校本教材编写总结

知难而上

——《嵌入式控制简明教程》校本教材编写总结

一、 背景

现今，机器人等以单片机为核心的嵌入式控制逐渐成为素质教育、技能实践的选题之一，各种比赛方兴未艾。洞察到嵌入式控制技术对青少年科学普及的积极作用以及对未来社会和产业潜在的巨大影响，我们学校从2006年起筹建嵌入式控制（单片机）实验室，2008年开设了“嵌入式控制——单片机创意与设计”社团，我有幸成为社团指导教师。

在开设这个社团之前，我做了大量准备工作，查找了各种相关书籍，旨在找一本适合社团教学的教材。我发现虽然有关各种型号单片机的书籍琳琅满目、应有尽有，但基本都是以硬件结构→指令系统→软件编程→单片机系统的扩展和各种外围器件的应用展开教学内容，专业性强。试想，一个高中学生，对数字电路不了解，对计算机结构也是刚刚接触，要他一开始就接触总线、地址等晦涩难懂的概念，一开始就学习单片机硬件结构并理解，能做到吗？恐怕连什么是单片机都没搞清楚就已经打了退堂鼓。

我们开设这门课到底要学生学什么？显然，我们不是专业学科的学生，我们并不要学生精通某种型号单片机的开发，也不要求学生将来都投身嵌入式控制开发行业，而是让学生通过对嵌入式控制技术的学习，掌握新技术，了解高科技并不神秘，激发创意思维，能更好地去憧憬、想象美好的未来。在一年多的社团活动过程中，一个念头一直在“蠢蠢欲动”，是不是能够根据我们的实际教学，编写一本读起来不费劲，用起来得心应手，适合当前高中生选读的教材？但我又有顾虑，毕竟编写教材是一项科学、有序、严密的工作，我行吗？学校适时地为我们搭建了一个平台，给了我很大的鼓励，并聘请了上海大学的李维教授进行课程指导，让我信心十足地投入到编写校本教材的工作中。

二、 编写过程

1、 选择编译语言环境

嵌入式控制，单片机是核心，在筹建嵌入式控制实验室之初，我们确定了以稳定度、可靠性高的PIC16F877A为核心控制器。对单片机来讲，可使用的编译语言有机器语言、汇编语言和高级语言。机器语言执行速度最快，但人使用起来不方便。高级语言使用方便，通用性强。汇编语言是编写应用程序最难的一种方

法，但也是最能了解单片机底层工作原理的一种语言。

在设计者开始用汇编语言编制一个应用程序之前，首先必须深入地了解所采用的处理器的运行特点以及应用程序所要达到的目的。就个人而言，我习惯用流程图标出指令的执行过程，在熟悉处理器之后，把程序的执行想象成“电影”，编写程序让处理器一步一步、清晰地执行整个过程。使用汇编语言编程，可以“知其然，知其所以然”。当然，汇编语言编写的难度让我们“望而怯步”，但是我们选择一种语言，不是为了让学生精通这个语言去编程，而是主要把侧重点放在程序设计的思想、算法等的体验和感受与实践上，了解执行过程，对于程序，只要会读程序，会改程序，知道如何去用即可。

所以，通过对这三种语言特点的权衡，我选择汇编语言为编译语言环境编写教材。其实了解汇编语言对日后学习理论的重要性会有更深刻的认识和更强的目的性，在自己开发设计一些项目时，可以更快上手使用c、basic等高级语言编程。

2、 以独立的项目编写章节

大多数抱有兴趣的学生在他们学习之初对嵌入式控制知之甚少，考虑到学生投身到嵌入式控制的学习过程中在知识和技能方面的接受程度，教材涉及的理论不能高深难懂，于是我尝试将硬件结构、指令、编程等各部分知识分解成一个个知识点，再将这些知识点组成一个个小项目，将整个教材划分为若干个具有递进性和连贯性的“项目”。

