鄧明華 葛蓁

摘 要 在單片機(jī)課程中采用了基于項目的學(xué)習(xí)模式，設(shè)計了基于項目的學(xué)習(xí)模式在單片機(jī)課程教學(xué)中的學(xué)習(xí)流程：確定學(xué)習(xí)目標(biāo)→講授理論知識→設(shè)計項目→準(zhǔn)備教學(xué)場地→實(shí)施項目→提交項目成果→評價項目成果，并對每個流程的設(shè)計展開了分析，最后以訪談的形式對基于項目的學(xué)習(xí)模式的結(jié)果進(jìn)行了調(diào)查分析。

關(guān)鍵詞 項目學(xué)習(xí)模式 單片機(jī)課程 學(xué)習(xí)流程設(shè)計

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)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(jī)技術(shù)及其應(yīng)用課程是武漢長江工商學(xué)院電子類專業(yè)的一門必修課程，該課程以模擬電子技術(shù)、數(shù)字電路、C語言程序設(shè)計等課程為基礎(chǔ)，這些知識在單片機(jī)課程中延伸、綜合、重組和提升，要使得學(xué)生學(xué)會運(yùn)用這些知識。通過近幾年的改革，考慮本校學(xué)生人才培養(yǎng)定位于“應(yīng)用型”人才的培養(yǎng)，已經(jīng)將難懂且不太實(shí)用的微機(jī)原理課程的部分內(nèi)容刪除，實(shí)用的內(nèi)容融合到單片機(jī)技術(shù)及其應(yīng)用課程中講解。該課程本身所蘊(yùn)含的教學(xué)理念和實(shí)際操作，與基于項目的學(xué)習(xí)模式很接近。

1 課程學(xué)習(xí)流程的設(shè)計

在單片機(jī)課程的學(xué)習(xí)中，學(xué)生的學(xué)習(xí)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(shè)計的項目中，教師教學(xué)的方法也發(fā)生了改變，不再是逐個地講解知識點(diǎn)，而是通過設(shè)計一個個的項目，讓學(xué)生通過項目的完成來學(xué)習(xí)課程的知識點(diǎn)。結(jié)合課程本身的特點(diǎn)，設(shè)計了如下的學(xué)習(xí)流程：確定學(xué)習(xí)目標(biāo)→講授理論知識→設(shè)計項目→準(zhǔn)備教學(xué)場地→實(shí)施項目→提交項目成果→評價項目成果。

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

2 學(xué)習(xí)目標(biāo)分析

電子類專業(yè)總體的培養(yǎng)目標(biāo)注意強(qiáng)調(diào)學(xué)生的“應(yīng)用能力的培養(yǎng)，本課程就是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，在本課程中，根據(jù)選定的題目，確定項目的學(xué)習(xí)目標(biāo)，如下列這些學(xué)習(xí)目標(biāo)：（1）讓學(xué)生們熟悉他們將來可能在實(shí)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(nèi)對學(xué)生產(chǎn)生影響。（2）讓學(xué)生通曉這些有影響力的問題，這些知識并非取自單一學(xué)科，可能來自多門學(xué)科。（3）培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用這種知識的能力，在項目完成的過程中，讓學(xué)生運(yùn)用知識來解決各類問題。在應(yīng)用知識的過程中，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)自己理解知識與能夠運(yùn)用知識之間的差距。這種感受會刺激他們重溫課程內(nèi)容，從而加強(qiáng)對知識的領(lǐng)會。（4）發(fā)展解決問題的能力，由于難以預(yù)測未來實(shí)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(xué)習(xí)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(lǐng)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(xué)生通過完成項目來學(xué)習(xí)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(guān)鍵點(diǎn)。如：選擇講解內(nèi)部結(jié)構(gòu)、用匯編語言進(jìn)行編程、接口總線、地址譯碼、定時計數(shù)和中斷等，學(xué)習(xí)者具備一定的基礎(chǔ)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(shè)計項目中要用到的，同時對設(shè)計、選擇的項目做一個大體的介紹，以便學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛好和實(shí)際情況選擇適合自己的項目進(jìn)行學(xué)習(xí)。

