項(xiàng)目教學(xué)法在“單片機(jī)原理與應(yīng)用”中的提升

蔣宏艷（河南廣播電視大學(xué)，河南 鄭州 450008）

項(xiàng)目教學(xué)法在“單片機(jī)原理與應(yīng)用”中的提升

蔣宏艷（河南廣播電視大學(xué)，河南 鄭州 450008）

單片機(jī)廣泛應(yīng)用在工業(yè)控制、智能系統(tǒng)領(lǐng)域，“單片機(jī)原理與應(yīng)用”是一門(mén)理論和實(shí)踐相結(jié)合的課程。根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，在教學(xué)過(guò)程中旨在提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以激發(fā)學(xué)生的潛能，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力為目的?；诜抡婺M、拓展的思路，采取一種新的教學(xué)方式，取得了良好的效果。

單片機(jī)；教學(xué)改革；教學(xué)方式

“單片機(jī)原理與應(yīng)用”是電氣自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)專業(yè)的核心課程。單片機(jī)在智能儀器儀表、工業(yè)控制、機(jī)電一體化等方面有著廣泛的應(yīng)用，單片機(jī)的教學(xué)是培養(yǎng)具有單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品設(shè)計(jì)、分析、制作和調(diào)試能力的實(shí)踐型人才，對(duì)學(xué)生職業(yè)崗位能力培養(yǎng)和職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)起重要的作用，是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課。傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)模式是按著教材大綱的組織結(jié)構(gòu)逐節(jié)講解，先講單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、引腳，然后是指令系統(tǒng)，匯編語(yǔ)言的程序設(shè)計(jì)，中斷以及定時(shí)計(jì)數(shù)器，單片機(jī)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展以及各種外圍芯片的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)課也是到了課程快結(jié)束的時(shí)候才開(kāi)展幾個(gè)驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，缺乏創(chuàng)新性。這樣下來(lái)的一個(gè)教學(xué)過(guò)程會(huì)讓學(xué)生感覺(jué)到原理性的知識(shí)如指令系統(tǒng)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等理論性太強(qiáng)、太乏味，理解起來(lái)很困難，對(duì)于在實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行的驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)只是用幾根導(dǎo)線連接，不清楚實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)部的電路原理圖。所以，這樣的教學(xué)方式會(huì)讓學(xué)生厭倦學(xué)習(xí)，喪失學(xué)習(xí)的熱情和信心，學(xué)完了這門(mén)課甚至還有很多學(xué)生不知道單片機(jī)是干什么的。

在高職高專類學(xué)校開(kāi)設(shè)單片機(jī)課程如何提高學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神，如何體現(xiàn)職業(yè)教育的特色，是個(gè)亟待解決的問(wèn)題。因此，我們借鑒德國(guó)職業(yè)教育提出的“項(xiàng)目教學(xué)法”，結(jié)合我們自身的實(shí)際情況，在教學(xué)中將“項(xiàng)目教學(xué)法”作了提升，目前已經(jīng)在我校（鄭州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院）得到了很好的驗(yàn)證。

一、任務(wù)項(xiàng)目提出

認(rèn)真貫徹教育部關(guān)于高等職業(yè)教育以 “高素質(zhì)技能型人才”為目標(biāo)，理論課教學(xué)以“必需、夠用為度，以掌握概念、強(qiáng)化應(yīng)用為重點(diǎn)”的原則，進(jìn)行單片機(jī)的教學(xué)改革。我們以8051系列的單片機(jī)為例，對(duì)單片機(jī)的理論課部分進(jìn)行了精簡(jiǎn)，在已經(jīng)制成PCB板的試驗(yàn)板A上進(jìn)行驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，這一部分可以視為基礎(chǔ)的“項(xiàng)目教學(xué)法”，接下來(lái)是一個(gè)實(shí)訓(xùn)課，實(shí)訓(xùn)課的目的是讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)最小系統(tǒng)。

