邱文軍

【摘要】項(xiàng)目教學(xué)法是應(yīng)對(duì)實(shí)踐性強(qiáng)的課程行之有效的方法之一。本文嘗試在《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》課程教學(xué)中采用理論與實(shí)踐相結(jié)合，注重培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的項(xiàng)目教學(xué)法。實(shí)踐證明：項(xiàng)目教學(xué)法對(duì)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生動(dòng)手能力起到了積極的作用，說明此項(xiàng)目教學(xué)法具有一定的時(shí)效性。

【關(guān)鍵詞】項(xiàng)目教學(xué)法；單片機(jī)；課程

隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展，依靠傳統(tǒng)的教學(xué)方法已不能滿足現(xiàn)代職業(yè)教育對(duì)職業(yè)能力培養(yǎng)的要求。因此，近二十年來，許多國(guó)家根據(jù)各自的情況和不同的要求，創(chuàng)造并系統(tǒng)開發(fā)了一些適應(yīng)社會(huì)、技術(shù)和生產(chǎn)發(fā)展要求的新的職業(yè)教育教學(xué)法或教學(xué)模式，特別是德國(guó)以培養(yǎng)關(guān)鍵能力為核心的行為引導(dǎo)型教學(xué)模式，使職業(yè)教育引入一種新的概念。新的教學(xué)模式，將對(duì)職業(yè)教育的發(fā)展產(chǎn)生極為深刻而廣泛的影響。

一、什么叫項(xiàng)目教學(xué)法

單片機(jī)課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課程。大多數(shù)學(xué)生在學(xué)習(xí)單片機(jī)時(shí)都是第一次接觸到各種元器件，對(duì)其沒有很深的感性認(rèn)識(shí)，學(xué)習(xí)的時(shí)候常常束手無策。傳統(tǒng)的教學(xué)法是教師在課堂上按照課本上的章節(jié)講解理論知識(shí)，然后在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行若干驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)對(duì)理論知識(shí)加以鞏固。這種形式的弊病是容易造成理論和實(shí)踐的分離，在課堂上學(xué)生對(duì)于許多抽象的概念只能機(jī)械的記憶和理解；在實(shí)驗(yàn)室里，面對(duì)實(shí)驗(yàn)箱上現(xiàn)成的硬件原理圖，只能進(jìn)行驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，思維也被固定在一個(gè)模式下，毫無創(chuàng)造性可言。雖說可以對(duì)程序進(jìn)行簡(jiǎn)單的改寫，但是學(xué)生對(duì)于硬件系統(tǒng)是非常模糊和不清楚的，所以對(duì)鍛煉學(xué)生的程序編寫能力作用也十分有限。

為了解決傳統(tǒng)教學(xué)法存在的問題，更好的將理論和實(shí)踐相結(jié)合，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，我們采用了“在學(xué)中做、在做中學(xué)”的以項(xiàng)目為導(dǎo)向的教學(xué)法。項(xiàng)目教學(xué)法作為讓學(xué)生在教師指導(dǎo)下通過完成一個(gè)完整的“工作項(xiàng)目”而進(jìn)行學(xué)習(xí)的教學(xué)方法，它將傳統(tǒng)的學(xué)科體系中的知識(shí)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為若干個(gè)“教學(xué)項(xiàng)目”，圍繞著項(xiàng)目組織而開展教學(xué)，使學(xué)生直接全程參與，體驗(yàn)、感悟、論證、探究。是師生通過共同實(shí)施一個(gè)完整的“項(xiàng)目”工作來進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)。學(xué)生在教師的主持下以小組合作工作形式，自行組織完成項(xiàng)目。

二、項(xiàng)目教學(xué)法在單片機(jī)課程中的教學(xué)設(shè)計(jì)