4 項目分析

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

5 學(xué)習(xí)環(huán)境分析

在單片機(jī)技術(shù)及其應(yīng)用課程中，教師需要為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境，為支持學(xué)生完成項目，還必須為學(xué)生提供教學(xué)資料和學(xué)習(xí)資源，資源分三類：（1）本地資源：教師在項目實(shí)施之前將學(xué)生需要的部分資料收集整理好，集中本地局域網(wǎng)上，供學(xué)生參考使用。（2）遠(yuǎn)程資源：教師在本地局域網(wǎng)上超鏈接到Internet，學(xué)生通過超鏈接可以找到需要的資料。（3）泛資源：指學(xué)生自己運(yùn)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(jī)技術(shù)及其應(yīng)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(guān)的資料放到網(wǎng)絡(luò)上供學(xué)生使用，學(xué)生自己通過搜索引擎在網(wǎng)絡(luò)查找相關(guān)資料，以便于對項目的設(shè)計方案進(jìn)行選擇、論證和設(shè)計。

6 實(shí)施原則分析

在單片機(jī)技術(shù)及其應(yīng)用課程中，需要注意交互性原則，教師要促使學(xué)生與組員交互、與計算機(jī)媒體交互、與其他組成員交互、與教師交互。師生之間、學(xué)生之間通過網(wǎng)絡(luò)媒介和面對面的雙重交互途徑，進(jìn)行認(rèn)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(xué)生參與活動的熱情，自由發(fā)表見解，從而更好完成學(xué)習(xí)任務(wù)。以學(xué)生為中心的基于項目的學(xué)習(xí)模式，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了輕松的學(xué)習(xí)環(huán)境，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于學(xué)生潛能的發(fā)揮，讓學(xué)生有更多的機(jī)會主動學(xué)習(xí)，同時教師的主導(dǎo)作用體現(xiàn)出來，教師是教學(xué)活動的組織者、學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè)者、學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程的指導(dǎo)者和意義構(gòu)建的幫助者，積極引導(dǎo)學(xué)生展開思維，“導(dǎo)”要科學(xué)，“導(dǎo)”要及時。

7 評價分析

單片機(jī)技術(shù)及其應(yīng)用課程的評價是一種基于學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)、實(shí)踐過程的評價，基于對學(xué)習(xí)過程與結(jié)果的雙重關(guān)注。體現(xiàn)一種“真實(shí)性”的特征。理論知識的掌握情況以試卷筆試的方式進(jìn)行，學(xué)生課程設(shè)計的作品重視作品的分析，以學(xué)生完成的“可存儲電子琴”為例，會分析系統(tǒng)運(yùn)行情況、系統(tǒng)功能及指標(biāo)完成情況、項目報告內(nèi)容分析、硬件電路設(shè)計分析、代碼分析等，系統(tǒng)運(yùn)行情況的分析結(jié)果考查學(xué)生的硬件設(shè)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(biāo)完成情況的分析考查學(xué)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(xué)生的系統(tǒng)分析設(shè)計能力；硬件電路設(shè)計分析考查學(xué)生的硬件設(shè)計能力、團(tuán)隊協(xié)作能力和創(chuàng)新能力；代碼分析考查學(xué)生的軟件開發(fā)能力、團(tuán)隊協(xié)作能力和代碼規(guī)范運(yùn)用能力。

8 總結(jié)

對基于項目的學(xué)習(xí)模式在單片機(jī)課程中的應(yīng)用以訪談的形式進(jìn)行了改革效果的調(diào)查與分析。教師普遍反映學(xué)生通過學(xué)習(xí)完成項目后，可以明顯看到各方面的實(shí)踐能力的變化，比如：熟悉了電子產(chǎn)品的開發(fā)流程，學(xué)會使用了相關(guān)軟件，提高了學(xué)生對電子元器件的選擇和焊接能力。具備了一定的自學(xué)能力和解決問題的能力，團(tuán)隊精神有所加強(qiáng)，對技術(shù)的發(fā)展有了更全面的認(rèn)識，獲取資源能力。解決問題能力、合作意識得到增強(qiáng)或發(fā)展，在學(xué)習(xí)中顯得更有主見，更有價值感和自信心。學(xué)生普遍反映基于項目的學(xué)習(xí)重視理論知識與實(shí)踐知識的有機(jī)融合，把所學(xué)理論知識當(dāng)作解決問題的工具，并且在實(shí)踐中深化理論知識的學(xué)習(xí)。比如：有學(xué)生認(rèn)為，以前知識學(xué)習(xí)理論知識，現(xiàn)在是理論與實(shí)踐相結(jié)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(xué)生認(rèn)為，以前總覺得學(xué)習(xí)很枯燥，而基于項目的學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)方式很有趣。有的學(xué)生說，以前對書本上的一些知識點(diǎn)不重視，通過實(shí)踐動手做項目后，才發(fā)現(xiàn)它的重要性?？傊?，通過對學(xué)生的訪談?wù){(diào)查，基于項目的學(xué)習(xí)模式在本課程中取得了非常好的效果。

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