基于項目的學習模式在單片機課程教學中的應用研究

鄧明華 葛蓁

摘 要 在單片機課程中采用了基于項目的學習模式，設計了基于項目的學習模式在單片機課程教學中的學習流程：確定學習目標→講授理論知識→設計項目→準備教學場地→實施項目→提交項目成果→評價項目成果，并對每個流程的設計展開了分析，最后以訪談的形式對基于項目的學習模式的結果進行了調查分析。

關鍵詞 項目學習模式 單片機課程 學習流程設計

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

Application Research of MCU Course on Project-based Learning

DENG Minghua， GE Zhen

（Engineering College， Wuhan Yangtze Business University， Wuhan， Hubei 430065）

Abstract This paper proposed a new learning process： set learning goals→teaching theoretical knowledge→design project→prepare teaching site→The implementation of the project→evaluation results of the project， The design of each process are analyzed， and finally analysis the result of the application research of MCU course on Project-based Learning

Key words project learning mode； learning process design of MCU Course

0 引言

單片機技術及其應用課程是武漢長江工商學院電子類專業(yè)的一門必修課程，該課程以模擬電子技術、數(shù)字電路、C語言程序設計等課程為基礎，這些知識在單片機課程中延伸、綜合、重組和提升，要使得學生學會運用這些知識。通過近幾年的改革，考慮本校學生人才培養(yǎng)定位于“應用型”人才的培養(yǎng)，已經(jīng)將難懂且不太實用的微機原理課程的部分內容刪除，實用的內容融合到單片機技術及其應用課程中講解。該課程本身所蘊含的教學理念和實際操作，與基于項目的學習模式很接近。

1 課程學習流程的設計

在單片機課程的學習中，學生的學習方式發(fā)生了改變，不再是被動地接收知識，而是積極主動地參與到教師設計的項目中，教師教學的方法也發(fā)生了改變，不再是逐個地講解知識點，而是通過設計一個個的項目，讓學生通過項目的完成來學習課程的知識點。結合課程本身的特點，設計了如下的學習流程：確定學習目標→講授理論知識→設計項目→準備教學場地→實施項目→提交項目成果→評價項目成果。

在開展單片機技術及其應用課程的學習之前，教師確定了該門課程的學習目標，讓學生清楚學習的目的，這是進行一門課程學習的第一步；為了使學生能夠順利完成項目，教師對該課程的核心概念和原理進行了一定程度的講解，給學生一個框架，同時對設計的項目涉及的領域知識及相關背景做了大體的介紹，便于學生選擇自己感興趣的項目；接下來學生們自由分組，老師對不合理的分組進行適當?shù)恼{整，避免學習好的學生扎堆的現(xiàn)象；學生在實驗室借助實驗設備的軟硬件資源開展學習，項目完成后學生通過網(wǎng)絡上交設計報告，設計的實物暫時由學生自己保管，答辯結束后愿意上交實物的同學可以上交，想自己留下來繼續(xù)開展設計工作的學生給予支持，使學習不僅僅只是課堂上的事情，學習不再只是為了完成任務，而是真正地鍛煉學生的實踐能力和應用能力。

2 學習目標分析

電子類專業(yè)總體的培養(yǎng)目標注意強調學生的“應用能力的培養(yǎng)，本課程就是一門應用性很強的課程，在本課程中，根據(jù)選定的題目，確定項目的學習目標，如下列這些學習目標：（1）讓學生們熟悉他們將來可能在實際工作中可能要面對的問題，這些問題有一定的影響力，他們在今后一個相對較長的時間內對學生產(chǎn)生影響。（2）讓學生通曉這些有影響力的問題，這些知識并非取自單一學科，可能來自多門學科。（3）培養(yǎng)學生應用這種知識的能力，在項目完成的過程中，讓學生運用知識來解決各類問題。在應用知識的過程中，學生會發(fā)現(xiàn)自己理解知識與能夠運用知識之間的差距。這種感受會刺激他們重溫課程內容，從而加強對知識的領會。（4）發(fā)展解決問題的能力，由于難以預測未來實際工作中問題的特征，必須把注意力放在提升發(fā)現(xiàn)、框定、分析和解決的技能方面。（5）發(fā)展自我學習的能力，由于知識的不斷更新。種種問題的不斷變化，作為將來電子領域從事工作的工程師，需要一系列技能。

3 教師講授分析

本課程主要是要讓學生通過完成項目來學習知識，但并沒有因此而忽略教師的講授。教師的講授也是必不可少的一個階段，1～9周為理論課時間，教師不必再像上理論課那樣面面俱到，只需要講授本課程的關鍵點。如：選擇講解內部結構、用匯編語言進行編程、接口總線、地址譯碼、定時計數(shù)和中斷等，學習者具備一定的基礎知識。這里的講授和傳統(tǒng)的講授有很大的區(qū)別，所講知識都是在設計項目中要用到的，同時對設計、選擇的項目做一個大體的介紹，以便學生根據(jù)自己的興趣愛好和實際情況選擇適合自己的項目進行學習。

