基于項目化教學的轉(zhuǎn)型探索在單片機原理課程中的應用

謝宇希

摘要： 隨著教育部提出的中國高等教育將發(fā)生革命性的調(diào)整開始，以實踐應用為重點導向的地方本科院校項目化教學改革探索已成為地方本科院校教育課程改革的發(fā)展趨勢和重點。本文將從衡陽師范學院的單片機原理課程的教學改革實踐入手，構建一個基于實踐應用的本科課程項目化教學模式，并結(jié)合具體的教學案例從教學方法、教學內(nèi)容、教學考核評價等幾個關鍵環(huán)節(jié)進行闡述說明，實踐表明該教學模式的推進對學生應用能力的提升效果顯著。

Abstract： From Ministry of Education of the People's Republic of China proposed that the higher education in China would revolutionize the adjustment， the exploration of project teaching reform of the local undergraduate colleges which focus on practical application has become the development trend and focus of the education reform of local colleges. From the teaching reform practice of SCM course in Hengyang Normal University， this paper constructs a project-based teaching mode of undergraduate course based on practical application. Combined with specific teaching cases， the teaching methods， teaching content， teaching evaluation and other key aspects are described. Practice shows that the promotion of the teaching model can significantly improve the students' application ability.

關鍵詞： 教學模式；單片機；項目化

Key words： teaching mode；MCU；project

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）04-0168-02

0 引言

隨著教育部提出的地方本科院校在學校層面上，一是必須解放思想，更新觀念，加大轉(zhuǎn)型發(fā)展的改革力度；二是必須明確應用型的辦學定位后，以實踐應用為重點導向的地方本科院校項目化教學改革探索已成為地方本科院校教育課程改革的發(fā)展趨勢和重點。目前，地方本科院校也都在參考相關職業(yè)資格考試標準，對相關的專業(yè)教學課程進行改革探索，構建以實踐應用為導向，以典型范例任務為載體，以完成項目作業(yè)任務為課程目標的新型應用型本科教學模式，實現(xiàn)工學結(jié)合，從而從本質(zhì)上提高地方本科院校學生的實踐應用水平和解決實際問題的能力，滿足地方本科院校的發(fā)展需求。單片機原理是衡陽師范學院所開設的一門專業(yè)課程。作為專業(yè)課，如何實現(xiàn)工學結(jié)合？針對該校的該課程，我們進行了以實踐應用為重點導向的課程教學模式改革。我們希望通過本項目的研究，結(jié)合該校的具體情況，突出地方本科院校應用轉(zhuǎn)型的特點，構建出一個以實踐應用為導向的項目化教學改革模式。

1 傳統(tǒng)教學方法的缺陷分析

我們在平時的教學當中發(fā)現(xiàn)，采用傳統(tǒng)的授課式教學方式，存在以下若干不足：

第一，教學內(nèi)容不適用。傳統(tǒng)的單片機原理課程的教學內(nèi)容是以其內(nèi)部結(jié)構為主線，首先講述其硬件結(jié)構，接著對單片機系統(tǒng)的各種外圍器件以及擴展電路的應用進行介紹，然后分析其各種控制寄存器和對應的軟件驅(qū)動程序，最后講述各部分模塊程序開發(fā)實例，按照此類教學結(jié)構，通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，學生普遍感到掌握情況不是很理想。

第二，理論教學與實踐教學嚴重脫節(jié)。在傳統(tǒng)的單片機原理課程的教學中，長期以來理論教學與其實踐實驗課程都是分開進行的，學生在實際的學習過程中，理論知識與教學實踐存在時間上的斷層。

第三，教學方法手段單一。單片機理論課程教學基本上采用“黑板+PPT”的教學演示方式，這種教學方式直觀且授課信息量大，但由于整個理論教學過程中仍以教師為主體，學生總是處于被動接受的狀態(tài)，無法主動參與整個教學活動，沒能做到以學生為中心，以培養(yǎng)學生實踐應用技能為導向的教學宗旨。

第四，課程考核方式單一。單片機原理課程全校的考核方式統(tǒng)一采用筆試的方法，由于該課程本來是一門以實踐為基礎的課程，因此，筆試的考核方式無法具體考察每個學生的實踐應用能力，有點“紙上談兵”的意味。

最后，沒有做到因材施教。該院的招生生源主要來自湖南省的普通高中，但是其中也有一部分高職學生。因此，高中不同的教育模式導致其入學時的理論知識與應用水平參差不齊，很多高職學校在高中階段就已經(jīng)開設了單片機的初級入門課程，而普通高中則沒有開設，這種單片機水平基礎和側(cè)重點上的區(qū)別都對教師提出了在教學過程中要注重因材施教的要求。

加之單片機課程本身所固有的抽象性和傳統(tǒng)教學存在的諸多問題，使大多數(shù)學生在心理上對單片機這門課程產(chǎn)生了畏難情緒，以至于影響了他們學習的主動性和積極性，導致此類課程成為了“問題課程”，對學生后續(xù)的專業(yè)課學習產(chǎn)生了一系列的消極影響。

