基于“項目驅(qū)動”的單片機課程教學改革

論文從單片機在教學中的地位入手，針對目前職業(yè)教育的傳統(tǒng)教學中存在的問題進行了分析，在此基礎(chǔ)上介紹了“項目驅(qū)動”教學這一改革方法。本文主要介紹了“項目驅(qū)動”的特點、具體的實施辦法，通過“項目”引導、啟發(fā)學生思維，提高學生學習的積極性，并培養(yǎng)學生獨立思考的能力，通過完成具體的“項目”來培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新意識。

隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展和超大規(guī)模集成電路設(shè)計以及制造工藝的進一步提高， 單片機技術(shù)得到了迅速發(fā)展。單片機已經(jīng)深深地滲入我們的日常生活的各個領(lǐng)域，單片機這門課程作為控制專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程，具有十分突出的核心作用。為了提高職業(yè)學校學生學習的效率及快速適應工作崗位的要求，克服傳統(tǒng)教學模式側(cè)重于理論教學、過于抽象，實踐教學不足的問題。故此提出基于“項目驅(qū)動”的單片機類課程教學改革。項目驅(qū)動式教學法是一種是通過“項目”的形式進行教學，使教學更具有吸引力、有實用價值，并擴展到教書、育人相結(jié)合。通過探討項目教學法在一體化教學中的具體做法，為以注重技能訓練和實訓操作的教育體制提供了一種新型教學方法和教學思路，也為職業(yè)學校學生更好的和行業(yè)接軌提供了一定的實習鍛煉機會，既促進了教師的實踐教學能力，使教書不光會傳授書本知識，同時也根據(jù)相關(guān)項目教學督促教學相長，提高教師的工程實踐能力。

一、傳統(tǒng)教學的不足

《單片機原理及應用》這門課程，我們按傳統(tǒng)的學科教學法是以大綱為基準， 以教材為基礎(chǔ)， 以教師為主體。 教師講， 學生聽為主要教學方式， 以教材章節(jié)順序為教學進程， 先講單片機概論、硬件；再講指令、語句、流程圖， 最后舉一些開發(fā)應用實例。開始的時候?qū)W生聽得可能很認真，但是由于這門課程是一門專業(yè)課，前面所涉及到很多的前序課程。由于前面的理論知識很抽象，這就導致越學越糊涂，最后失去了學習的興趣。如何設(shè)計教學方法，激發(fā)學生的學習興趣，真正理解和掌握單片機技術(shù)，是目前單片機教學中急需解決的問題。

《單片機原理及應用》本身就是一門實踐性很強的課程，如果僅僅側(cè)重于理論教學，學生實踐能力太弱，就如同跛子走路，今后學生在工作崗位上碰到實際問題，就會感到束手無策。

為了克服以上弊端，在此，我們引入“項目驅(qū)動” 化教學方式。

二、“項目驅(qū)動” 教學法的特點

（一）在教學內(nèi)容上：

不再用以前的以“知識點”為線索的方式，而是根據(jù)學生的接受能力及信息時代的需求，改用以“項目”為線索，以“子項目”為模塊，精心組織教學內(nèi)容，使其符合學生的認知特點，特別是強調(diào)所學知識要與時代同步。

（二）在教學方法上：

強調(diào)學生的自主學習和探索，強調(diào)培養(yǎng)學生的自學能力。在教學過程中根據(jù)“項目”的需求來學習，同時根據(jù)學生的好奇心重的特點，積極引導學生，使學生轉(zhuǎn)變學習方法，由被動學習轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W習，改變學生傳統(tǒng)的學習觀，由“學會”到“會學”，這也是高校教學的主要任務(wù)，高校教學不能是傳統(tǒng)的填鴨式教學，必須是教會學生自主學習。

（三）在能力培養(yǎng)上：

著重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和合作意識，學生在完成“項目”的過程中，會積極地去思考、探索。每個人的思路、想法不盡相同，老師可引導他們進行討論和交流，并適當?shù)亟o予點評和鼓勵，使他們相互取長補短，既調(diào)動學生的積極性，又培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新精神和合作意識。

所以，“項目教學法”是一種以學生自主學習、教師加以引導的一種教學方法，它打破了傳統(tǒng)的教師按照書本傳授系統(tǒng)的理論知識的教學方式，而是以完成一個“項目”作為驅(qū)動來進行教學，完成教學任務(wù)。在完成“項目”的過程中，又培養(yǎng)了學生的自學能力、創(chuàng)新精神和合作意識。

