張文昭 李艷芳 劉愛林 譚永宏

（湖南科技學院 電子工程系，永州 425100）

任務驅(qū)動法和項目教學法整合在單片機課程中的實踐

張文昭 李艷芳 劉愛林 譚永宏

（湖南科技學院 電子工程系，永州 425100）

在實踐性課程教學中，傳統(tǒng)的教學方法跟實踐有一定距離，學生應用能力差。為解決這一問題，在單片機課程教學中提出一種將任務驅(qū)動法和項目教學法整合的方法，并進行了應用實踐。應用結(jié)果證明，這種教學方法能緊密結(jié)合實際，讓學生在學習過程中就能體會到實際應用項目的研究過程。

任務驅(qū)動；項目式教學；單片機課程；實踐教學；應用能力

0 引 言

單片機是一門理論抽象、實踐性強的課程，是電子、計算機、自動控制等專業(yè)學生的必修課程，其應用技術也是這些學生走向?qū)ぷ鲘徫凰仨氄莆盏闹匾夹g。傳統(tǒng)的單片機課程教學多以理論講授為主，缺乏生動直觀的輔助手段和充足的實驗，學生動手實踐的機會少[1]。從學生平時上課的表現(xiàn)、考試結(jié)果及實踐能力來看，傳統(tǒng)單片機教學模式存在著許多不足之處：學生普遍感到難學、理論與實踐脫節(jié)、考試高分者不一定能利用單片機進行一些最簡單的設計。為了保證教學質(zhì)量，讓學生學有所成，必須改革傳統(tǒng)的教學方法，以激發(fā)學生興趣，提高學生的動手能力和綜合素質(zhì)，償試了將任務驅(qū)動教學法和項目教學法加以整合用于單片機類課程教學。

1 任務驅(qū)動法與項目式教學法整合的必要性

任務驅(qū)動教學法，是指教師將教學內(nèi)容設計成一個或多個具體的任務，力求以任務驅(qū)動，以某個實例為先導，進而提出問題引導學生思考，讓學生通過學和做掌握教學內(nèi)容，達到教學目標，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力[2]。

項目教學法是根據(jù)教育部第16號文件“在學中做，在做中學”的教育精神，將實踐項目貫穿在教學的始終，是一種教和學互動的模式[2]，是師生通過共同實施一個完整的項目工作而進行的教學活動[3]。教師將一個相對獨立的項目，交由學生自己處理，信息的收集、方案的設計、項目的實施及最終的評價，都由學生自己負責。

任務驅(qū)動教學法和項目教學法都強調(diào)以學生為主體，師生互動的學習模式，在理論基礎和評價指標上大體一致，而在培養(yǎng)目標的側(cè)重點、設計特點、實施特點、教師作用等指標方面有較大的差別：任務驅(qū)動教學法的目標更多的是理論知識的傳授理解和技能的掌握，而項目教學法的目標是要求學生能夠熟練地運用已學到的知識去融會貫通地分析問題和解決問題，通過項目的多次訓練能夠具有“精通”專業(yè)知識和技能的能力。因此，項目教學目標的難度系數(shù)要比任務驅(qū)動教學的要求高得多。

目前，在一些單片機教學改革中，都采用單一的項目教學法或任務驅(qū)動教學法，因而教學效果仍達不到最佳。其原因是任務驅(qū)動教學法與項目教學法各有利弊。若只引入教學驅(qū)動法，加強了學生對理論知識的理解和基本技能的掌握，但很難使學生具有“精通”專業(yè)知識和技能的能力；若在基礎欠缺的情況下實施項目法，完全由學生獨立設計與實施顯然也是不合適的。因此，將二者整合在單片機課程教學中：先使用任務驅(qū)動法使學生得到新知識和新技能的儲存，根據(jù)先易后難的教學原則，在第二階段再實施項目教學法，學生就會適應并達到項目教學法應有的效果。

2 教學過程的實施

2.1 總體規(guī)劃

單片課程規(guī)劃了10個設計項目供教學使用，其項目名稱和設計要求如表1所示。教學內(nèi)容以項目、任務為教學單元，打破原有界限，不管硬件結(jié)構(gòu)、指令、編程的編程的先后順序，將單片機課程的基本知識分成若干個模塊，采用任務驅(qū)動法進行課程開發(fā)講授，設計若干個與知識點相關聯(lián)的任務讓學生完成，此外為了完成一個項目任務，可抽取不同的知識點加以組合。當相關聯(lián)的基礎知識與技能傳授完成后，將項目分配給學生，并引導學生完成設計項目，實施兩種教學方法的整合。

表1 項目名稱和設計要求

2.2 具體實施

教學過程中，教師對各項目所需的知識點做到心中有數(shù)，并有意識的傳授相應知識點、分割出相應任務以激發(fā)學生的學習興趣。

以項目“多功能數(shù)字電子時鐘設計”為例，說明任務驅(qū)動法和項目教學法在教學中的整合實施。

根據(jù)多功能數(shù)字電子時鐘設計的基本要求，該項目的單片機硬件系統(tǒng)主要由單片機、顯示器及驅(qū)動電路、鍵盤模塊、語音模塊組成，所需的知識點有定時/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)、并行IO口、顯示接口及顯示程序、鍵盤接口及處理程序、語音模塊處理程序等，若進一步擴展功能，如顯示室溫、用實時時鐘芯片等，可用到知識點A/D轉(zhuǎn)換接口技術、SPI總線技術、I2C總線技術、單總線技術等。

