任 玲

（江蘇畜牧獸醫(yī)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電系，江蘇 泰州 225300）

項(xiàng)目教學(xué)法在高職《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》課程中的應(yīng)用

任 玲

（江蘇畜牧獸醫(yī)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電系，江蘇 泰州 225300）

針對(duì)《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》課程實(shí)踐性強(qiáng)、高職學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)薄弱、傳統(tǒng)單片機(jī)教學(xué)方法使學(xué)生難以掌握、教學(xué)效果不佳的特點(diǎn)，提出采用項(xiàng)目教學(xué)法。在教學(xué)過(guò)程中以一個(gè)個(gè)項(xiàng)目為引領(lǐng)，任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，將單片機(jī)的知識(shí)點(diǎn)穿插其中，使學(xué)生在完成項(xiàng)目的同時(shí)掌握本課程的知識(shí)點(diǎn)，取得了滿意的教學(xué)效果。

單片機(jī)；項(xiàng)目教學(xué)法；教學(xué)效果

《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》是機(jī)電類專業(yè)的一門(mén)專業(yè)核心課程，具有應(yīng)用性強(qiáng)，內(nèi)容抽象的特點(diǎn)。傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)方法是理論教學(xué)為主，并配以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，這種教學(xué)方法思路清晰，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)。由于高職學(xué)生的邏輯思維能力差、基礎(chǔ)知識(shí)薄弱，這種教學(xué)方法使大部分學(xué)生感覺(jué)枯燥，有些學(xué)生甚至學(xué)完后不知單片機(jī)為何物。根據(jù)教育部教高〔2006〕16號(hào)文件提出的要求，高職教育培養(yǎng)的是應(yīng)用型人才，應(yīng)突出實(shí)踐能力培養(yǎng)，要積極推行與生產(chǎn)勞動(dòng)和社會(huì)實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)習(xí)模式。由此可見(jiàn)，傳統(tǒng)單片機(jī)教學(xué)方法存在弊端：

（1）傳統(tǒng)單片機(jī)教學(xué)對(duì)理論知識(shí)要求較高。高職教學(xué)應(yīng)側(cè)重能力的培養(yǎng)和技能的訓(xùn)練，對(duì)理論的學(xué)習(xí)要求不高，理論教學(xué)不必面面俱到，以夠用為度。

（2）傳統(tǒng)教學(xué)模式只在實(shí)驗(yàn)箱上做一些驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，即已有現(xiàn)成硬件電路，只注重軟件方面的教學(xué)，忽略了硬件設(shè)計(jì)。單片機(jī)的應(yīng)用實(shí)際包含硬件和軟件。

針對(duì)以上原因，教師應(yīng)從這門(mén)課的本身特點(diǎn)即實(shí)踐性強(qiáng)出發(fā)，將硬件設(shè)計(jì)加入到課程中，以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力為目標(biāo)，進(jìn)行課程的改革。

一、單片機(jī)技術(shù)實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)法的意義

“項(xiàng)目教學(xué)法”是在教學(xué)中將課程的所有知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分類整合，并融入到各個(gè)項(xiàng)目中去，通過(guò)實(shí)施一個(gè)個(gè)完整的項(xiàng)目而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)，其目的是在課堂教學(xué)中把理論與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，真正達(dá)到學(xué)以致用的目的。例如單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳，傳統(tǒng)的教學(xué)方法就是老師采用多媒體或在黑板上寫(xiě)講給學(xué)生聽(tīng)，由于這部分內(nèi)容較抽象，學(xué)生很難理解，講完后有些學(xué)生連引腳在哪都不知道，有些學(xué)生雖然當(dāng)時(shí)知道了，但是由于沒(méi)有進(jìn)行實(shí)際動(dòng)手操作，過(guò)幾天又忘了，教學(xué)效果并不理想。而項(xiàng)目教學(xué)法是老師邊講引腳的作用及使用方法，讓學(xué)生自己在電路板上焊上AT89C51單片機(jī)，同時(shí)根據(jù)老師講解的引腳功能焊上電源、晶振、復(fù)位和LED燈等，如圖1所示。學(xué)生根據(jù)單片機(jī)的引腳要求自己搭電路，焊接好硬件電路，為了驗(yàn)證單片機(jī)能否正常工作，這就要學(xué)習(xí)軟件即指令，可通過(guò)幾條指令讓一個(gè)LED亮，在這里就可以講授傳送指令［1］40－41，學(xué)生就會(huì)感覺(jué)指令很神奇。緊接著要求編程控制一個(gè)LED燈閃，在這里要編寫(xiě)一個(gè)延時(shí)程序，老師講解完延時(shí)程序的編寫(xiě)思路并舉例，然后學(xué)生自己編程使LED燈閃爍，閃快閃慢，他的學(xué)習(xí)興趣就有了。整個(gè)授課過(guò)程都是依照這個(gè)思路，硬件電路焊到電路板上，然后讓它工作起來(lái)就講與其有關(guān)的指令，讓學(xué)生練習(xí)編程控制，從而完成設(shè)計(jì)要求。這樣當(dāng)項(xiàng)目完成時(shí)，這門(mén)課主要的軟硬件知識(shí)點(diǎn)也就學(xué)好了，學(xué)生是在主動(dòng)地學(xué)習(xí)。