三、“項目驅(qū)動” 教學法的實施

以項目為引導，以案例為載體，本著不僅向?qū)W生傳授知識， 更重要的是教會學生學習的方法， 培養(yǎng)學生的知識處理、知識轉(zhuǎn)換能力和分析問題、解決問題能力及創(chuàng)新能力。這樣就對“項目”設(shè)計有較為嚴格的要求。

（一）“項目”設(shè)計要有層次性：

從教學內(nèi)容上來看，老師要精心設(shè)計好每一個“項目”。因為“項目教學法”是要讓學生在完成“項目”的同時，掌握知識?！绊椖俊敝苯佑绊懡虒W效果，因此“項目”的設(shè)計至關(guān)重要。

在設(shè)計“項目”時，要注意學生的特點與知識接受能力的差異，充分考慮學生的現(xiàn)有基礎(chǔ)、認知能力和興趣等。在設(shè)計的過程中，要始終從學生的角度考慮，根據(jù)學生的實際水平來設(shè)計每一個模塊，針對不同層次的學生來設(shè)計不同層次的練習，也就是說“項目”要有層次性。從最簡單的模塊入手到最后能解決實際問題。通過這樣的設(shè)計，大大激發(fā)了學生的興趣和想象力，利于實施“區(qū)別化教學”，這一章節(jié)的學習任務(wù)也就輕松完成。

（二）“項目”設(shè)計要有鏈接性：

“項目驅(qū)動”教學的同時，將課程設(shè)計也緊密融合到教學中來，在課程設(shè)計中根據(jù)“項目”的特點，布置課程任務(wù)，啟發(fā)學生思維，完善課程設(shè)計。從知識聯(lián)系的角度看，課程內(nèi)容是相互聯(lián)系的，教師要幫助學生理清其中的邏輯聯(lián)系。為有利于學生做到前后知識的聯(lián)系，在設(shè)計“項目”時，應適當添加一些與該“項目”有關(guān)的、以前已完成的“子項目”，以幫助學生在學習新知識的同時，及時復習已學過知識。比如我們的擴展模塊和綜合模塊就可以利用基礎(chǔ)模塊來完成，不再簡單重復。這樣可以培養(yǎng)學生發(fā)散思維和知識的前后貫通性。

（三）“項目”設(shè)計要有可行性：

與“項目”在實驗上根據(jù)單片機課程的特點，將實驗教學內(nèi)容分為基礎(chǔ)實驗、基本接口實驗、具體制作實驗三個部分。基礎(chǔ)實驗主要有硬件的認知、指令系統(tǒng)實驗、匯編語言程序設(shè)計實驗。基本接口實驗包括硬件接線與軟件編程兩部分。學生在進行實驗時，首先要根據(jù)實驗任務(wù)完成硬件設(shè)計、設(shè)計主體電路，然后編寫程序，調(diào)試，最后用proteus、Multisim2000等軟件進行仿真。具體制作實驗主要通過protel軟件完成印刷電路板的繪制，根據(jù)原理圖焊接電路板，之后測試結(jié)果，最后和項目要求對比，進一步修訂。

（四）“項目”設(shè)計要有參與性：

從能力培養(yǎng)的角度看，教師要注重調(diào)動學生的積極性，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和合作意識。在教學過程中，要引導學生積極參與，以此來提高學生上課時的注意力，從而提高學習效率。每個“項目”讓學生積極參與進來后，學生就比較容易掌握難點，上課也不易走神，取得了良好的教學效果。通過參與把相關(guān)的知識和技能有機的融合到項目中去。

綜上，我們提出具體步驟如下：

1.提出任務(wù)（目標）：提出本次課要解決的一個具體的工作任務(wù)和要求。

2.分析任務(wù)（特點）：分析解決本任務(wù)的方法及步驟，進行系統(tǒng)方案設(shè)計。

3.掌握相關(guān)知識：講解實現(xiàn)本任務(wù)所必需的支撐知識。

4.實施方案的確定：根據(jù)要求設(shè)計方案，選出最優(yōu)方案。繪制電路圖，編寫與之對應的程序，進行仿真、調(diào)試。如果結(jié)果和初步設(shè)計的一致，就可以購買元器件，依據(jù)電路原理圖制作電路板、焊接電路板，調(diào)試電路板。最后，與項目的要求對比，進一步對自己的系統(tǒng)進行優(yōu)化，達到更好的效果。

