摘要：根據(jù)單片機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)，討論高等職業(yè)學(xué)校單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)項(xiàng)目式教學(xué)的師資隊(duì)伍和教材建設(shè)、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)等問題，并就如何建立適合高職類院校特點(diǎn)和社會需求的單片機(jī)教學(xué)體系提出了建議。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)系統(tǒng)項(xiàng)目式教學(xué)應(yīng)用能力

一、引言

單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的學(xué)習(xí)過程就是應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)過程，是一個(gè)基于實(shí)用的認(rèn)知過程。為了使高等職業(yè)類院校的學(xué)生在學(xué)完單片機(jī)技術(shù)這門課程的同時(shí)，也能進(jìn)行單片機(jī)實(shí)用產(chǎn)品的開發(fā)和研究，課程教學(xué)應(yīng)該在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的學(xué)習(xí)過程中貫穿實(shí)用產(chǎn)品的開發(fā)與研究，在開發(fā)中熟悉、掌握單片機(jī)的基本知識和應(yīng)用方法。

一般課程采用的是任務(wù)型教學(xué)方法，整個(gè)過程大致可以總結(jié)為：確定任務(wù)目標(biāo)、進(jìn)行任務(wù)分析、講授相關(guān)知識、任務(wù)實(shí)施并完成等幾個(gè)步驟。這種方法可以適合于各種課程的知識與技能教學(xué)。單片機(jī)系統(tǒng)教學(xué)如果也采用這樣的教學(xué)方法就不能體現(xiàn)其實(shí)用性，不能把單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的學(xué)習(xí)過程貫穿于實(shí)用產(chǎn)品的開發(fā)與研究中，達(dá)不到理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)效果。單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程的最大特點(diǎn)是實(shí)用性，這就從理論上決定了本課程的學(xué)習(xí)可以不同于其他理論課或理論基礎(chǔ)課，它可以和實(shí)踐緊密聯(lián)系起來進(jìn)行學(xué)習(xí)。但是在實(shí)際教學(xué)實(shí)踐中，能夠?qū)崿F(xiàn)理論和實(shí)際的緊密聯(lián)系并不是一件輕松的事情。

怎樣才能實(shí)現(xiàn)上述目的，提高高職院校單片機(jī)系統(tǒng)的教學(xué)質(zhì)量呢？首先應(yīng)該構(gòu)建項(xiàng)目式教學(xué)平臺，進(jìn)行項(xiàng)目式教學(xué)是實(shí)現(xiàn)上述目的的最好途徑?；陧?xiàng)目的單片機(jī)系統(tǒng)教學(xué)過程大致可分為：項(xiàng)目引入、相關(guān)知識學(xué)習(xí)、項(xiàng)目實(shí)施、知識拓展等幾個(gè)環(huán)節(jié)，其教學(xué)體系以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力為核心，以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，以教師教材為基礎(chǔ)，以實(shí)驗(yàn)為手段，以考核和課程設(shè)計(jì)為保證，整個(gè)教學(xué)體系如圖1所示。

基于項(xiàng)目進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)理論學(xué)習(xí)和操作的方法，也可以應(yīng)用在其他嵌入式系統(tǒng)課程的教學(xué)中。

二、建立適合項(xiàng)目式教學(xué)的師資隊(duì)伍，選擇合適教材

良好的教師隊(duì)伍和恰當(dāng)?shù)慕滩氖潜ＷC項(xiàng)目式教學(xué)正常運(yùn)行的基本條件。

1.建立適合項(xiàng)目式教學(xué)的師資隊(duì)伍

單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)教學(xué)過程是一個(gè)以教師為主導(dǎo)的學(xué)習(xí)過程。講授單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課的應(yīng)該是具有一定項(xiàng)目開發(fā)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的教師，而不是剛畢業(yè)參加工作沒有開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的研究生或者大學(xué)生。單片機(jī)系統(tǒng)教師應(yīng)當(dāng)定期進(jìn)行培訓(xùn)、調(diào)研、學(xué)習(xí)，到公司和企業(yè)去進(jìn)行項(xiàng)目和產(chǎn)品開發(fā)，學(xué)校要加強(qiáng)與企業(yè)的聯(lián)系，以保證教師知識的先進(jìn)性和提高教師的業(yè)務(wù)水平，還可以聘用企業(yè)、行業(yè)、科研單位人員到高校兼職，擔(dān)任任課教師。

