李关华
（上海信息技术学校 上海 200331）
“单片机技术”是电子信息类专业的核心课程，是实践性很强的课程，课程包含了电工技术、电子技术、高级程序语言设计、传感器技术等内容，对教师的教学能力和学生的学习能力都有较高的要求。通过该课程的学习，学生能够具备电子产品编程与控制的基本理论知识；
能够掌握电子产品编程与控制的技能；
能够根据控制要求使用开发语言对电子产品进行模块化编程；
能够熟练使用编译下载工具下载程序；
能够根据测试结果对程序进行修改和完善；
能够培养从局部到整体的综合分析能力，为今后解决生产实际问题和促进职业生涯发展奠定基础。
在传统的课程教学中，基本是让学生简单的编写一下程序。学生只是机械地按照老师的要求进行程序的输入，甚至有的同学都不知道程序是什么意思，也不会检查程序输入中的错误，更不清楚如何根据要求自己编写程序。学生的学习没有目标，没有动力，也没有压力，导致学习效果较差，这样的学习现状亟须改变。
基于以上教学现状，为了提高教学质量，笔者在教学中大胆提出并尝试使用目标导向教学法。美国著名教育学家、心理学家布卢姆提出：有效的教学始于准确地知道希望达到的目标是什么。在授课之前，精准的课程定位和合理的课程安排有助于学生在学习中形成良好的学习定势，提高学生的学习积极性[1]。
目标导向教学法是指在每次课程开始之前明确学习目标和任务，教师引导学生通过主动探究的形式进行学习，最终实现教学目标完成教学任务。师生共同制订相应的奖惩机制，并严格按照该机制实施。在教学过程中，如果教师能够以教学目标为基础开展优质的教学活动，那么就可以激发学生的学习积极性，不断实现教学目标。
从目标导向教学法的具体特点来看，其具备可行性、实用性、合理性、完善性、实效性特点，能够满足学生的心理，提升学生的学习效率。在教学过程中，教师需要与学生进行合理的互动，确保教学目标的实现[2]。
目标导向教学法课程的设计应当以学生为主，注重培养学生的综合职业能力[3]，充分体现行动目标导向“工学结合”[4]的思想。目标导向教学法在课程中的实施过程如下：
3.1 重构教学内容
根据人才培养目标和课程教学大纲要求，对“单片机技术”课程的教学内容进行重构。课程内容选择具有实际应用意义的典型实例，将单片机操作环境、单片机并行IO口应用、单片机中断系统应用、单片机定时器计数器应用、单片机串行通信应用、A/D 和D/A 接口技术等主要内容全部囊括，每个项目又由多个任务组成，包括相关理论知识学习、硬件结构原理、软件流程图绘制、程序编写、功能调试和扩展，从而建立目标导向教学框架。通过学习，学生能够将之前所学理论和实践知识融会贯通，对基于单片机的电子产品设计与制作有较全面的了解，对今后走上工作岗位有较大帮助。“单片机技术”具体教学项目和教学任务如表1 所示。
表1 “单片机技术”教学内容
以“项目4 定时与中断系统设计”中的“任务4-2 简易数字钟的设计”为例详细讲解目标导向教学法在课程中的具体应用。
3.2 制订教学目标
根据课程教学内容，结合目标导向教学方法，将“简易数字钟的设计”任务教学目标指定如下：
①知识目标：熟悉单片机定时器的结构；
熟悉单片机定时器的工作方式；
熟悉单片机定时器程序设计步骤。
②技能目标：能够根据功能要求，制订简易数字钟的设计方案；
能够利用Proteus 仿真软件进行简易数字钟硬件电路的绘制；
能够利用Keil C51 软件进行简易数字钟的软件程序编写；
能够进行简易数字钟硬件软件功能联调；
能够搭建简易数字钟实物并进行功能调试。
③素养目标：学会分析对比，将所学知识前后联系，融会贯通；
培养发现问题、分析问题、解决问题的能力；
培养强烈的团队合作意识。
3.3 开展教学过程
3.3.1 课前
教师通过教学平台下发预习任务，要求学生查找简易数字钟的相关资料，以小组为单位，准备设计方案。
3.3.2 课中
教学导入。教师进行简易数字钟实物演示，明确设计目标。学生分组展示简易数字钟的设计方案，并进行集体讨论，教师引导学生总结出简易数字钟功能结构如下：①通电开机，显示器显示00-00-00（时-分-秒），每隔1s，秒数字加1；
②通过按键可调整时和分的值，进行时间校准；
③扩展功能：闹钟、指示灯、温湿度显示等。
比较多种设计方案，最终确定简易数字钟的基本设计方案，如：主控制器采用STC89C51；
显示器件采用8 位一体数码管；