教材分显示篇，包括二极管显示、数码管显示、键盘控制等几个项目，电机篇，包括直流电机、步进电机、舵机的控制三个项目，提高篇，A/D转换和定时器/计数器，每个项目按照“问题情景”（项目任务的提出）——“项目分析”（观察目标板的连接方式）——“流程图”——“程序代码”——“重点指令学习”——“技术实践”的结构展开，每个项目都含有一些编程和加工的新知识和新技能，以项目带动教学，由浅入深地把知识和技能渗透到项目的实施过程中。

3、 坚持以学生发展为本，

教材的编写坚持以学生发展为本，最大程度地贴近学生的发展需求。教材遵循理论教学的内容以“必需、够用”的原则，强调“实用、适度”，减少了大量的理论学习，使其学而知其用，提高课程的实效性。为便于初学者学习，教材过滤了复杂的电路原理图，使用示意图替代电路图表示目标板的连接方式，在技术实践部分，强调让学生自己设计效果、设计项目，画出流程图，最后让学生尝试修改代码而不是编写代码来完成项目实践。

三、 课程目标

我们课程开展目标是：

◆ 能举一反三，通过修改代码，改变接口连接方式设计一个属于自己的产品，从而进一步加深对“嵌入式控制”的理解，初步体会和感受计算机程序设计的思想、感受信息通信技术和传感技术的实际应用。

◆ 从自己创意和制作简易嵌入式控制项目起步，有实践的感受和体验，从中学会获取知识的方法。

◆ 培养动手操作能力，综合运用知识技能的能力，拓展科技视野，提升信息科技素养。

经过几个学期的社团活动，从学生角度看，他们确实愿意上老师的课，愿意通过老师指导的方式，积极主动地参与到学习活动和各项比赛之中，主动获取知识，将创意变为现实。

学生在他们小结中写到：

\在这里没有空洞令人犯困的长篇累牍,没有大量只能死记硬背的定理.有的只是简短的步骤原理介绍,有的只是大量的实际操作,有的只是等着我们去模仿并提出自己新的构想的图样,我所需要的是动脑和动手。\

“单片机是我在课堂中能够接触到的科技的最前沿，在课上我知道了交通信号灯是怎样工作的，知道了洗衣机等设备的智能控制过程。开发一个项目不是件容易的事，但经过努力后成功的那种喜悦感觉还是令我沉醉的”。

从学生的总结中，我们可以看到，学生喜欢学习嵌入式控制技术，而且学有所获。

四、 不足之处

本教材编写之初，笔者特别留意引导学生自己动手制作，激发学生创作灵感、拓展知识面，但由于经验不足，在教材中并没有特别的体现，所以，在以下方面还有待提高、改进。

◆ 把抽象的内容与实际的载体（如机器人）有机集合起来，使学生学习的结果显而易见，及时得到反馈，更能激发学生学习的兴趣和获得成就感，更有利于学生的发展和成长。

◆ 以学生为主体，学生们有独立制定计划并实施的机会，可以自行组织、安排自己的学习行为；

◆ 根据综合实践活动的性质和要求，应该体现出综合、实践、丰富多样的特点 。

五、 体会

我们也曾畅想让我们的教材丰富多彩，让我们的教学熠熠生辉，可是应试教育的体制让我们欲言又止，而今我庆幸，校本教材的编写让我重拾教育梦想，虽然教材尚显粗糙，但是是我教学实践的累积，虽然完成一本校本教材编写的过程很是辛苦，但我受益匪浅。

◆ 在建设校本教材过程中，自己的专业水平得到了提升，也收获了成功的喜悦，所以，校本教材建设既是目标，更是手段；既是结果，更是过程；既是意识，更是能力。

◆ 教材的编写结束并不意味着成功，重要的是能否真正适合学生的需要，还需要在实践中不断建设。所以，始终把校本教材建设视为一个持续发展的过程，不断反思，不断改进，才能使教材内容和形式有用、有趣、有效。