單片機(jī)技術(shù)課程中項(xiàng)目教學(xué)法的應(yīng)用案例

賈 飛

(黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 黃岡 438002)

單片機(jī)技術(shù)課程中項(xiàng)目教學(xué)法的應(yīng)用案例

賈 飛

(黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 黃岡 438002)

在單片機(jī)技術(shù)課程教學(xué)過(guò)程中，改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，引用項(xiàng)目教學(xué)法來(lái)完成單片機(jī)技術(shù)教學(xué)，既能夠有效地激發(fā)學(xué)生對(duì)單片機(jī)的興趣，同時(shí)能夠培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力、溝通能力和分析解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)水平，提升綜合競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。

單片機(jī)；學(xué)生；項(xiàng)目教學(xué)法

引言

工科專(zhuān)業(yè)的課程，往往都是以實(shí)踐為基礎(chǔ)的課程，單片機(jī)就是一門(mén)綜合性的課程，需要綜合理論和實(shí)踐，才能夠完成單片機(jī)的學(xué)習(xí)。要將理論與實(shí)踐相結(jié)合，可以使用項(xiàng)目教學(xué)法，由教師給同學(xué)們選擇合適的項(xiàng)目，并根據(jù)項(xiàng)目的內(nèi)容布置任務(wù)，同學(xué)們通過(guò)完成任務(wù)來(lái)逐漸完成項(xiàng)目，最終展示項(xiàng)目的成果。所以項(xiàng)目教學(xué)法，就是要同學(xué)們通過(guò)自己動(dòng)手實(shí)踐來(lái)學(xué)習(xí)知識(shí)，這是項(xiàng)目教學(xué)法的一個(gè)非常顯著的特點(diǎn)。通過(guò)實(shí)踐，學(xué)生才能夠掌握單片機(jī)的知識(shí)，學(xué)到操作技能，同時(shí)能夠比較有效地提升其自主學(xué)習(xí)能力和合作意識(shí)、協(xié)調(diào)能力等，提升自身職業(yè)素養(yǎng)，使得綜合實(shí)力得到提升。

單片機(jī)的應(yīng)用非常廣泛，很多電子產(chǎn)品和機(jī)械產(chǎn)品中，都需要使用單片機(jī)來(lái)幫助實(shí)現(xiàn)功能，所以對(duì)單片機(jī)的應(yīng)用，能夠使得自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更多的性能，也能夠更新它的設(shè)計(jì)思路，使得自動(dòng)控制系統(tǒng)及微控制技術(shù)獲得更加廣闊的發(fā)展前景。但是單片機(jī)課程本身是一門(mén)比較難懂的課程，在傳統(tǒng)的單片機(jī)課堂中，很多學(xué)生難以理解這門(mén)課程的內(nèi)容，學(xué)習(xí)難度比較大，容易對(duì)其失去興趣。這門(mén)課程中還包含很多編程內(nèi)容，使得學(xué)生更加難以理解和掌握。尤其是高職院校的學(xué)生，本身學(xué)習(xí)基礎(chǔ)比較差，面對(duì)這門(mén)課程會(huì)感到學(xué)習(xí)難度很大。單片機(jī)課程的抽象性，給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來(lái)很大的阻礙，致使單片機(jī)的教學(xué)效果很難達(dá)到預(yù)期。對(duì)單片機(jī)的學(xué)習(xí)不應(yīng)該停留在理論階段，而是應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)踐，幫助同學(xué)們?nèi)跁?huì)貫通，真正掌握單片機(jī)知識(shí)和技術(shù)[1]。

1 傳統(tǒng)單片機(jī)教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題

1.1 課程內(nèi)容缺乏連貫性

對(duì)于知識(shí)的學(xué)習(xí)，應(yīng)當(dāng)形成一個(gè)比較完整的知識(shí)體系和結(jié)構(gòu)，能夠幫助學(xué)生理解課程內(nèi)容。當(dāng)前使用傳統(tǒng)的方式對(duì)單片機(jī)進(jìn)行教學(xué)，是由教師在課堂上傳授單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，包括定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等，這些都屬于單片機(jī)編程的一部分，需要同學(xué)們掌握。但是教師的講解，同學(xué)們很難將多個(gè)教學(xué)板塊聯(lián)系起來(lái)，無(wú)法連接成為一個(gè)知識(shí)體系，這就容易造成對(duì)單片機(jī)這門(mén)課程缺乏系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，導(dǎo)致單片機(jī)學(xué)習(xí)效果不好。

