与教育.2009(2).
[4]王世刚，游敏娟.基于任务驱动法的《电子技术》教学研究[J].中国西部科技，2009年20期.
[5]郭宗莲.高职院校单片机课程设计的探讨[J].科技创新导报，2008(31).
[6]王进.浅谈高职院校中基于PR(YrEus的单片机教学[J].科技风，2008(6).
[关键字]Proteus平台；高职学生；单片机教学；任务驱动
[中图分类号]G712 [文献标识码]A [文章编号]2095-3089(2012)01-0005-02
《单片机原理与应用》是电子类专业的一门重要的专业基础课程。该门课程理论性很强，知识点多，内容抽象，学生难以理解吸收，即便是在本科院校，学生也普遍认为这门课程是块难啃的“硬骨头”。且目前仍有高职院校在沿用普通本科的那套教法，课程教学的效果可想而知，本文从分析分析高职学生特点与课程教学现状入手，介绍本课程的教学改革。
1高职学生特点与单片机课程教学现状
1.1高职学生特点
(1)文化课基础差，底子薄。高职学生是第三批录取的，其分数线已是不高的，若遇到招生小年，有些高职院校为了招满学生，甚至降分录取，只要是上了阻档线的都可以被录取。因此，学生文化课基础差，底子薄——那是肯定的。学生学习的难度自然就大，花相同的时间和精力学习相同的内容，高职学生的学习效果显然要差些。
(2)主动学习意识差，自信心不足。高职学生在中学阶段普遍都是班级的中下游学生，受老师的关注较少，心理上长期笼罩着“学不好”的阴影，导致学生缺乏自信，甚至产生“反正学不好，懒得学”的想法，学习的主动性低下。
(3)逻辑思维能力发展较弱。广大教师的实践证明：凡是抽象逻辑思维能力较强的学生，其他方面的能力都比较强。而高职学生的抽象逻辑思维能力普遍发展得较差、形象思维力占主导地位。
1.2单片机课程教学现状
(1)传统的单片机课程教学采用以课程结构体系为顺序进行教学，而不是以人的认识规律为顺序，其导致的结果是：因教学顺序违背了人的认识规律，必然使学生对各知识点的理解与接受变得困难；使各个知识分离，没有系统性，学生即使理解了各个知识点，仍很难把各个知识点联系起来，也很难综合地运用这些知识点；使学生失去对学习的兴趣，例如，以课程结构体系为顺序的教学方法在安排教学时，往往是采用“老师主讲、学生主听”的教学方法，先讲授“单片机系统的基础知识”、“单片机的内部结构和工作原理”及“单片机指令系统”这三章理论性很强的课程内容，这就使得学生的脑袋真的成为了知识的填充器，其结果是学生不但难以接受这些知识点，而且会产生对课程的厌恶感。
(2)理论与实践没有能很好地联系、结合在一起。传统的单片机教学虽也有相当课时的实验，但这些实验要么是演示性的实验，要么是教师在讲授完了大量理论之后才进行的实验，而对于实验本身来说，之前所讲的这些理论的针对性很不强，最后往往使这些实验都成了验证性的，起不到锻炼学生动手能力与实践能力的效果，更不用说“应用”与创新了。
2单片机教学中引入基于PROTEus平台的任务驱动教学法的意义
PROTEus是模拟单片机及其外围器件的很好的EDA工具软件，它能为学生提供一个感性的认识平台，“敲敲键盘、点点鼠标”的简单操作，直观逼真的仿真演示，不仅吸引了学生的兴趣，变被动的灌输为主动的获取，而且形象的设计效果的显示让学生获得成就感，增强自信，对教学产生了积极的影响。
任务驱动教学法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，其探究式的学习方式要求每一位学生都能根据自己对当前问题的理解，运用共有的知识和自己特有的经验提出方案、解决问题。它能激发学生的学习兴趣，培养学生的能力特别是实践能力和创新能力。
任务驱动教学法以学生技能培养为主线，将理论知识点穿插在一个个任务当中，脱离“讲授知识为主”的模式。PROTEus平台的使用，为在单片机教学中运用任务驱动教学法提供了硬件支持。
基于PROTEus的任务驱动式的高职单片机教学，不仅能克服学生文化课基础差、底子薄的问题，简单的上机操作对学生而言不是什么难事，学生有兴趣；在proteus中用发光二极管、数码管、点阵、液晶屏等搭建电路仿真电路结果，直观形象，学生有兴趣；以技能培养为主，减少理论学习课时，增加上机实践操作，在实践中掌握单片机的基本理论，弥补学生逻辑思维能力不强的欠缺，也实现培养“高素质技能型人才”目标。
3基于PROTEus平台的任务驱动式高职单片机教学的实践
根据Proteus软件的特点以及单片机课程学习规律与高职学生的特点，我们制定出一套基于Proteus平台的任务驱动的课程教学实施方案。