這個(gè)教學(xué)方式的提出源于很多使用單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱的學(xué)校，由于數(shù)量、空間的限制不能人手一臺(tái)；另外，還由于試驗(yàn)箱的封裝的特點(diǎn)，學(xué)生看不到試驗(yàn)箱的電路原理圖，不清楚每一部分的原理。教師可以從“8051的指令系統(tǒng)”開(kāi)始，以我們的實(shí)驗(yàn)板A為參考，結(jié)合教材上的內(nèi)容，先讓學(xué)生在PROTUES、KEIL軟件上按照我們實(shí)驗(yàn)板A的電路圖仿真每一部分程序，然后將程序下載到實(shí)驗(yàn)板A上進(jìn)行驗(yàn)證，這樣學(xué)生就會(huì)將理論知識(shí)與實(shí)際電路聯(lián)系起來(lái)了。

接下來(lái)的實(shí)訓(xùn)課是讓學(xué)生在面包板上將此實(shí)驗(yàn)板A進(jìn)行仿制，將課堂上的知識(shí)融會(huì)貫通，利用所學(xué)到的單片機(jī)知識(shí)及數(shù)電、模電知識(shí)，將實(shí)驗(yàn)板A仿制出來(lái)。

實(shí)驗(yàn)板A能做的實(shí)驗(yàn)如下表所示：

點(diǎn)亮LED 各種跑馬燈 數(shù)碼管顯示數(shù)字和字母數(shù)碼管動(dòng)態(tài)刷新顯示查詢方式按鍵 中斷方式按鍵 蜂鳴器發(fā)聲 單片機(jī)奏樂(lè)外部事件計(jì)數(shù) TTL電平串行通訊IIC總線存儲(chǔ)器讀寫(xiě)IIC總線時(shí)鐘芯片操作標(biāo)準(zhǔn)電平串行通訊單片機(jī)口線有否上拉的區(qū)別試驗(yàn)顯示驅(qū)動(dòng)芯片的使能和禁止

實(shí)驗(yàn)板A的實(shí)物圖如圖1所示：

圖1 實(shí)驗(yàn)板A

二、項(xiàng)目任務(wù)提升

通過(guò)上面給出的實(shí)驗(yàn)板A，我們可以看到，在實(shí)驗(yàn)板A的4個(gè)P口留有擴(kuò)展口，這些擴(kuò)展口就是留給本屆有能力的學(xué)生來(lái)完成的。這個(gè)實(shí)驗(yàn)板A已經(jīng)能夠完成單片機(jī)所涉及的所有的實(shí)驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上可以擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)板B、實(shí)驗(yàn)板C等以完成不同的功能。如果本屆學(xué)生能夠很好地做完上屆學(xué)生做過(guò)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，而且有些能力出眾的學(xué)生還想更深入地學(xué)習(xí)單片機(jī)，那么我們教師指導(dǎo)這些學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)板A的擴(kuò)展，最后再完成PCB板的設(shè)計(jì)、制作。目前，本校的學(xué)生在這塊實(shí)驗(yàn)板A的基礎(chǔ)上擴(kuò)展了ISP的下載功能，LCD顯示，自適應(yīng)式溫度計(jì)等的模塊。圖2所示為擴(kuò)展的ISP下載板，稱為實(shí)驗(yàn)板B。

圖2 實(shí)驗(yàn)板B

三、問(wèn)題的解決

通過(guò)從“學(xué)習(xí)”、“模擬設(shè)計(jì)”、“仿真程序”及自己開(kāi)發(fā)的模塊，這樣一個(gè)從易到難、循序漸進(jìn)的過(guò)程，學(xué)生已經(jīng)能夠熟練掌握單片機(jī)的開(kāi)發(fā)過(guò)程了。這樣既做到了理論與實(shí)踐相結(jié)合，又使學(xué)生產(chǎn)生一種創(chuàng)造的成就感，有利于培養(yǎng)他們學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)其創(chuàng)新意識(shí)，提高實(shí)際應(yīng)用能力。另外，為了能夠不讓實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目與市場(chǎng)脫軌，我們老師們每年都會(huì)對(duì)實(shí)訓(xùn)模塊進(jìn)行討論，淘汰掉一些過(guò)時(shí)的模塊，增加一些涉及新技術(shù)的模塊，讓每一屆的實(shí)訓(xùn)課題都不一樣，并成立學(xué)習(xí)小組，讓能力較好的學(xué)生開(kāi)發(fā)一些新的模塊，爭(zhēng)取更大程度地激發(fā)學(xué)生的興趣和創(chuàng)新能力，以滿足下屆學(xué)生的實(shí)驗(yàn)需求。