1.2 授課方式枯燥

當(dāng)前傳統(tǒng)的單片機(jī)授課方式，就是教師講授的方式，同學(xué)們完全處于被動(dòng)接受知識(shí)的狀態(tài)，再加上課程本身比較枯燥難懂，這樣的授課方式很難吸引學(xué)生的注意力，無(wú)法培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，還可能讓學(xué)生產(chǎn)生抗拒的心理。單片機(jī)在應(yīng)用過(guò)程中，不乏編程內(nèi)容，這樣的授課方式會(huì)讓學(xué)生缺乏自主鍛煉的機(jī)會(huì)，無(wú)法真正掌握單片機(jī)知識(shí)和技能。

1.3 缺乏理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的銜接

將理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)聯(lián)系起來(lái)，才能夠使得同學(xué)們?cè)趯?shí)踐中理解理論知識(shí)，在學(xué)習(xí)理論知識(shí)時(shí)聯(lián)系實(shí)踐，融會(huì)貫通。但是當(dāng)前使用傳統(tǒng)的教學(xué)方式完成單片機(jī)的教學(xué)，往往會(huì)忽視理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的銜接，而實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容也缺乏針對(duì)性。可能有一些高職院校在單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，使用單片機(jī)開(kāi)發(fā)試驗(yàn)箱，來(lái)讓同學(xué)們做實(shí)驗(yàn)鍛煉實(shí)踐能力，但是這些實(shí)驗(yàn)大多是驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們?cè)诂F(xiàn)有的硬件基礎(chǔ)上按照?qǐng)D示完成線路圖的連接。這個(gè)過(guò)程缺乏硬件設(shè)計(jì)的過(guò)程，以致學(xué)生即使參與了單片機(jī)的實(shí)踐教學(xué)，也不能夠掌握單片機(jī)的實(shí)際使用和硬件設(shè)計(jì)方式，難以真正掌握單片機(jī)這門(mén)課程[2]。

2 項(xiàng)目教學(xué)法概述

項(xiàng)目教學(xué)法是一種比較新型的教學(xué)方式，改變了傳統(tǒng)課堂上教師向?qū)W生傳輸知識(shí)的模式，它是教師對(duì)學(xué)生起引導(dǎo)作用，引導(dǎo)學(xué)生完成一個(gè)比較完整的項(xiàng)目，讓學(xué)生能夠在完成項(xiàng)目的過(guò)程中，將理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)相結(jié)合，幫助學(xué)生掌握理論知識(shí)和實(shí)踐技能，能夠讓學(xué)生在完成項(xiàng)目的過(guò)程中，了解問(wèn)題的解決思路，同時(shí)使學(xué)生的合作精神和意識(shí)得到提升，提升其綜合能力。在單片機(jī)技術(shù)課程的教學(xué)過(guò)程中使用項(xiàng)目教學(xué)法，就是將教學(xué)內(nèi)容劃分為多個(gè)項(xiàng)目，然后由教師將這些項(xiàng)目布置給學(xué)生，同時(shí)給學(xué)生布置需要完成的任務(wù)。學(xué)生根據(jù)項(xiàng)目的要求來(lái)進(jìn)行實(shí)踐，以完成項(xiàng)目的功能。在完成項(xiàng)目的過(guò)程中，并非所有的知識(shí)都是已經(jīng)學(xué)過(guò)的，學(xué)生自己需要通過(guò)查閱資料、自學(xué)等來(lái)完成項(xiàng)目，幫助提升自主學(xué)習(xí)能力。最終由學(xué)生實(shí)現(xiàn)單片機(jī)硬件電路的設(shè)計(jì)以及調(diào)試等，并使整個(gè)系統(tǒng)無(wú)故障運(yùn)行。

對(duì)于項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)規(guī)避傳統(tǒng)單片機(jī)教學(xué)方法的缺點(diǎn)，比如在實(shí)踐教學(xué)中，引入硬件電路的設(shè)計(jì)和制作，以此作為一個(gè)項(xiàng)目讓學(xué)生完成。其目的在于將課程和單片機(jī)項(xiàng)目聯(lián)系起來(lái)，學(xué)生在完成項(xiàng)目的過(guò)程中，對(duì)自己需要的資料和信息進(jìn)行收集整理，還要完成方案的設(shè)計(jì)以及逐步實(shí)施項(xiàng)目。引入項(xiàng)目教學(xué)法，不僅僅是為了讓學(xué)生能夠掌握單片機(jī)知識(shí)，還在于實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)法的過(guò)程中，幫助學(xué)生提升自己的綜合素質(zhì)和能力。所以在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮這一點(diǎn)，比如增加合作項(xiàng)目、設(shè)立拔高項(xiàng)目等，幫助學(xué)生提升合作能力和探究意識(shí)等。同時(shí)，項(xiàng)目應(yīng)當(dāng)選擇真實(shí)生產(chǎn)中的項(xiàng)目，讓學(xué)生完成項(xiàng)目的過(guò)程中，能夠接觸到真實(shí)的操作場(chǎng)景。