單片機(jī)課程教學(xué)在教學(xué)內(nèi)容組織與安排上遵循了學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)循序漸進(jìn)的基本規(guī)律，基于典型工作任務(wù)確定相應(yīng)學(xué)習(xí)領(lǐng)域與學(xué)習(xí)項(xiàng)目（教學(xué)內(nèi)容），依據(jù)項(xiàng)目教學(xué)法組織教學(xué)。項(xiàng)目?jī)?nèi)容的難度是逐漸加深，不斷在“做中學(xué)，學(xué)中做”，教學(xué)內(nèi)容以電子產(chǎn)品生產(chǎn)及制造的過程為依據(jù)，經(jīng)過將實(shí)際內(nèi)容的提煉、整合，并進(jìn)行必要補(bǔ)充和標(biāo)準(zhǔn)化。按照“認(rèn)識(shí)-實(shí)踐-再認(rèn)識(shí)-再實(shí)踐”的指導(dǎo)思想，在教學(xué)設(shè)計(jì)中，我們打破原有的按照硬件結(jié)構(gòu)，指令，匯編程序這種順序所編排的知識(shí)體系，將各部分知識(shí)重新編排組合，以項(xiàng)目設(shè)計(jì)為主線，以課堂理論講解為輔線，重新整合知識(shí)點(diǎn)，在學(xué)生完成項(xiàng)目的過程中，傳授給學(xué)生相關(guān)的理論知識(shí)和操作技能，通過系列的項(xiàng)目設(shè)計(jì)來完成整個(gè)教學(xué)過程。具體的教學(xué)設(shè)計(jì)如下：

（一）項(xiàng)目編排。好的學(xué)習(xí)項(xiàng)目，首先應(yīng)能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)其思考，使學(xué)生產(chǎn)生一種解決問題的愿望，所以項(xiàng)目設(shè)計(jì)、編排至關(guān)重要。在課程教學(xué)過程中盡量選擇一些貼近生活、實(shí)用性強(qiáng)的項(xiàng)目，如：報(bào)警器的小制作和00～59計(jì)時(shí)器的制作，等項(xiàng)目。促使學(xué)生把學(xué)到的知識(shí)技能應(yīng)用到日常的學(xué)習(xí)和實(shí)際生活，甚至社會(huì)生產(chǎn)中去。

（二）課堂教學(xué)。在課堂教學(xué)上，圍繞項(xiàng)目所涉及到的知識(shí)點(diǎn)加以剖析和講解，對(duì)其中較為典型硬件知識(shí)，如：數(shù)碼管與單片機(jī)的電路，矩陣鍵盤的工作原理等，以及軟件知識(shí)，如：延時(shí)程序，查表程序，顯示程序等使用頻率較高的程序，讓學(xué)生熟練掌握，為下一步的動(dòng)手實(shí)踐打下良好的理論基礎(chǔ)。同時(shí)，我們利用課堂時(shí)間來集中解決前一個(gè)項(xiàng)目留下的疑難問題，力爭(zhēng)每進(jìn)行一個(gè)項(xiàng)目，就搞懂一個(gè)項(xiàng)目，就掌握一個(gè)項(xiàng)目。

（三）項(xiàng)目實(shí)施。學(xué)生掌握該項(xiàng)目的理論知識(shí)后，按小組分配材料，開展小組交流、討論，組員的分工與協(xié)助，在教師的指導(dǎo)下根據(jù)項(xiàng)目要求進(jìn)行電路的焊接及程序的調(diào)試。

（四）項(xiàng)目總結(jié)。在完成項(xiàng)目后，對(duì)項(xiàng)目中所學(xué)到的知識(shí)和遇到的問題進(jìn)行歸納總結(jié)，并完成報(bào)告。

三、項(xiàng)目實(shí)施

下面通過一個(gè)工作項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)來說明項(xiàng)目教學(xué)具體實(shí)施。

項(xiàng)目名稱：模擬開關(guān)燈

（一）學(xué)習(xí)目標(biāo)

·進(jìn)一步掌握單片機(jī)P0～P3口的輸入輸出含義。

·重點(diǎn)學(xué)習(xí)單片機(jī)指令JB、JNB、JC、JNC、JBC的用法。

·理解多路開關(guān)控制的基本方法。

（二）技能訓(xùn)練目標(biāo)