2.選擇適合項(xiàng)目式教學(xué)的教材

在組織單片機(jī)系統(tǒng)教學(xué)中，教師選用的教材要和項(xiàng)目式的教學(xué)方法配套，切忌選擇經(jīng)典式的任務(wù)式教學(xué)所用的教材。因?yàn)槎N教材在教材定位、編寫原則、書籍特色等方面有所不同。以項(xiàng)目式為基礎(chǔ)的教材一般以項(xiàng)目、模塊或者課題為單元?jiǎng)澐终麜Y(jié)構(gòu)，而任務(wù)型教學(xué)以理論知識的系統(tǒng)性學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)按章節(jié)形式劃分整書結(jié)構(gòu)，雖然二者內(nèi)容相同，并且都可以由淺入深的組織教學(xué)，但側(cè)重點(diǎn)不同，前者突出實(shí)用、實(shí)驗(yàn)、科研，后者側(cè)重理論、連貫、系統(tǒng)。從培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力的目標(biāo)來看，前者突出實(shí)際運(yùn)用，更易達(dá)到學(xué)以致用的目的。

三、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是項(xiàng)目單片機(jī)教學(xué)體系得以實(shí)施的平臺

單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的學(xué)習(xí)離不開實(shí)驗(yàn)。項(xiàng)目式教學(xué)的內(nèi)容以最新的研究成果和企業(yè)的實(shí)際案例為學(xué)習(xí)單元，培養(yǎng)的是學(xué)生的實(shí)際操作能力，用理論指導(dǎo)操作，在操作中強(qiáng)化理論，最終將理論最大限度地運(yùn)用于實(shí)踐是單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)的目的，而這一切都是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的。

單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)的學(xué)習(xí)過程可能要在實(shí)驗(yàn)室花費(fèi)大半的時(shí)間。傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室由實(shí)驗(yàn)箱構(gòu)成，應(yīng)用的軟件種類少，硬件改動(dòng)難，只能做一些基本的實(shí)驗(yàn)，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代單片機(jī)的學(xué)習(xí)需求。

新型的實(shí)驗(yàn)室以軟件和硬件相結(jié)合的方式，突出軟件的調(diào)試、仿真功能，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。將Keil、Wave、Proteus、Protel等軟件、仿真器和編程器貫穿用于教學(xué)中。使用的一般過程是用Keil、Wave、MPLAB-IDE等軟件（根據(jù)芯片種類選一種）進(jìn)行程序設(shè)計(jì)、軟件調(diào)試和仿真，用Proteus對硬件電路進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真，最后用Protel繪制電路原理圖和印制版。由于單片機(jī)軟件種類較多，比如PCB設(shè)計(jì)主流軟件有Protel、PADs、Cadence Allegro、Mentor WG等，學(xué)習(xí)時(shí)可根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有裝備情況、市場需求、學(xué)生就業(yè)趨向等進(jìn)行選擇。

四、課內(nèi)課外相結(jié)合，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)

單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)授課時(shí)間大約32～40學(xué)時(shí)，在這么短的時(shí)間里實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的開發(fā)與研究幾乎是不可能的，這就需要擴(kuò)展教學(xué)時(shí)間，使教與學(xué)由課堂內(nèi)延伸到課堂外。項(xiàng)目式教學(xué)以實(shí)踐為入口，注重實(shí)用，利用人的好奇心，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，反過來，對單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)的興趣又激勵(lì)著學(xué)生能主動(dòng)利用課余時(shí)間學(xué)習(xí)，使二者之間形成良性循環(huán)，為基于項(xiàng)目式單片機(jī)系統(tǒng)的教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供可靠的保證。

為了能更好地引導(dǎo)和幫助學(xué)生的課內(nèi)、外學(xué)習(xí)，教師和實(shí)驗(yàn)員有必要采取一些輔助手段。比如：一是開放實(shí)驗(yàn)室。教師可以安排責(zé)任心強(qiáng)的學(xué)生負(fù)責(zé)課余時(shí)間實(shí)驗(yàn)室的管理，基本做到宿舍不熄燈，實(shí)驗(yàn)室不關(guān)門，給好學(xué)的學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)條件。二是對學(xué)生進(jìn)行分組。教師以項(xiàng)目為基礎(chǔ)進(jìn)行教學(xué)非常有利于學(xué)生分組學(xué)習(xí)，因?yàn)榭梢砸皂?xiàng)目本身作為分組的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)然也可以選擇其他的分組方法。主要分組方法有：

一是以項(xiàng)目為標(biāo)準(zhǔn)劃分：同一項(xiàng)目分組、不同項(xiàng)目分組。

二是從學(xué)生層次上劃分：可分為強(qiáng)弱互助型小組、 強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合型小組、弱弱共濟(jì)型小組等。例如強(qiáng)弱互助型小組是把基礎(chǔ)較好、學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)的學(xué)生和基礎(chǔ)較弱、各方面表現(xiàn)欠佳的學(xué)生組成一個(gè)學(xué)習(xí)小組。這種小組實(shí)行“一對一”互幫互學(xué)辦法，促進(jìn)后進(jìn)學(xué)生更快地進(jìn)步。這種學(xué)習(xí)小組非常適合于日常教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，教師做好引導(dǎo)工作，制定合適的激勵(lì)措施，真正達(dá)到全組同學(xué)共同努力、共同提高的目的。