在選擇項(xiàng)目的過(guò)程中，也應(yīng)當(dāng)更加慎重和認(rèn)真。項(xiàng)目教學(xué)法的重點(diǎn)，就在于項(xiàng)目的選擇，項(xiàng)目選擇的水平，將直接影響到項(xiàng)目教學(xué)的效果，教師應(yīng)當(dāng)在完成項(xiàng)目的過(guò)程中，給予有效的指導(dǎo)。對(duì)于項(xiàng)目的選擇，應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)。其一，需要以單片機(jī)課程的教學(xué)內(nèi)容為主線，選擇與教學(xué)內(nèi)容相近的項(xiàng)目，方便學(xué)生對(duì)已經(jīng)學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行鞏固和拓展。其二，遵循由易到難的原則，讓學(xué)生的項(xiàng)目實(shí)踐能夠循序漸進(jìn)，避免由于項(xiàng)目過(guò)于簡(jiǎn)單，而讓學(xué)生沒(méi)有實(shí)踐的興趣，也要避免由于項(xiàng)目過(guò)難，致使學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)單片機(jī)失去信心。比如可以在項(xiàng)目進(jìn)行的初期，選擇一些簡(jiǎn)單的程序讓學(xué)生完成編程，而中期就可以讓學(xué)生完成對(duì)電路的控制，后期可以讓學(xué)生完成一些綜合性的項(xiàng)目，讓學(xué)生能夠參與設(shè)計(jì)。注意這些項(xiàng)目選擇的原則，要選擇比較適合學(xué)生的項(xiàng)目，幫助學(xué)生通過(guò)項(xiàng)目教學(xué)法來(lái)提升個(gè)人綜合能力。

3 項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)施和應(yīng)用

3.1 展示教師項(xiàng)目作品

在給同學(xué)們布置任務(wù)之前，教師應(yīng)當(dāng)將所有的項(xiàng)目完成，發(fā)現(xiàn)每一個(gè)項(xiàng)目在完成過(guò)程中的難點(diǎn)和容易出錯(cuò)的地方，然后將項(xiàng)目的最終形態(tài)展示給學(xué)生，讓同學(xué)們能夠?qū)?xiàng)目的最終目標(biāo)，具有比較清晰的認(rèn)識(shí)，能夠確定實(shí)施項(xiàng)目的方向。教師在完成項(xiàng)目過(guò)程中熟悉了項(xiàng)目，了解項(xiàng)目中需要使用的工具和知識(shí)技術(shù)，可以將這些知識(shí)提前傳授給學(xué)生，使學(xué)生更加順利地完成項(xiàng)目[3]。

3.2 布置項(xiàng)目及其任務(wù)

項(xiàng)目教學(xué)法，一般而言，是為了培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)能力，因此一般選擇團(tuán)隊(duì)合作的方式，來(lái)鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和交流能力。讓學(xué)生3-4人為一組，并由學(xué)生自己推選小組長(zhǎng)，由組長(zhǎng)負(fù)責(zé)每一組任務(wù)的分配。每一個(gè)小組都負(fù)責(zé)一個(gè)項(xiàng)目，而項(xiàng)目任務(wù)分為三個(gè)難度，分別是基本任務(wù)、一般任務(wù)和拓展任務(wù)。所有小組都應(yīng)當(dāng)完成基本任務(wù)和一般任務(wù)，可以選擇是否完成拓展任務(wù)。

3.3 實(shí)施項(xiàng)目任務(wù)