调整按键采用3 个独立式按键，分别实现选择、加1、减1。教师课上完成基本方案实现的指导，其他扩展功能可根据情况在课下完成。
教学实施：①学习电路结构与工作原理。根据基本设计方案，利用Proteus 仿真软件绘制功能仿真图，教师引导学生理解电路结构及工作原理。该电路的数码管显示和按键控制在前面的项目中已经学习过，这个任务中电路部分属于复习巩固内容，学生根据任务要求可以很快完成仿真电路图设计。因此，本任务的重点和难点是定时器结构及工作方式、软件程序编写和调试。
②学习定时器结构及工作方式。结合微视频，重点讲解定时器工作方式，上课期间充分利用网络教学平台进行签到、选人、抢答、投票、分组等教学活动，丰富教学手段和教学方法，激发学生的学习兴趣，学生在活动中学到知识，老师不再唱独角戏。
③软件程序编写调试。学会了定时器的相关知识，还需要编写相关程序。程序的编写和调试是难点，学生往往感到无从下手。教师先要引导学生学会分析软件工作流程，绘制程序流程图，然后写出对应程序语句。简易数字钟的基本软件程序主要包括主程序、显示子程序、按键子程序、定时器中断程序。
程序设计思路如下：程序开始，首先定义，主要定义按键、数码管控制端口，显示数组，时、分、秒变量；
然后进入主函数，主函数中先进行定时器初始化；
接着进入主循环，在主循环里循环调用显示函数和按键扫描函数。按键扫描函数完成时、分两个变量的调整，显示函数显示时间信息，时、分、秒的值在定时器中断函数中处理。
数码管显示程序在前面项目中已经学习过，学生理解和应用比较容易，只是要注意中间“-”的显示方法，符号的显示要跟数字的显示分开，还要注意对应符号的段码推导方法。
按键程序在前面项目中也已经学习过，判断按键按下后，等待按键弹起，按键弹起后进行相应操作，这里要注意，按键按下没有弹起的时候，数码管是不显示的，所以在按键的时候，数码管会有闪烁的现象，教师先不要告诉学生发生此现象的原因和解决方法，而是让学生观察这一现象，然后分析原因，最后找到解决方法，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。当学生发现问题，并通过自己的分析想到解决问题的办法后，会大大提高学生的学习成就感和自信心。学生分析问题的时候，教师可以引导启发其一步一步思考。
程序编写调试过程中，注重培养学生团队意识。以小组为单位进行程序调试，每个小组成员都调试成功后才能统一进行考核评价，从而促使小组成员间互帮互助，培养团队合作意识。而且这样的分组训练，每个组中学得好的、快的同学可以在帮助其他同学的过程中加深对内容的理解，解决问题的过程就是很好的学习过程，问题解决了，知识和技能也就掌握了。
④教学考核。教学考核不以项目最终完成情况来确定学生的课程成绩，而是注重了过程考核[5]。为此，从项目开始到结束，教师应制订详细的考核标准，对学生进行全方位的考核，同时还加入团队合作、职业素养等方面的内容，与原有的考核方式有着较大不同。比如：团队成员之间是否相互帮助，共同完成项目任务，没有一人掉队；
所有资料是否都按要求保存整理；
是否能按时打卡每项任务；
是否能在基本功能基础上有自己创新的想法并努力去实现。
借助网络教学平台，对考核项目进行设定和权重分配，网络教学平台自动统计，学生可以随时查看成绩进行查漏补缺。这样可以及时发现学生学习过程和教师教学过程中存在的问题，有利于形成教与学的闭环反馈，促进教学效果的提升。
3.3.3 课后
教师通过网络平台布置作业，学生完成作业并提交，完成章节测验，在讨论区讨论学习。教师向学生推送其他单片机相关的课程资源，供学生学习参考。同时将对单片机感兴趣又学有余力的同学组织起来，组成创新团队，继续深入学习单片机相关知识，为技能竞赛、创新创业竞赛储备人才，为企业培养更优秀的技术人才。
本文以“简易数字钟设计”为例，详细介绍了目标导向教学法在“单片机技术”课程中的实施过程。实施过程包括确定设计方案、硬件设计、软件设计和功能调试及扩展。每个项目、每个任务、每个环节都有明确目标，通过这样的学习，使得学生对使用单片机设计电子产品的过程有了较深入的了解，学生在学习知识、锻炼技能的同时，还提高了团队协作等相关职业素养，对今后走上工作岗位有较大帮助。
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