魏東旭 馮小勤

摘 要：隨著電子、計(jì)算機(jī)等智能技術(shù)的飛速發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用已日漸廣泛。傳統(tǒng)單片機(jī)課程的教學(xué)基本按照傳統(tǒng)的方法進(jìn)行相關(guān)理論的教學(xué)，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果較差。而單片機(jī)是一門(mén)非常注重實(shí)踐的課程，傳統(tǒng)的教學(xué)方法不能鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力。通過(guò)項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)施，將單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)融入相關(guān)的項(xiàng)目，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了教學(xué)的質(zhì)量，更好地培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐能力和職業(yè)能力。

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目法；單片機(jī)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2018）13-0104-03

Abstract： With the rapid development of intelligent technology such as electronics and computers， the application of single chip technology has been increasingly widespread. The traditional teaching of the single chip computer course is based on the traditional methods， caused the students lack interest in learning and the teaching effect is poor. The single chip computer is a very practical course， and the traditional teaching method can not exercise students' practical ability. Through the implementation of project teaching method， integrating basic knowledge of MCU into related projects greatly improves students' interest in learning， it greatly improved the students' interest in learning， improved the quality of teaching， and better cultivated the students' practical ability and professional ability.

Keywords： project method； single chip microcomputer； teaching reform

近些年來(lái)，學(xué)習(xí)方式的創(chuàng)新和改革已經(jīng)成為世界各國(guó)教學(xué)改革研究的重點(diǎn)內(nèi)容。以美國(guó)為首的西方各國(guó)，倡導(dǎo)“設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)”、“探究學(xué)習(xí)”，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性；亞洲的日本主導(dǎo)“綜合學(xué)習(xí)”，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的能力和效率；我國(guó)的臺(tái)灣推崇“激發(fā)式主動(dòng)探究”，以此來(lái)提高學(xué)生學(xué)習(xí)的質(zhì)量；我國(guó)內(nèi)地目前主要貫徹教師教學(xué)方式和學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，由要求學(xué)生學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生主動(dòng)探究學(xué)習(xí)，構(gòu)建多種教育教學(xué)體系，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。

2003年，德國(guó)職教所提出了項(xiàng)目教學(xué)法，此教學(xué)法以行動(dòng)為導(dǎo)向，以完成項(xiàng)目為目標(biāo)，以學(xué)習(xí)知識(shí)為出發(fā)點(diǎn)。教學(xué)過(guò)程中，教師把所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容分解為若干個(gè)具體的工程項(xiàng)目，制定具體教學(xué)方案，實(shí)施相關(guān)課程的教學(xué)。教學(xué)過(guò)程中，要求學(xué)生按照各個(gè)項(xiàng)目制定相關(guān)設(shè)計(jì)方案，并進(jìn)行相關(guān)探討。項(xiàng)目實(shí)施中，教師將進(jìn)行項(xiàng)目相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的講解，最后學(xué)生自行完成項(xiàng)目。這樣的教學(xué)過(guò)程，不僅僅傳授了學(xué)生相關(guān)課程的知識(shí)，還培養(yǎng)了他們的操作技能，鍛煉了他們的職業(yè)能力。項(xiàng)目法教學(xué)在高等教育中，尤其是工科相關(guān)專業(yè)的教學(xué)中，有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，利于學(xué)生各項(xiàng)綜合能力的培養(yǎng)，應(yīng)該得到大力的推廣。

一、單片機(jī)傳統(tǒng)教學(xué)方法

單片機(jī)自從問(wèn)世以來(lái)，由于其功能強(qiáng)、可靠性高、體積小、價(jià)格低等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)該用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，成為我們身邊相關(guān)產(chǎn)品必不可少的一個(gè)重要核心部件。單片機(jī)課程也已經(jīng)成為全球高校工科專業(yè)的一門(mén)必修課程，是一門(mén)面向應(yīng)用的、具有很強(qiáng)實(shí)踐性與綜合性的課程，它是建立在《微機(jī)原理與接口技術(shù)》、《模擬電路》、《數(shù)字電路》和《匯編語(yǔ)言》這些課程基礎(chǔ)之上的。課程教學(xué)要以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和綜合應(yīng)用能力為依據(jù)，根據(jù)課程的教學(xué)目標(biāo)，制定具體教學(xué)方案并進(jìn)行實(shí)施，形成以培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)能力、方法能力、社會(huì)能力的課程結(jié)構(gòu)。

傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)一般首先介紹單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)、單片機(jī)的組成結(jié)構(gòu)、單片機(jī)的指令系統(tǒng)以及匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，然后依據(jù)前序基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行單片機(jī)中斷系統(tǒng)、定時(shí)系統(tǒng)、存儲(chǔ)器擴(kuò)展、單片機(jī)的I/O口擴(kuò)展、單片機(jī)的A/D、D/A轉(zhuǎn)換等的講解。講授內(nèi)容理論性較強(qiáng)，而且教師在教學(xué)過(guò)程中，大都采用傳統(tǒng)灌輸式教學(xué)，將一個(gè)個(gè)知識(shí)點(diǎn)逐個(gè)的灌輸給學(xué)生。由于單片機(jī)課程相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的延續(xù)性不是很強(qiáng)，相關(guān)知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系不是很密切，教學(xué)的過(guò)程就變成了枯燥無(wú)味的單片機(jī)組成的陳述，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)效果差。而且單片機(jī)是一門(mén)非常注重實(shí)踐的課程，是大學(xué)課程中非常接近生產(chǎn)實(shí)踐的一門(mén)課程，傳統(tǒng)的理論講授根本不能滿足教學(xué)的需求，不能達(dá)成這門(mén)課程真正的教學(xué)目標(biāo)。

二、項(xiàng)目教學(xué)法

項(xiàng)目教學(xué)法是一種新的教育理念，以學(xué)生為主導(dǎo)，教師進(jìn)行輔助規(guī)劃，師生共同完成一個(gè)個(gè)工程項(xiàng)目的教學(xué)活動(dòng)。在這里，項(xiàng)目是指以實(shí)際生產(chǎn)生活中一個(gè)個(gè)具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的產(chǎn)品或系統(tǒng)研發(fā)任務(wù)，它必須滿足以下條件：

1. 項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程，必須能夠包含一定的課程教學(xué)內(nèi)容；

2. 項(xiàng)目必須具有一定的工程應(yīng)用價(jià)值；

3. 能夠?qū)⑾嚓P(guān)課程的理論知識(shí)和實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用技能相結(jié)合；

4. 和目前相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)計(jì)過(guò)程有比較大的相關(guān)性；

5. 項(xiàng)目具體實(shí)施計(jì)劃必須由學(xué)生制定，由學(xué)生自行組織、安排；

6. 項(xiàng)目的實(shí)施必須有明確的可考察的成果；

7. 項(xiàng)目必須具有一定的難度和工作量，要求學(xué)生運(yùn)用新學(xué)習(xí)的知識(shí)去解決新的實(shí)際問(wèn)題；

8. 每個(gè)項(xiàng)目結(jié)束時(shí)，學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目相關(guān)工作的總結(jié)匯報(bào)，師生共同評(píng)價(jià)項(xiàng)目成果。

在項(xiàng)目法教學(xué)實(shí)施的過(guò)程中，不斷的學(xué)習(xí)成為學(xué)生必須一直參與的實(shí)踐活動(dòng)。教學(xué)注重的不是最終的考試分?jǐn)?shù)，而是課程中各個(gè)項(xiàng)目完成的過(guò)程。通過(guò)項(xiàng)目法教學(xué)，可以促使每個(gè)學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中理解課程的要求，掌握課程的知識(shí)體系，鍛煉專業(yè)的職業(yè)技能，體驗(yàn)創(chuàng)新的艱辛與樂(lè)趣，更好的培養(yǎng)學(xué)生分析實(shí)際問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

另外，在《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程中，通過(guò)應(yīng)該于實(shí)踐的相關(guān)項(xiàng)目的融入，可以擺脫枯燥無(wú)味的純理論教學(xué)，可以更好的提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，提高教學(xué)的質(zhì)量，提高學(xué)生理論和實(shí)踐結(jié)合的能力。

三、項(xiàng)目法在《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程中的應(yīng)用

項(xiàng)目法主導(dǎo)的單片機(jī)教學(xué)首先必須體現(xiàn)對(duì)單片機(jī)相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，同時(shí)，在項(xiàng)目實(shí)施的過(guò)程中要注重學(xué)生分析能力、動(dòng)手能力、方法能力、實(shí)踐能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力、社會(huì)適應(yīng)能力等的培養(yǎng)。所以，在教學(xué)過(guò)程中通過(guò)了解項(xiàng)目、提出方案、問(wèn)題分析、知識(shí)點(diǎn)講解、設(shè)計(jì)電路、編寫(xiě)程序、制作電路、電路調(diào)試、項(xiàng)目答辯總結(jié)等過(guò)程來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的各種能力。

項(xiàng)目教學(xué)法的基本特征是：以相關(guān)項(xiàng)目為主線，學(xué)生為項(xiàng)目實(shí)施主體，教師為實(shí)施主導(dǎo)。學(xué)生作為項(xiàng)目實(shí)施的主體，通過(guò)獨(dú)立規(guī)劃、設(shè)計(jì)完成項(xiàng)目，把書(shū)本理論和實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，既可以提高自身的理論水平和實(shí)踐能力，又可以在教師的引導(dǎo)下，鍛煉培養(yǎng)合作解決問(wèn)題的綜合能力，為學(xué)生工作后更好更快的融入工作環(huán)境打好基礎(chǔ)。其次，項(xiàng)目法教學(xué)，由于其獨(dú)特的聯(lián)系實(shí)踐的特點(diǎn)，可以引起學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生由被迫學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橄雽W(xué)、愿學(xué)、會(huì)學(xué)，切實(shí)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)品質(zhì)，全面落實(shí)以學(xué)生為本的教育教學(xué)理念，使我們的教育真正達(dá)到育人的目標(biāo)。