學(xué)生在完成項(xiàng)目之前，應(yīng)當(dāng)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行整體的分析，分析應(yīng)當(dāng)使用哪些基本知識(shí)，然后查閱相關(guān)的資料，以獲取完成任務(wù)的知識(shí)。小組成員在真正實(shí)施項(xiàng)目任務(wù)之前，需要開(kāi)會(huì)討論分工以及如何實(shí)施這些任務(wù)，確定思路和方向；可以共同完成電路原理圖的設(shè)計(jì)，并設(shè)計(jì)程序流程圖；之后教師根據(jù)電路原理圖和程序流程圖來(lái)判斷是否可行，并給予指導(dǎo)。然后小組就可以分工合作，來(lái)完成電路并編寫(xiě)程序，進(jìn)行項(xiàng)目的調(diào)試并書(shū)寫(xiě)報(bào)告。如果在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，小組內(nèi)部應(yīng)當(dāng)積極討論，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題原因并解決問(wèn)題，直到完成項(xiàng)目任務(wù)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的功能。比如一個(gè)小組實(shí)施的項(xiàng)目，是實(shí)現(xiàn)彩燈電路的循環(huán)，小組可以首先將這個(gè)項(xiàng)目拆分為四個(gè)子項(xiàng)目，分別是將發(fā)光二極管點(diǎn)亮、實(shí)現(xiàn)發(fā)光二極管的閃爍、使用單片機(jī)對(duì)發(fā)光二極管進(jìn)行控制、實(shí)現(xiàn)流水燈效果。小組可以選擇共同完成每一個(gè)子項(xiàng)目，也可以將子項(xiàng)目分別分配給不同的成員，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試等多個(gè)步驟，完成項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。在這個(gè)過(guò)程中，可以讓學(xué)生自己收集資料信息、對(duì)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)、完成電路，這利于學(xué)生掌握單片機(jī)的原理和運(yùn)用，提升他們的合作能力和動(dòng)手能力等。

3.4 展示學(xué)生項(xiàng)目成果

學(xué)生在通過(guò)分工配合完成項(xiàng)目、實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目功能之后，需要在課堂上，對(duì)小組的項(xiàng)目成果進(jìn)行展示。首先使用PPT的形式，給大家講解項(xiàng)目需要實(shí)現(xiàn)的功能、項(xiàng)目的設(shè)計(jì)目標(biāo)、項(xiàng)目設(shè)計(jì)思路，以及項(xiàng)目中需要使用的知識(shí)等。然后展示在設(shè)計(jì)過(guò)程中硬件電路的設(shè)計(jì)以及程序的設(shè)計(jì)，在實(shí)施項(xiàng)目過(guò)程中遇到的問(wèn)題及其解決辦法。之后將項(xiàng)目作品展示給大家，并進(jìn)行演示。

3.5 對(duì)項(xiàng)目成果進(jìn)行評(píng)價(jià)

在項(xiàng)目成果展示之后，可以先開(kāi)展學(xué)生之間的相互批評(píng)和自我批評(píng)，發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中的問(wèn)題，比如合作不積極、項(xiàng)目功能不完善等，大家相互借鑒，從而在下一次項(xiàng)目教學(xué)法過(guò)程中，能夠克服這一次的問(wèn)題，達(dá)到更好的項(xiàng)目教學(xué)效果。然后由教師對(duì)每一組學(xué)生的項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程及成果進(jìn)行評(píng)價(jià)，按照一定的比重，來(lái)對(duì)項(xiàng)目實(shí)施的各項(xiàng)過(guò)程及結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，比如項(xiàng)目成果總體占40 %，項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程評(píng)價(jià)占60 %，將其進(jìn)行細(xì)化，就是要求項(xiàng)目基本任務(wù)占10 %，一般任務(wù)占20 %，拓展任務(wù)占10 %，根據(jù)任務(wù)的完成程度以及功能的實(shí)現(xiàn)是否完善來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。而項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程，可以分為設(shè)計(jì)方案、項(xiàng)目總結(jié)報(bào)告以及平時(shí)的綜合表現(xiàn)等，分別占10 %、10 %和40 %。其中，對(duì)學(xué)生綜合表現(xiàn)的評(píng)價(jià)，需要參照學(xué)生在任務(wù)實(shí)施過(guò)程中的積極程度、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力、是否積極與小組成員配合等，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。比如在流水燈設(shè)計(jì)中，如果有學(xué)生不服從組長(zhǎng)的安排，不與其他小組成員進(jìn)行配合，在綜合表現(xiàn)評(píng)價(jià)中就要體現(xiàn)出來(lái)。如果有學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力比較強(qiáng)，在小組中發(fā)揮了非常重要的作用，那么在綜合評(píng)價(jià)中就比其他學(xué)生分?jǐn)?shù)高。這樣體現(xiàn)出每一個(gè)學(xué)生的實(shí)際表現(xiàn)評(píng)分，讓學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)自己的優(yōu)勢(shì)和問(wèn)題，從而有方向、有針對(duì)性地提高自己的能力。