因此，對單片機原理課程進行教學改革探索是勢在必行的。

2 項目化教學改革實施方法

2.1 項目化教學思路

鑒于上述傳統(tǒng)的教學方法分析結(jié)果不能達到目前地方本科院校以實踐應用為重點導向的新型培養(yǎng)要求，也無法考察學生具體的實踐應用能力的掌握情況，而必須探索出一種新的教學方法來滿足其發(fā)展的新趨勢，因此項目化教學應運而生。所謂項目化教學，是指師生通過共同實施一個完整的“項目”工作而進行的一系列教學活動。其目的是將理論知識與實際應用緊密結(jié)合，通過項目實施來挖掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，培養(yǎng)和提高學生的職業(yè)素質(zhì)[2]。教學過程中采用具體的項目為應用主線，把單片機應用技術這門課程按典型的項目與任務對教學的具體內(nèi)容進行整合形成理論教學與實踐教學的無縫連接；采用項目化的結(jié)構對教學進行優(yōu)化，每個項目由一個或幾個任務組成；以PPT為演示平臺，結(jié)合Keil軟件、C51語言基礎、Proteus仿真軟件以及51單片機開發(fā)板實物進行課堂教學與演示。在整個教學的過程中，教師首先對相關的知識點進行講解，使用自行開發(fā)的課件進行教學內(nèi)容演示，然后對單片機典型項目進行分析，最后通過各個相應的子任務讓學生自己動手進行編程和實踐。

2.2 項目化教學設計內(nèi)容

①重新調(diào)整課程教學結(jié)構。基于項目化的教學思路模式，打破傳統(tǒng)專業(yè)學科課程以理論知識學習邏輯為主線的教學思維模式，針對學生的具體實際應用能力，以培養(yǎng)其日后實踐工作能力為主線，以任務項目為基準去進行教學內(nèi)容體系的整體改革設計。在進行單片機基礎課程項目化教學內(nèi)容設計時，我們不是局限于對單片機的架構和工作原理的講解，而是以真實的工作任務與項目作為對教學內(nèi)容進行整合的依據(jù)。

②制定以實踐應用為導向的項目化教學內(nèi)容，按照設計難度的梯度要求形成若干任務單元。以單片機功能模塊為單位，科學地設計多個涵蓋各個知識點的設計任務項目，將單片機專業(yè)課構建成7個具有代表性的典型項目，如下表1所示。在講解時將理論知識與實踐技能相結(jié)合，使學生能夠?qū)⒗碚搶W習與動手實踐進行“無縫連接”，以激發(fā)學生的學習動力；在學習中通過項目對學生的分析能力進行引導，培養(yǎng)學生解決相關問題的能力，讓學生在完成任務與項目的過程中，逐漸構建單片機基礎知識，提高單片機的應用編程實踐能力。在項目設計的過程中，對于學習能力較強的同學可以對每個相關的設計項目進行方法的升級與改進，例如：可以將原先采用模擬溫度傳感器改為DS18B20等數(shù)字溫度傳感器來做，從而提高測量精度；可以將多功能數(shù)字時鐘進行功能的升級和擴展，將采用系統(tǒng)內(nèi)部定時器作為時鐘定時改為采用DS12C887、DS3231等專用時鐘芯片來做；個別項目若采用了段式數(shù)碼管作為輸出顯示可以將其升級為1602、12864等液晶模塊進行顯示等等，采用這種教學方法可以滿足各種不同學習能力的學生對學習內(nèi)容難度的把握。

③單片機原理課程的項目實施案例。在進行單片機專業(yè)課的項目化教學改革過程中，我們以典型任務項目分析為基礎，把課程應用實踐能力要求轉(zhuǎn)化成課程目標，制定出該門課程的項目化標準。按照課程標準提煉與安排課程教學內(nèi)容中的單元項目，在方法傳授與概念知識的基礎上，用項目來整合知識的應用過程，強化達到目標的技術路線與實現(xiàn)整個過程的技能。

3 項目化教學考核評價

項目化教學在考核方式上，突破了傳統(tǒng)應試教育的束縛，采用了實踐考核與理論考試相結(jié)合的考核方式，其中實踐考核成績占總成績的60%，理論考試成績占總成績的40%。實踐考核包括平時學習態(tài)度、各個項目的實物完成情況以及答辯成績。具體考核成績所占比例，如圖1所示。理論考試仍采取閉卷的考核形式，但是在題型的設置上將更加注重其對應用知識能力測試的靈活性，增大程序設計題型的考核比重。試卷包括了選擇、判斷、分析、問答和程序設計等題型，這樣既能考查學生對軟硬件的知識掌握程度，也能考查學生發(fā)現(xiàn)問題和分析解決問題的能力。

4 結(jié)束語

我們通過對項目的理論與實踐一體化的教學法的不斷研究和學習，在《單片機原理》這門課程的教學應用過程中，感受良多。根據(jù)實際的教學情況來看，采用這種項目化教學方式，把理論知識和實踐教學緊密地結(jié)合了起來，不僅有利于學生對書本上理論知識點的加深理解，而且更使得學生懂得如何靈活運用所學的理論知識去解決專業(yè)上所遇到的實際應用問題，提高了學生學習該專業(yè)課的主動性和積極性。學生的應用實踐能力較之前有了顯著的提高，部分學生已經(jīng)可以獨立地完成一些綜合性項目的軟硬件的設計任務了，滿足了學生職業(yè)生涯發(fā)展的需求。因此，實踐證明此種教學方法對地方本科院校以實踐應用為重點的課程改革具有很好的適用性與借鑒性。

參考文獻：

[1]楊志幫，楊樾.《單片機應用技術》在項目化教學中的改革與探索[J].職教研究，2011，09（3）：38-41.

[2]李惠瑩.項目化教學的設計與應用研究[D].沈陽師范大學，2014，5.

[3]胡春芳.關于高職項目化教學改革的探析[J].春華秋實， 2012，05（32）：32-33.