3.1总体设计
本课程教学大纲规定为68学时，采取教、学、做一体化教学模式，课程全部学时都安排在PROTUES仿真实验室进行。教学内容以任务为教学单元，打破原有按硬件结构、指令、编程为先后顺序的课程结构体系，而是将单片机课程的基本知识分成若干个模块。在任务的设计中，我们选择了5个大任务，13个子任务，共60学时。子任务设计相对简单，所包含的知识点相对较少，且子任务的难度逐级递进。具体请参见表1－任务安排与要求。
3.2具体实施
课程教学开始，教师一般先安排2-4个学时进行PROU-TEUS软件的学习与实践，让学生熟悉软件，能实现基本的电路绘制即可。在教学过程中，教师对各任务所需的知识点应做到心中有数，并有意识的传授相应知识点并拓展知识点。以子任务一跑马灯控制为例，我们来说明基于PR(YrEUS平台，运用任务驱动法实现高职单片机课程的一体化教学模式。教师首先在PR(YruES平台上仿真跑马灯的运行情况，演示几种不同的运行模式，比如：8个LED一个一个闪烁；8个LED全亮后全灭，循环3次；8个LED一个一个点亮后再熄灭；④8个LED从两边往中间两个两个点亮再从中间往两边两两熄灭等。接着教师布置任务：(1)在proteus中搭建电路；(2)选择其中一种并编程，并鼓励学生自我创新运行模式；(3)程序调试并仿真。然后教师详细分析任务要求，解析完成任务的关键点和难点一如何编程，如何控制点亮的时间。教师可引导学生复习上一子任务一单个LED的亮灭中cLR、sETB位操作指令，再引出MOV指令，可引导学生通过上一子任务中延时程序的编写，来完成不同时间要求的延时小程序的编写。最后，学生在任务的驱动下，主动去发现问题、解决问题，从而完成任务，最终成为学习的主人。教师在这个过程中，是主导者、组织者、指导者和促进者，授学生以“渔”，而不是授以“鱼”。教师在课堂讲授之后，主要是细致观察学生动态，掌握学生的任务进度，适时去加以指导。
3.3实施中的注意事项
1学生明确任务之后，教师可根据任务繁简、难易程度的 不同，让学生自主探究，独立完成任务，也可以采用分组讨论的形式，小组内安排不同的分工，通过团结协作去完成任务。
2学生在分析任务、讨论任务时，教师不要急于讲解，而应随时关注学生分析、完成任务的整个过程，在必要时给予适当的指导，但是不能妨碍学生的独立思考。比如，在学生学习遇到困难时，教师应该为学生独立解决问题提供有效的帮助。另外，在学生学习不够主动时，向学生提出问题，引导他们去探究。
3学生的任务完成之后，教师要及时组织讨论、总结和评价。分析评价可让学生自我评价或相互评价，通过评价反思解决问题的过程，教师作适当点评，并帮助学生作归纳总结。
3.4课程的考核标准
本课程采取过程化考核评价标准。课程共五个大任务，每个任务各占15％。每个任务学习结束后，安排以本任务所要掌握的基本知识、基本方法、基本技能内容相一致的阶段考核，阶段考核分理论知识考核、技能考核和学生表现，理论知识考核、技能考核各占40％，学生表现占20％。学生表现由教师根据学生在本任务学习过程中的学习态度、课堂提问、操作技能、作业等方面的表现来综合评价。课程学期结束前安排本课程的期末考核，占25分。阶段考核与期末考核两项得分即为学生本课程的总评成绩。
4教学效果分析
在高职单片机课程中引入Proteus仿真软件，以此为平台并运用任务驱动教学法，根据先易后难的教学原则，教师把教学目标巧妙地隐含在任务当中，激发学生学习兴趣，引导学生在完成任务的过程中理解关键知识点，发现新知识，掌握新内容，提高了学生的实践能力，充分挖掘了学生的创造潜能，培养了团队合作精神。从我院机电工程系机电一体化技术专业07级、08级学生的教学实践可以明显看到，班级学习氛围浓厚了，学生的理论分析能力、动手实践能力、综合运用能力加强了。本课程的教学收到了良好的效果。
参考文献
[1]孙朝晖.任务驱动教学应把握好的几个环节[J].教育革新，2007年第8期.
[2]张文昭，李艳芳，刘爱林，谭永宏.任务驱动法和项目教学法整合在单片机课程中的实践[J].湖南科技学院学报.2010年12期.
[3]李华.任务驱动教学法初探[J].职业与教育.2009(2).
[4]王世刚，游敏娟.基于任务驱动法的《电子技术》教学研究[J].中国西部科技，2009年20期.
[5]郭宗莲.高职院校单片机课程设计的探讨[J].科技创新导报，2008(31).
[6]王进.浅谈高职院校中基于PR(YrEus的单片机教学[J].科技风，2008(6).