4 項(xiàng)目教學(xué)法能夠?qū)崿F(xiàn)的效果

4.1 能夠有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力

使用項(xiàng)目教學(xué)法，改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式，改變了以教師給學(xué)生灌輸知識(shí)為主的教學(xué)模式，可以使得學(xué)生在課堂中的參與度更高，尤其針對(duì)單片機(jī)技術(shù)這門(mén)技術(shù)性、實(shí)踐性很強(qiáng)的課程而言，項(xiàng)目教學(xué)法可以使學(xué)生加強(qiáng)在課堂和課下的動(dòng)手操作能力，真正參與到單片機(jī)技術(shù)的學(xué)習(xí)中，將理論知識(shí)和實(shí)踐技能相結(jié)合，提高學(xué)習(xí)單片機(jī)知識(shí)的積極性和興趣。而學(xué)生本身參與實(shí)踐完成項(xiàng)目，需要比較自主地搜集相關(guān)的資料并學(xué)習(xí)涉及到的知識(shí)，能夠有效地提升其自主學(xué)習(xí)能力，使單片機(jī)技術(shù)課程與電子專(zhuān)業(yè)的課程體系得到整合，從而幫助學(xué)生形成比較完整的知識(shí)體系。

4.2 有效地培養(yǎng)學(xué)生的溝通能力和合作意識(shí)

項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)施往往都是分組進(jìn)行，一般要求3-4人為一組，可以根據(jù)項(xiàng)目的難易程度來(lái)靈活控制。小組成員都會(huì)負(fù)責(zé)不同的子項(xiàng)目或是不同的工作，共同參與項(xiàng)目的實(shí)施，集思廣益，各自提出自己的想法和方案思路，大家商議之后制定一個(gè)思路，并根據(jù)這個(gè)思路編寫(xiě)程序、連接硬件等，同時(shí)針對(duì)項(xiàng)目中的問(wèn)題共同討論制定解決方案。所有的小組成員不僅需要發(fā)表自己的看法，也需要考慮他人的思路，加強(qiáng)溝通，從而有效地培養(yǎng)學(xué)生的交流和溝通的能力，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)意識(shí)。

4.3 能夠有效地培養(yǎng)學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力

在實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)法的過(guò)程中，同學(xué)們都需要根據(jù)項(xiàng)目的內(nèi)容來(lái)收集信息，自行設(shè)計(jì)方案和實(shí)現(xiàn)硬件電路，還需要根據(jù)項(xiàng)目功能編寫(xiě)程序，并進(jìn)行調(diào)試直到實(shí)現(xiàn)功能為止。在每一個(gè)環(huán)節(jié)中都有可能出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致項(xiàng)目無(wú)法繼續(xù)，這時(shí)學(xué)生就需要查閱資料等來(lái)分析問(wèn)題并解決問(wèn)題，從而有效地培養(yǎng)他們分析解決問(wèn)題的能力。

[1]李雪峰. 教學(xué)工廠理念在單片機(jī)項(xiàng)目教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 電子世界，2013(13)：41.

[2]胡敬朋. 單片機(jī)項(xiàng)目教學(xué)研究及實(shí)踐[J]. 電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2012(07)：43-44.

[3]張素琴. 論“產(chǎn)品導(dǎo)向、項(xiàng)目遞進(jìn)”式單片機(jī)項(xiàng)目教學(xué)中的項(xiàng)目設(shè)置和內(nèi)容設(shè)計(jì)[J]. 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2010(04)：21-22.

SingleChipMicrocomputerTechnologyProjectTeachingMethodintheCourseofApplication

JIA Fei

(Huanggang Polytechnic College, Huanggang, Hubei 438002)

In the course of single-chip microcomputer technology teaching process, the need to change the traditional way of teaching and the introduction of project-based teaching method to complete single-chip microcomputer technology teaching, can effectively stimulate students interest in SCM. At the same time it can cultivate the students' self-study ability, communication ability and analysis ability to solve problems, improve the comprehensive quality of students and promote comprehensive competitive power.

single chip microcomputer; students; project-based teaching

G712

A

1008-8156(2017)03-0075-03

2017-03-15

2017-05-10

賈 飛(1982-)，男，湖北黃岡人，講師，碩士。研究方向：電子信息專(zhuān)業(yè)教學(xué)。