這樣，舊的、被動(dòng)的學(xué)習(xí)模式被淘汰了，轉(zhuǎn)變成了以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體的模式。大量的時(shí)間留給學(xué)生去自主探索，去相互協(xié)作學(xué)習(xí)，教師的作用是告訴學(xué)生學(xué)什么、怎么學(xué)，并幫助學(xué)生解決通過(guò)努力解決不了的問(wèn)題。充分體現(xiàn)了職業(yè)教育的特點(diǎn)，確立以實(shí)踐為重點(diǎn)的理念。改變傳統(tǒng)教育理念，評(píng)價(jià)學(xué)生不再單一地看考試成績(jī)，更主要的是要看學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力。

單片機(jī)原理與應(yīng)用是一門(mén)理論抽象，同時(shí)實(shí)踐性又很強(qiáng)的課，一般被定為必修的專業(yè)課，在高職高專類學(xué)校開(kāi)設(shè)這門(mén)課，無(wú)論是對(duì)教師還是對(duì)學(xué)生都是一個(gè)挑戰(zhàn)。我們本著為社會(huì)服務(wù)的原則，始終不離市場(chǎng)這根主線，轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，更新教學(xué)模式，在培養(yǎng)人才的過(guò)程中，努力以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)為目標(biāo)，在本校的教學(xué)實(shí)踐中已初見(jiàn)成效。但是，嵌入式類產(chǎn)品日新月異，要想使學(xué)生能夠更多地接軌市場(chǎng)，我們還需要不斷地改進(jìn)教學(xué)方式，為現(xiàn)代化建設(shè)培養(yǎng)大量高素質(zhì)技能型專門(mén)人才進(jìn)行進(jìn)—步探索。

［1］謝偉紅.高職《單片機(jī)原理與應(yīng)用》“主體—主導(dǎo)”教學(xué)設(shè)計(jì)［J］.職業(yè)技術(shù)教育，2010，31，（20）：59～61.

［2］王昌龍.單片機(jī)研究型教學(xué)中的發(fā)散思維［J］.中國(guó)電力教育，2010，32，（27）：70～71.

［3］單丹.淺談項(xiàng)目化教學(xué)在“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程中的應(yīng)用［J］.中國(guó)電力教育，2010，41，（25）：91～92.

［4］李文強(qiáng).《單片機(jī)技術(shù)》課程教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)初探［J］.職業(yè)教育，2010，11，（5）：11～12.

［5］凌藝春.《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》課程改革嘗試和探索［J］.教育研究，2010，163，（9）：163～165.

Improving of Project-teaching Method in“Microcontroller Principle and Applications”

Jiang Hongyan
（Henan Radio&TV University，Zhengzhou，450008）

Single-chip microcomputer is widely applied in the domain of control and intelligent systerm，Microcontroller Principle and Applications is a combine curriculum of theory and practice.According to learning characteristic of the students，the purpose in instructional process is improving the students’study intrest，stimulatting students’potential，cultivating students’innovative ability. Adopting a new instructional method，based on the students’simulation and expanded thought，has get better effect.

single-chip microcomputer，instructional reform，instructional methods

G424

A

1671-2862（2011）01-0105-02

2010－12－16

鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院青年基金項(xiàng)目（Q09QT08）階段研究成果

蔣宏艷，女，河南廣播電視大學(xué)教師，研究方向：?jiǎn)纹瑱C(jī)與嵌入式技術(shù)。