4 項目分析

在單片機技術及其應用課程中，項目是促進教師和學習者開展教學過程的真實性任務。它貫穿于整個教學過程中，項目主要通過某一真實性的學習任務設計，凝練相關學科的知識技能，將理論知識和實踐知識聯(lián)系起來，作為一種開展整個教學過程的驅動力。項目的選擇或設計在基于項目的學習中至關重要，本課程設計的項目具有如下特征：（1）與電子領域的知識具有相關性，反映了工程師在企業(yè)解決問題中的實踐活動，對于學習者來說具有一定的意義和代表性，這些項目能使學生在經(jīng)驗世界中產(chǎn)生共鳴，使學習者具備一定的主人翁意識及自主意識，并切實感受到項目學習的目的與意義、挑戰(zhàn)性與趣味性。（2）課程設置的項目的解決方案可以呈現(xiàn)多樣性，允許不同的觀點、思路從每個側面審視問題，沒有唯一正確的解決途徑及答案。（3）課程設置的項目是一個整體的、較復雜的研究任務，并且是跨學科領域的、整合的。項目具備一定的復雜度及開放性。在學習者教育水平上具備一定的類似專業(yè)任務的復雜性，具有一定的融合力、整合力。（4）有延續(xù)性的學習時間和協(xié)作學習的機會。這些項目在完成后，學習者還可以在后續(xù)學習中繼續(xù)開發(fā)，學習者在項目的開發(fā)過程中，通過團隊合作、建構性協(xié)作等形成一個項目學習共同體，在這個共同體中，通過智慧的分布與共享、認知沖突與整合、思維外顯與精致化達到共識、技能的社會性構建。

5 學習環(huán)境分析

在單片機技術及其應用課程中，教師需要為學生創(chuàng)設真實的學習環(huán)境，為支持學生完成項目，還必須為學生提供教學資料和學習資源，資源分三類：（1）本地資源：教師在項目實施之前將學生需要的部分資料收集整理好，集中本地局域網(wǎng)上，供學生參考使用。（2）遠程資源：教師在本地局域網(wǎng)上超鏈接到Internet，學生通過超鏈接可以找到需要的資料。（3）泛資源：指學生自己運用雅虎、新浪、百度等搜索引擎直接上網(wǎng)搜集資料。

在單片機技術及其應用課程中主要采用的是第一類和第三類資源，老師將課程相關的資料放到網(wǎng)絡上供學生使用，學生自己通過搜索引擎在網(wǎng)絡查找相關資料，以便于對項目的設計方案進行選擇、論證和設計。

6 實施原則分析

在單片機技術及其應用課程中，需要注意交互性原則，教師要促使學生與組員交互、與計算機媒體交互、與其他組成員交互、與教師交互。師生之間、學生之間通過網(wǎng)絡媒介和面對面的雙重交互途徑，進行認知、情感、價值觀等多方面多層次的人際交流和相互作用過程，從而激發(fā)學生參與活動的熱情，自由發(fā)表見解，從而更好完成學習任務。以學生為中心的基于項目的學習模式，為學生創(chuàng)設了輕松的學習環(huán)境，激發(fā)了學生的學習興趣，有利于學生潛能的發(fā)揮，讓學生有更多的機會主動學習，同時教師的主導作用體現(xiàn)出來，教師是教學活動的組織者、學習情境的創(chuàng)設者、學生實驗過程的指導者和意義構建的幫助者，積極引導學生展開思維，“導”要科學，“導”要及時。

7 評價分析

單片機技術及其應用課程的評價是一種基于學習者學習、實踐過程的評價，基于對學習過程與結果的雙重關注。體現(xiàn)一種“真實性”的特征。理論知識的掌握情況以試卷筆試的方式進行，學生課程設計的作品重視作品的分析，以學生完成的“可存儲電子琴”為例，會分析系統(tǒng)運行情況、系統(tǒng)功能及指標完成情況、項目報告內容分析、硬件電路設計分析、代碼分析等，系統(tǒng)運行情況的分析結果考查學生的硬件設計能力、代碼編寫能力和產(chǎn)品測試能力；系統(tǒng)功能及指標完成情況的分析考查學生的項目分析、軟件開發(fā)能力和硬件開發(fā)能力；項目報告的分析考查學生的系統(tǒng)分析設計能力；硬件電路設計分析考查學生的硬件設計能力、團隊協(xié)作能力和創(chuàng)新能力；代碼分析考查學生的軟件開發(fā)能力、團隊協(xié)作能力和代碼規(guī)范運用能力。

8 總結

對基于項目的學習模式在單片機課程中的應用以訪談的形式進行了改革效果的調查與分析。教師普遍反映學生通過學習完成項目后，可以明顯看到各方面的實踐能力的變化，比如：熟悉了電子產(chǎn)品的開發(fā)流程，學會使用了相關軟件，提高了學生對電子元器件的選擇和焊接能力。具備了一定的自學能力和解決問題的能力，團隊精神有所加強，對技術的發(fā)展有了更全面的認識，獲取資源能力。解決問題能力、合作意識得到增強或發(fā)展，在學習中顯得更有主見，更有價值感和自信心。學生普遍反映基于項目的學習重視理論知識與實踐知識的有機融合，把所學理論知識當作解決問題的工具，并且在實踐中深化理論知識的學習。比如：有學生認為，以前知識學習理論知識，現(xiàn)在是理論與實踐相結合。以前覺得有些問題比較簡單，做起來才發(fā)現(xiàn)不是那么回事。還有學生認為，以前總覺得學習很枯燥，而基于項目的學習的學習方式很有趣。有的學生說，以前對書本上的一些知識點不重視，通過實踐動手做項目后，才發(fā)現(xiàn)它的重要性?？傊?，通過對學生的訪談調查，基于項目的學習模式在本課程中取得了非常好的效果。

參考文獻

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