教師在項(xiàng)目法教學(xué)中，也要積極進(jìn)行角色的轉(zhuǎn)換，從傳統(tǒng)的填鴨式講授、灌輸，轉(zhuǎn)變?yōu)橛行虻慕M織引導(dǎo)和規(guī)劃；從重復(fù)的三尺講臺(tái)上的講解，轉(zhuǎn)變?yōu)槿谌雽W(xué)生中，和學(xué)生一起交流探討、合作學(xué)習(xí)。項(xiàng)目法教學(xué)要求教師必須明確自己在其中所承擔(dān)的角色，要認(rèn)識(shí)到被動(dòng)的填鴨式教育得不到良好的教學(xué)效果和學(xué)習(xí)效果，要主動(dòng)協(xié)助學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目法教學(xué)相關(guān)步驟的實(shí)施，提高教學(xué)的質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)的效率。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，雖然學(xué)生是主體，但是教師并不是可有可無(wú)、無(wú)事可做的，而是比傳統(tǒng)教學(xué)中的作用更加重要、更加不可缺少。因?yàn)檎麄€(gè)項(xiàng)目教學(xué)的主導(dǎo)還是教師，缺少了教師的引導(dǎo)，項(xiàng)目教學(xué)法根本達(dá)不到相關(guān)教學(xué)的效果，也將失去它本質(zhì)的意義。

采用項(xiàng)目教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)，項(xiàng)目的質(zhì)量直接影響教學(xué)的效果和質(zhì)量，因此，項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)非常重要。首先，要根據(jù)單片機(jī)課程的特點(diǎn)和目前單片機(jī)研究的熱點(diǎn)提出一定數(shù)量的項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要有明確的可量化的目標(biāo)，教師要在總體目標(biāo)的構(gòu)架下，協(xié)助學(xué)生把每個(gè)項(xiàng)目細(xì)分為一個(gè)個(gè)的小目標(biāo)，并把每一個(gè)學(xué)習(xí)模塊的內(nèi)容細(xì)化到一個(gè)個(gè)小的目標(biāo)中，通過(guò)這些小的目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)來(lái)帶動(dòng)項(xiàng)目的實(shí)施，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整個(gè)項(xiàng)目的總體學(xué)習(xí)目標(biāo)。

其次，項(xiàng)目的設(shè)計(jì)還要符合學(xué)生的特點(diǎn)，教師在進(jìn)行整體項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)劃時(shí)，要從學(xué)生的學(xué)習(xí)實(shí)際出發(fā)，充分考慮學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)水平，充分考慮學(xué)生前序基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)狀況，充分考慮學(xué)生認(rèn)知能力、興趣愛(ài)好等特點(diǎn)，做到因材施教，才能達(dá)到最好的教學(xué)效果。

再次，項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計(jì)要注意將課程相關(guān)知識(shí)點(diǎn)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行分散。學(xué)習(xí)掌握一門(mén)課程的相關(guān)知識(shí)是一個(gè)逐步積累的過(guò)程，循序漸進(jìn)才能達(dá)到最佳的教學(xué)效果。所以，在進(jìn)行項(xiàng)目法教學(xué)時(shí)，要考慮每個(gè)項(xiàng)目的大小，要考慮每個(gè)項(xiàng)目中知識(shí)點(diǎn)的含量，以及每個(gè)項(xiàng)目中知識(shí)點(diǎn)的難度等多方面因素。

最后，傳統(tǒng)教學(xué)引入相關(guān)概念和知識(shí)點(diǎn)的步驟往往是按提出概念-解釋概念-舉例說(shuō)明的順序。而在項(xiàng)目教學(xué)法中，知識(shí)點(diǎn)和新概念、新知識(shí)的引入，應(yīng)以學(xué)生的認(rèn)知為規(guī)律，在項(xiàng)目實(shí)施的過(guò)程中，以學(xué)生遇到的問(wèn)題為切入點(diǎn)引入有關(guān)概念和知識(shí)點(diǎn)，展開(kāi)相關(guān)教學(xué)。