·會(huì)讀、寫JB、JNB、JC、JNC、JBC指令。

·會(huì)讀、寫多路開關(guān)控制程序。

（三）項(xiàng)目任務(wù)分析

通過開關(guān)K1（接在P3.0端口上）控制發(fā)光二極管L1（接在單片機(jī)P1.0端口上）的開關(guān)狀態(tài)。如果K1合上，L1亮，K1打開，L1熄滅。

（四）操作步驟

第一步：選好硬件并在電路板上將它們焊接好。

第二步：將焊好的電路板通過下載線與電腦連接好。

第三步：檢測(cè)焊好的電路板是否有短路等問題。

第四步：待檢測(cè)無誤后，運(yùn)行Keil軟件，新建工程項(xiàng)目，進(jìn)行工程項(xiàng)目設(shè)置。

第五步：編寫程序。

第六步：編譯、連接、調(diào)試與運(yùn)行，并觀察實(shí)際結(jié)果。

（五）技能檢測(cè)

任務(wù)一：用P3.7接開關(guān)控制P1.5所接發(fā)光二極管的亮滅。

任務(wù)二：用JNB指令重新編寫完成示范性任務(wù)。

任務(wù)三：根據(jù)“多路開關(guān)控制”任務(wù)流程圖編寫程序并進(jìn)行調(diào)試驗(yàn)證。

（六）課后思考

·本項(xiàng)目新學(xué)了那些指令？其功能和用法是怎樣的？

·什么是累加器A，程序狀態(tài)字寄存器PSW和進(jìn)位標(biāo)志位C？

（七）拓展閱讀

按鍵防抖的原理

四、教學(xué)設(shè)計(jì)的改進(jìn)

在學(xué)生完成《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》課程后，我們對(duì)學(xué)生進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)這種教學(xué)方法受到了學(xué)生的普遍歡迎，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)以前覺得很神秘的東西，如夜晚的閃爍的霓虹燈，街上的廣告牌等，現(xiàn)在能通過學(xué)習(xí)也能自己設(shè)計(jì)和制作出來，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)成績(jī)相比傳統(tǒng)教學(xué)有了很大的提高。

雖然此教學(xué)法取得了初步的效果，但因?yàn)閷?shí)施時(shí)間較短，教學(xué)經(jīng)驗(yàn)欠缺，難免存在一些不足之處。如：①項(xiàng)目教學(xué)法中理論與實(shí)踐比重未分配好，導(dǎo)致學(xué)生動(dòng)腦思考，動(dòng)手實(shí)踐的部分較少；②項(xiàng)目涉及到的知識(shí)點(diǎn)比較零散，學(xué)生看到的只是點(diǎn)和線，未形成全面的系統(tǒng)；③在項(xiàng)目實(shí)施中，雖然學(xué)生都能夠參與到項(xiàng)目設(shè)計(jì)中去，但對(duì)單片機(jī)的開發(fā)流程仍不清楚。

為改善以上不足，我們將對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)做如下改進(jìn)：①在本課程開始，就讓學(xué)生明白這個(gè)學(xué)期的任務(wù)就是通過一個(gè)個(gè)產(chǎn)品的開發(fā)、設(shè)計(jì)、制作的過程來學(xué)習(xí)單片機(jī)課程。②選擇難度適中的項(xiàng)目，并對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行合理的編排，做到各項(xiàng)目之間能夠有效的聯(lián)接，并能讓學(xué)生系統(tǒng)的、全面掌握單片機(jī)的知識(shí)。③嚴(yán)格按照單片的開發(fā)流程來完成整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。為此，我們將對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)調(diào)整如下：

（一）課堂教學(xué)

根據(jù)本課程的特點(diǎn)，授課教師注重將本課程的傳統(tǒng)教學(xué)模式（模型加掛圖）與現(xiàn)代教育技術(shù)（多媒體課件）相結(jié)合，在教學(xué)方法上突出啟發(fā)式、討論式、師生互動(dòng)式等形式，使課堂氣氛生動(dòng)活潑，針對(duì)不同的內(nèi)容采用不同的教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生積極思考。根據(jù)學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，在課堂上注重處理好難點(diǎn)與重點(diǎn)、概念與應(yīng)用的關(guān)系，做到精講多練、邊講邊練、講練結(jié)合。以“必需、夠用”為度，選擇具有實(shí)用性、趣味性、直觀性的教學(xué)項(xiàng)目，這樣有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，更有利于學(xué)生的專業(yè)課學(xué)習(xí)。