教學第一階段，教師根據(jù)項目的設計要求，將項目分割為多個任務，將教學目標及知識點分配到任務中，并按順序來實施任務驅(qū)動教學，其任務名稱和所涉及到的關鍵知識點如表2所示。LED燈閃爍電路閃爍電路的設計，用于理解定時/計數(shù)器、中斷等知識點，而此電路可用作電子時鐘的秒指示；計時器的設計，這一任務驅(qū)使學生對顯示接口技術的理解和理解，進一步促進了對定時中斷知識的鞏固和掌握；提問：如何設計實時時鐘電路，實現(xiàn)時、分、秒可調(diào)？進一步提問：能否設計具有開始計時、暫停和復位功能的電子秒表？引導學生進入鍵盤接口技術的學習；基于 AD590的溫度計的設計，可促進學生對AD轉(zhuǎn)換接口技術的掌握；基于DS18B20的溫度計的設計可促進學生對單總技術的理解和應用，另外還可以讓學生了解不同的溫度傳感器，其與單片機的接口技術可能不一樣，處理的方法也可能不同。這一教學過程中，主要是師生互動，教師起引導、啟發(fā)的作用，學生不再是單一接受者，而是學習主體。為了完成一個個任務，學生有了明確的學生目的，便于學生有計劃、有步驟地進行學習活動，學生能夠全程參與學習過程。通過完成一個個任務，學生體會到了成功的喜悅，激發(fā)了學生的學習興趣，即掌握了理論知識，又提高了動手動腦能力。

表2 任務名稱及關鍵知識點

教學第二階段，當相應的知識點傳授完后，進行的相應項目教學。教學形式為開放性實驗形式，主要由學生自行設計和實施項目，學生3人或4人為一組共同完成一個設計項目，由學生完成方案設計，硬件制作，軟件編制，系統(tǒng)調(diào)試，并撰寫設計報告，教師只負責答疑。實施項目時，除完成規(guī)定的設計要求外，學生可自行擴展一些功能。項目完成后，組織全班學生對各項目的完成質(zhì)量加以評估報，項目組學生要報告設計思路、演示實物、答辯，最后由全班學生統(tǒng)一評分，項目評分占該課程總成績的30%。

3 結(jié) 論

將任務驅(qū)動法和項目教學整合用于單片機課程的教學，根據(jù)先易后難的教學原則，教師把教學目標巧妙地隱含在任務當中，激發(fā)學生的學習興趣，引導學生在完成任務的過程中理解關鍵知識點，發(fā)現(xiàn)新知識，掌握新內(nèi)容，提高了學生的實踐能力，然后提出并鼓勵學生進行項目實踐，可以充分挖掘了學生的創(chuàng)造潛能，培養(yǎng)了團隊合作精神，提高了學生的理論分析能力、動手實踐能力、綜合運用能力。

該教學方法在我校電子工程系2006級電子信息工程專業(yè)學生的單片機課程的教學中進行初次實踐，與2005級的比較，其教學效果體現(xiàn)在畢業(yè)設計上，2006年學生畢業(yè)設計的質(zhì)量比2005級的明顯提高，且70%上以的學生成功設計出實物，而2005級的能做出實物的不到40%。該教學方法在我校電子工程系2007級電子信息工程專業(yè)的0701班、0702班、0703班3個班的單片機課程教學中實踐，教學效果與沒實施此法的0704班比較，體現(xiàn)在2010年的本系舉辦的電子設計競賽上，6個獲獎組全是0701班、0702班、0703班的學生。

通過縱向比較和橫向比較都發(fā)現(xiàn)，任務驅(qū)動法和項目教學法的整合在單片機教學中，得了較好的教學效果。并為類似綜合性、實踐性強的專業(yè)課程的教學提供了參考。

[1]李娜娜.單片機教學改革初探[J].時代教育,2010, (4): 250.

[2]徐肇杰.任務驅(qū)動教學法與項目教學法之比較[J].教育與職業(yè), 2008, (11): 36-37.

[3]張楊,劉國成.項目式教學法在高職制圖測繪教學中的應用[J].湖南科技學院學報,2009,30(12):114-115,129.

[4]夏紅梅,王紅軍,甄文斌.項目教學法在《機械CAD/ CAM》雙語教學中的應用[J].湖南科技學院學報,2009, 30(12):101-103.

（責任編校：何俊華）

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1673-2219（2010）12-0099-03

2010-07-18

湖南科技學院教改項目“地方高校電子專業(yè)創(chuàng)新型應用人才培養(yǎng)模式研究與實踐”成果之一。

張文昭(1968-)，女，湖南永州人，碩士，高級實驗師，主要研究方向為電子技術及單片機應用。