比如在講匯編語言程序設(shè)計時， 可以通過一個項目提出問題。設(shè)計程序控制LED小燈的亮與滅。通過大約4個學時左右理論教學，然后讓學生從軟件和硬件兩個方面去查閱資料。軟件方面可以比較哪個程序所用的語句最少，編程最簡單；硬件方面看誰的結(jié)構(gòu)簡單，成本最低，然后選擇出一個最佳的軟硬件方案自行制作。學生從查閱資料到制作都自行完成，老師只是起到指導和答疑的作用。從傳統(tǒng)的老師教會轉(zhuǎn)變成現(xiàn)在的學生自己學會的轉(zhuǎn)變，大大提高學生學習的主動性。

四、“項目驅(qū)動”教學與課程設(shè)計、實驗、實訓之間的關(guān)系

實際教學中，“項目教學”全部以實際工程應用中的典型技術(shù)為背景，以典型電路為載體進行，實現(xiàn)理論教學、課程設(shè)計、實踐教學及實際教學緊密融合。 “項目驅(qū)動”教學主要根據(jù)項目的要求，講解項目的思路，基本硬件結(jié)構(gòu)，指令系統(tǒng)及程序設(shè)計，結(jié)合實驗教學，在試驗箱上進行項目的驗證和仿真，使學生達到對單片機基本知識和基本技能的理解、掌握和應用。課程設(shè)計（實訓）先讓學生自己完成一些基本模塊和擴展的設(shè)計和制作。然后根據(jù)教師給出實際生產(chǎn)生活中的準工程應用題目，讓學生自己提出解決方案，進行必須的論證和參數(shù)計算，繪制相應的原理圖等，列出元件清單，焊接電路板及調(diào)試電路板。通過設(shè)計主要讓學生熟練使用單片機系統(tǒng)的開發(fā)過程，為以后在工作崗位上的靈活運用奠定堅實的基礎(chǔ)。

五、“項目驅(qū)動” 教學法的考核

在考核環(huán)節(jié)上，主要通過三方面成績來確定學生最后的成績。這三方面主要包括期末筆試部分，平時實驗部分和實踐創(chuàng)新部分。其中期末筆試部分占總成績的30%，試驗成績占30%，實踐創(chuàng)新成績占40%。其中實踐創(chuàng)新主要是指，在學習的過程中針對于每一章節(jié)所提出的項目完成情況的評定。比如我們在講中斷系統(tǒng)的時候，引入一個項目“交通燈的控制”。學生可以分組自行制作。根據(jù)學生的完成的情況給出一定的分值，然后將每一章的分值乘以系數(shù)合成總分值。這樣可以對學生的成績有一個綜合分值。這樣學生在準備考試時會將精力投入到實際應用中去， 而非死記硬背一些枯燥難記的指令和書本知識，更有利于對學生知識應用能力及知識轉(zhuǎn)換能力和分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)和考察。

職業(yè)教育主要培養(yǎng)動手能力強、快速適應工作崗位的一線技術(shù)人才。而項目教學法正是符合這一要求，主張先練后講，先學后教，強調(diào)學生的自主學習，主動參與，從嘗試入手，從最基本的電路搭建練習開始，從必要的軟件學習開始，調(diào)動學生學習的主動性、創(chuàng)造性、積極性等，在教師的指導下，學生自己去尋找多種解題思路，進行電路的優(yōu)化設(shè)計比較，再到實際中的經(jīng)濟化計算，尋找最佳的一種路徑，并進行展示和自我評價，他們在這個過程中鍛煉各種能力。特別是“單片機”教學，設(shè)計思路靈活、方法多樣，不同的設(shè)計思路，后續(xù)的一切工作皆有很大的差異，這樣既鍛煉了學生的自己負責到底的責任心和繼續(xù)進行下去的好奇心，這一教學思路也正是職業(yè)教育的特點。

項目化教學可以幫助教師實施整體教學，推動教研教改及課程設(shè)置改革，從而不斷提高教學質(zhì)量。以培養(yǎng)與實際接軌的人才為向?qū)?，來進一步驅(qū)動項目教學的順利進行。

（作者單位：1西京學院2中鐵二十一局四公司）