圖1 AT89C51控制LED燈的引腳接線原理圖

由此可見(jiàn)，同傳統(tǒng)的教學(xué)法相比，項(xiàng)目教學(xué)法既發(fā)揮了教師的主導(dǎo)作用又體現(xiàn)了學(xué)生的主體作用，而且還改變了傳統(tǒng)的三個(gè)中心：即由以教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心，由以教材為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴绊?xiàng)目”為中心，由以課堂為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫?shí)踐操作為中心。能夠有效地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，體現(xiàn)以學(xué)生為中心的教育思想。

二、項(xiàng)目教學(xué)法的應(yīng)用

1.項(xiàng)目設(shè)計(jì)

項(xiàng)目的選擇應(yīng)以單片機(jī)課程的知識(shí)點(diǎn)為依據(jù)，來(lái)自生活，讓學(xué)生能夠盡可能的運(yùn)用學(xué)過(guò)的知識(shí)，同時(shí)，還要有條件完成項(xiàng)目，讓學(xué)生有興趣去學(xué)。緊緊圍繞上述幾點(diǎn)要求，我們嘗試的方法是將單片機(jī)課程知識(shí)點(diǎn)插入項(xiàng)目中，分成“利用AT89C51單片機(jī)控制LED燈”、“海上航標(biāo)燈控制”、“雙機(jī)通信”、“交通燈控制”、“時(shí)、分、秒數(shù)碼顯示器”、“溫度采集系統(tǒng)”、“用DAC產(chǎn)生鋸齒波”和“步進(jìn)電機(jī)的控制”八個(gè)大項(xiàng)目，講課順序是以項(xiàng)目為順序，引導(dǎo)學(xué)生邊干邊學(xué)，在動(dòng)手中學(xué)習(xí)這門(mén)課。學(xué)生完成一個(gè)項(xiàng)目，必須學(xué)習(xí)相關(guān)的知識(shí)，達(dá)到相應(yīng)的能力。在完成項(xiàng)目的過(guò)程中，并不要求學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)全面了解，而是讓他們先見(jiàn)到現(xiàn)象，培養(yǎng)出興趣，再深入學(xué)習(xí)，從現(xiàn)象到理論，再?gòu)睦碚摰浆F(xiàn)象。這樣學(xué)生的學(xué)習(xí)是主動(dòng)的，探索性的。

2.項(xiàng)目分析

下面以“海上航標(biāo)燈控制”為例說(shuō)明項(xiàng)目教學(xué)的實(shí)施過(guò)程。

（1）項(xiàng)目任務(wù)：

利用單片機(jī)的中斷實(shí)現(xiàn)對(duì)海上航標(biāo)燈的控制，該項(xiàng)目結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。①基本部分：航標(biāo)燈僅僅在晚上閃爍，而白天不閃爍。②創(chuàng)新部分：白天的時(shí)候海上天氣突變而天昏地暗，航標(biāo)燈依然會(huì)再次閃爍［2］，指揮著航船有序地穿梭在蒼茫的大海上。

圖2 海上航標(biāo)燈控制結(jié)構(gòu)圖

（2）項(xiàng)目教學(xué)目標(biāo)：

要求學(xué)生根據(jù)已學(xué)過(guò)的單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路和項(xiàng)目結(jié)構(gòu)圖，能夠繪制出單片機(jī)進(jìn)行海上航標(biāo)燈控制的Protel電路圖；能正確利用電路板及相應(yīng)芯片完成硬件電路的搭接、調(diào)試；能編寫(xiě)程序使海上航標(biāo)燈工作起來(lái)；能夠撰寫(xiě)項(xiàng)目設(shè)計(jì)報(bào)告。

3.項(xiàng)目教學(xué)實(shí)施

首先對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，學(xué)生根據(jù)自身情況自由組合4－5人一組，組員都有明確的分工，防止依賴現(xiàn)象。其次由教師對(duì)所提供的項(xiàng)目任務(wù)、目標(biāo)及相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解和分析。在做項(xiàng)目前，教師應(yīng)先演示一個(gè)與該項(xiàng)目有關(guān)的具體工程項(xiàng)目，讓學(xué)生了解完成一個(gè)項(xiàng)目所需要的基本步驟，給學(xué)生一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)。