具體實(shí)施過(guò)程中，實(shí)施步驟為：

1. 對(duì)具體項(xiàng)目目前的研究現(xiàn)狀和市場(chǎng)前景進(jìn)行講解。

2. 講解本項(xiàng)目完成過(guò)程中所需要用到的相關(guān)單片機(jī)的軟硬件知識(shí)。

3. 要求學(xué)生思考項(xiàng)目完成的方法、步驟，并利用課堂進(jìn)行交流、討論。

4. 教師對(duì)學(xué)生的交流討論進(jìn)行評(píng)價(jià)，并按照交流和討論的結(jié)果逐步給學(xué)生講解項(xiàng)目的具體完成步驟。

5. 學(xué)生根據(jù)自己查閱的相關(guān)資料和教師的分析講解，擬定任務(wù)書(shū)，進(jìn)行軟硬件規(guī)劃設(shè)計(jì)，完成仿真，制作電路板，焊接元器件，最后完成成品。

6. 組織相關(guān)教師對(duì)學(xué)生的作品進(jìn)行答辯驗(yàn)收。

例如，在《交通燈設(shè)計(jì)》項(xiàng)目：

問(wèn)題的提出：某十字路口為東西和南北走向，要求合理設(shè)計(jì)此十字路口的紅綠燈控制電路。

根據(jù)項(xiàng)目問(wèn)題的提出，首先要求學(xué)生通過(guò)項(xiàng)目需求，通過(guò)了解背景、問(wèn)題分析、方案提出及討論來(lái)制定方案、實(shí)施計(jì)劃。緊接著，教師對(duì)學(xué)生制定的方案、計(jì)劃進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，對(duì)方案實(shí)施過(guò)程中用到的單片機(jī)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解。緊接著是計(jì)劃的實(shí)施，包括電路的設(shè)計(jì)、程序的編寫(xiě)、仿真的模擬、元器件的選擇、電路焊接調(diào)試。最后學(xué)生進(jìn)行成果展示、項(xiàng)目總結(jié)，教師對(duì)學(xué)生成果進(jìn)行評(píng)價(jià)。圖1為學(xué)生設(shè)計(jì)的交通燈仿真電路，圖2為制作的實(shí)物電路。

四、項(xiàng)目法教學(xué)實(shí)施的成效

單片機(jī)課程項(xiàng)目法教學(xué)在2017級(jí)相關(guān)班級(jí)中進(jìn)行試點(diǎn)，效果顯著，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性顯著提高。從成績(jī)上看，如表1，無(wú)論是及格率還是高分率都較前幾屆明顯提高。從應(yīng)用實(shí)踐的能力訓(xùn)練上來(lái)看，試點(diǎn)的班級(jí)多名學(xué)生參與全國(guó)及江蘇省各項(xiàng)電子競(jìng)賽，并取得了較為優(yōu)異的成績(jī)。

五、結(jié)束語(yǔ)

激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性，改善目前高校學(xué)生的學(xué)習(xí)惰性是項(xiàng)目教學(xué)法的一個(gè)重要作用。在項(xiàng)目法教學(xué)實(shí)施的初期，學(xué)生有可能還不適應(yīng)這樣的教學(xué)方法。此時(shí)，教師合理的激發(fā)和引導(dǎo)顯得尤為重要，對(duì)此每一個(gè)教師需要有充分的準(zhǔn)備。只有充分的調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)積極性，把學(xué)生的身心引領(lǐng)到項(xiàng)目的實(shí)施中去，讓學(xué)生在每個(gè)項(xiàng)目實(shí)施完成的過(guò)程中體會(huì)到這些“活動(dòng)”的樂(lè)趣，學(xué)生的學(xué)習(xí)才會(huì)由被動(dòng)變成主動(dòng)，由消極變成積極，由被動(dòng)接受變成主動(dòng)探求。只有這樣，項(xiàng)目法教學(xué)才能得到很好的實(shí)施，教學(xué)的進(jìn)程才容易把握，學(xué)生才能真正學(xué)到相關(guān)的知識(shí)，才能達(dá)到不教而教的地步，收到事半功倍的效果，實(shí)現(xiàn)教育的真正目標(biāo)。

傳統(tǒng)教學(xué)方式和教學(xué)理念的改變并不是一門(mén)課程、一段時(shí)間、一個(gè)項(xiàng)目、一次實(shí)踐就可以實(shí)現(xiàn)的。對(duì)一個(gè)國(guó)家、一個(gè)學(xué)校、一個(gè)教師的教學(xué)理念是如此，對(duì)每個(gè)學(xué)生的教學(xué)理念更是如此。教學(xué)方法、教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變需要一個(gè)較為長(zhǎng)期的實(shí)踐探索過(guò)程，需要大量教師的付諸行動(dòng)，需要多屆學(xué)生的配合實(shí)施，需要國(guó)家相關(guān)政策的扶持和幫助。相信通過(guò)各部門(mén)的不懈努力，項(xiàng)目法教學(xué)將被越來(lái)越多的高校和課程所使用，課程的教學(xué)效果也將更上一個(gè)臺(tái)階。

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