三是按學(xué)生興趣劃分小組。教師在平時(shí)多觀察學(xué)生的個(gè)性，把興趣相近的學(xué)生組成一個(gè)小組。這種分組方法特別適合建立各種課外興趣小組時(shí)使用，因?yàn)樾〗M成員志趣相同，更容易凝聚成一個(gè)充滿合作精神的團(tuán)體。

五、改革考核形式，實(shí)行項(xiàng)目特色考核

改革期末評分方法，實(shí)現(xiàn)教考分離是項(xiàng)目式教學(xué)特有的一種評分方法。由于單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程是以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和應(yīng)用能力為目的，因此考核也應(yīng)針對幾方面的能力進(jìn)行考核，考核的方式方法和考核的內(nèi)容將直接影響教學(xué)過程的實(shí)施，關(guān)系到教師如何教和學(xué)生如何學(xué)。在期末考核時(shí)，教師應(yīng)結(jié)合學(xué)生平時(shí)的表現(xiàn)，進(jìn)行綜合評定。例如：

平時(shí)：60%～80%——基于項(xiàng)目的成績。

考試：20%～40%——基于測試和測驗(yàn)。

基于測試和測驗(yàn)的成績主要在學(xué)期末進(jìn)行評定。由專業(yè)教師根據(jù)教學(xué)大綱編制試題庫，題庫分應(yīng)知和應(yīng)會兩方面內(nèi)容。期末考核也分為應(yīng)知和應(yīng)會二部分內(nèi)容。應(yīng)知考試是對各知識點(diǎn)的考核，包括基本概念、基本原理、基本器件；應(yīng)會是對學(xué)生的編程、制版、調(diào)試等進(jìn)行操作考核，應(yīng)會考試要求學(xué)生現(xiàn)場調(diào)試結(jié)果，教師根據(jù)學(xué)生完成的準(zhǔn)確性和熟練程度按評分標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場評分。

基于項(xiàng)目的成績，主要是對學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作、課題開發(fā)與研究過程中的表現(xiàn)狀況、進(jìn)行狀態(tài)、完成速度與完成質(zhì)量等方面情況以分?jǐn)?shù)形式體現(xiàn)的綜合評價(jià)。整個(gè)考核主要是對編程能力、軟硬件分析能力、軟硬件調(diào)試能力，綜合運(yùn)用能力的考核，可以用直接參照、加權(quán)平均、綜合評分等方法進(jìn)行打分。這一成績應(yīng)該在整個(gè)分?jǐn)?shù)中占較大比例。由于每一個(gè)項(xiàng)目除了教師講授、演示外，許多工作由學(xué)生動(dòng)手、教師指導(dǎo)來完成，每一個(gè)課題的成功都離不開學(xué)生的努力和創(chuàng)新，學(xué)生的發(fā)揮在項(xiàng)目開發(fā)中會表現(xiàn)的淋漓盡致，這種評分的價(jià)值甚至比考試更加重要，尤為客觀和真實(shí)。

六、增加課程設(shè)計(jì)，進(jìn)行項(xiàng)目自主開發(fā)或產(chǎn)品的開發(fā)

產(chǎn)品的開發(fā)過程實(shí)際上是把一個(gè)大的項(xiàng)目分解成若干個(gè)小的項(xiàng)目進(jìn)行開發(fā)，一些小的項(xiàng)目是單片機(jī)項(xiàng)目，另一些小的項(xiàng)目不一定是單片機(jī)項(xiàng)目，而是產(chǎn)品相關(guān)的其他領(lǐng)域項(xiàng)目?；陧?xiàng)目的教學(xué)方法可以以課程設(shè)計(jì)的完成作為課程教學(xué)結(jié)束的標(biāo)志，課程設(shè)計(jì)中要貫穿單片機(jī)相關(guān)的實(shí)用產(chǎn)品開發(fā)，最后要有經(jīng)過調(diào)試的、完整的電路原理圖、仿真電路圖、源程序清單、參考印制版圖。在設(shè)計(jì)和開發(fā)過程中，教師加強(qiáng)學(xué)生的能力培養(yǎng)，包括元器件應(yīng)用、傳感器應(yīng)用、電子技術(shù)應(yīng)用、電路設(shè)計(jì)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、編程控制設(shè)計(jì)等綜合能力。課程開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)和過程也完全可以在畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)采用。有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的教師更容易組織此類教學(xué)，此類教學(xué)也更能培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高單片機(jī)系統(tǒng)課程的教學(xué)效果，培養(yǎng)出實(shí)用型人才。

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（作者單位：山西省晉中市晉中學(xué)院）