（1）項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程

由于本項(xiàng)目要使用單片機(jī)的外中斷和定時(shí)／計(jì)數(shù)器兩個(gè)部件來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此，要先講解AT89C51單片機(jī)中斷的知識(shí)及中斷編程思路，并在仿真實(shí)驗(yàn)板上做2個(gè)外中斷和定時(shí)／計(jì)數(shù)器的仿真實(shí)驗(yàn)，目的是讓學(xué)生理解外中斷和定時(shí)／計(jì)數(shù)器的應(yīng)用方法。項(xiàng)目具體實(shí)施步驟如下：

①硬件電路的搭接。小組成員之間經(jīng)過(guò)協(xié)商根據(jù)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)出Protel電路原理圖，經(jīng)教師認(rèn)可，即可由原理圖列出所需元器件清單，根據(jù)接線圖進(jìn)行硬件電路的搭接與調(diào)試。硬件電路設(shè)計(jì)不但能檢驗(yàn)學(xué)生掌握單片機(jī)技術(shù)的情況，還可以檢驗(yàn)他們掌握其他相關(guān)學(xué)科知識(shí)（如電子技術(shù)等）的情況及知識(shí)應(yīng)用的靈活性。硬件電路的測(cè)試過(guò)程更是考驗(yàn)學(xué)生動(dòng)手能力的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，這個(gè)過(guò)程不但要用到開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，還要用到一些電子測(cè)量?jī)x器，如萬(wàn)用表，示波器等。

② 軟件設(shè)計(jì)。教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)模塊化設(shè)計(jì)，根據(jù)項(xiàng)目中軟件任務(wù)，設(shè)計(jì)合理的軟件流程圖。將任務(wù)分解成幾個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子任務(wù)由項(xiàng)目組成員分別完成。同時(shí)也是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、進(jìn)行創(chuàng)造性思維的過(guò)程。

③ 硬件和軟件設(shè)計(jì)完 成后，需進(jìn)行聯(lián) 調(diào)［3］115－116，144。在調(diào)試過(guò)程中，讓學(xué)生觀察、對(duì)比，培養(yǎng)悟性和思考力。當(dāng)程序運(yùn)行出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，教師應(yīng)及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題，修改錯(cuò)誤。程序經(jīng)仿真無(wú)誤后，使用編程器將程序?qū)懭氲絾纹瑱C(jī)芯片中，然后把單片機(jī)插到提前焊接好的電路板中，進(jìn)行聯(lián)調(diào)，使他們真正了解單片機(jī)開(kāi)發(fā)是怎樣進(jìn)行的。

④項(xiàng)目擴(kuò)展。小組根據(jù)自身的知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力完成項(xiàng)目?jī)?nèi)容，最后進(jìn)行小組討論，提出合理可行的項(xiàng)目擴(kuò)展方案。

（2）項(xiàng)目評(píng)估

成績(jī)考核由項(xiàng)目實(shí)施各階段成績(jī)及課題完成總成績(jī)組成，先由各組完成自評(píng)，再由教師進(jìn)行考核評(píng)定，注重對(duì)學(xué)生實(shí)踐過(guò)程的評(píng)價(jià)。

三、結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)高職教育自身的特點(diǎn)和傳統(tǒng)教學(xué)方法存在的弊端，高職單片機(jī)課程必須進(jìn)行改革，項(xiàng)目教學(xué)法通過(guò)做項(xiàng)目，掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)、軟件編寫(xiě)和調(diào)試的基本技能，提高了學(xué)生動(dòng)手操作能力。學(xué)生每一次項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)，都能看到自己的提高，這是一種良性的心理刺激［4］158－159，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，收到了滿意的教學(xué)效果。同時(shí)，也拉近了學(xué)生和職業(yè)的距離，為畢業(yè)后盡快成為合格的職業(yè)者打下良好的基礎(chǔ)。

［1］張曉艷.高職單片機(jī)課程改革淺析［J］.高等職業(yè)教育：天津職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，16（1）.

［2］吳曉蘇，張中明.單片機(jī)原理與接口技術(shù)［M］.北京：人民郵電出版社，2009.

［3］貢雪梅.項(xiàng)目教學(xué)法在單片機(jī)原理課程設(shè)計(jì) 中的應(yīng)用［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2009，26（7）.

［4］王彥華，張宏偉.“工學(xué)結(jié)合”模式下高職院校單片機(jī)課程的教改［J］.裝備制造技術(shù)，2009（12）.

G642

A

1671-8275（2011）04-0120-00

2011-06-19

任玲（1980-），女，新疆呼圖壁縣人，江蘇畜牧獸醫(yī)職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師。研究方向：?jiǎn)纹瑱C(jī)技術(shù)應(yīng)用及教學(xué)。

責(zé)任編輯：訾興建