（二）項(xiàng)目實(shí)施

1、產(chǎn)品設(shè)計(jì)思想及功能分析。根據(jù)在課堂上掌握的理論知識(shí)來提出實(shí)現(xiàn)該產(chǎn)品功能的具體方法，

2、收集整理與產(chǎn)品相關(guān)的信息。本環(huán)節(jié)主要任務(wù)是培養(yǎng)

學(xué)生查找資料的能力。在掌握一定理論的基礎(chǔ)上，要求學(xué)生通過多種途徑（圖書館、網(wǎng)絡(luò)等）尋求相關(guān)的技術(shù)資料，并進(jìn)行整理，不理解的內(nèi)容可在課堂上進(jìn)行討論，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。

3、產(chǎn)品的原理圖和硬件設(shè)計(jì)。其實(shí)任何一個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)都是從原理圖的設(shè)計(jì)開始，在原理圖的設(shè)計(jì)過程中，要求學(xué)生對(duì)前面所學(xué)知識(shí)靈活應(yīng)用，如模擬電路，數(shù)字電路，protel。在這個(gè)過程中，要以學(xué)生自主設(shè)計(jì)為主，對(duì)于任何一個(gè)問題，教師都不輕易給出答案。小組之間展開討論，教師應(yīng)對(duì)討論過程進(jìn)行必要的指導(dǎo)，在討論的過程中讓學(xué)生充分了解實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品某種功能的多種電路的原理和區(qū)別，最后確定最優(yōu)的技術(shù)方案。

4、PCB板的制作。PCB板的設(shè)計(jì)師產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要一步。PCB板應(yīng)有合理的元器件布線、布局及各種抗干擾措施。PCB板的設(shè)計(jì)能力是一個(gè)產(chǎn)品開發(fā)人員的基本技能之一，也是企業(yè)十分注重的能力。

5、電路的調(diào)試。驗(yàn)證原理圖及PCB板正確性的唯一辦法就是通過電路調(diào)試。調(diào)試的過程是檢測(cè)設(shè)計(jì)是否可行的過程，也是把理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際產(chǎn)品的過程。在電路調(diào)試的過程中，能發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，加強(qiáng)對(duì)理論知識(shí)的理解，同時(shí)也能掌握常用儀器儀表的使用，如：萬(wàn)用表，電烙鐵，示波器等，培養(yǎng)學(xué)生分析問題解決問題的能力。

6、系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。以單片機(jī)為核心的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，包括硬件電路和軟件的設(shè)計(jì)，因此軟件在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中占據(jù)十分重要的地位。編寫程序的目的是為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的具體功能，故在編寫程序之前應(yīng)該讓學(xué)生充分了解該程序是為了實(shí)現(xiàn)什么功能，然后畫出程序流程圖，再分別寫出每個(gè)模塊的程序。在完成程序后對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試，以達(dá)到產(chǎn)品預(yù)期的效果。

7、項(xiàng)目總結(jié)。在完成以上的工作后，整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)及制作基本完成，教師安排分小組討論在項(xiàng)目實(shí)施過程中所學(xué)到的知識(shí)，在項(xiàng)目中所遇到的問題，或項(xiàng)目有待改進(jìn)創(chuàng)新的地方提出自己的見解進(jìn)行總結(jié)并形成文字歸檔。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，針對(duì)于單片機(jī)這種側(cè)重實(shí)踐應(yīng)用的課程，如果采用傳統(tǒng)集中式理論授課方式，將無法將理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也較難提高學(xué)生設(shè)計(jì)開發(fā)的技術(shù)能力，不符合高職教育以就業(yè)為導(dǎo)向的培養(yǎng)目標(biāo)。采用項(xiàng)目式教學(xué)可以在項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)過程中進(jìn)行模塊化的理論教學(xué)，將抽象的理論寓于淺顯的實(shí)踐中，使得理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合在一起，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識(shí)，有利于培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和較強(qiáng)的動(dòng)手能力。

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