朱斌 曹漫祥 邢應壽 黃江波

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2015.36.221

摘 要：《單片機原理及應用》是工科電類的專業(yè)主干課程之一，在其教學過程中引入項目驅動教學模式對實現專業(yè)人才培養(yǎng)目標具有重要的現實意義。文章闡釋了項目驅動教學模式的內涵及特點，對項目驅動教學模式在《單片機原理及應用》課程中的實際應用情況做了詳細介紹。實踐證明，項目驅動教學模式是提升工科大學生工程素質有效方式，對提高學校教學質量和學生的就業(yè)能力具有重要作用。

關鍵詞：項目驅動 教學模式 實踐教學 教學質量

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）12（c）-0221-03

《單片機原理及應用》課程是工科電類專業(yè)的一門應用性很強的課程，對培養(yǎng)學生的工程思維能力和動手實踐能力具有積極的促進作用，在實現專業(yè)人才培養(yǎng)目標的過程中也起著非常重要的作用。課題組在對電子信息科學與技術、測控技術與儀器、應用電子技術等專業(yè)的行業(yè)崗位需求分析的基礎上，修改了專業(yè)人才培養(yǎng)目標和課程教學大綱，并將這門課程定位為重要的專業(yè)主干課程。在教學模式中注重應用能力和工程素質的培養(yǎng)，引入了項目驅動教學模式并取得了很好的效果，得到了同行專家的好評。

1 項目驅動教學模式

1.1 項目驅動教學模式的內涵

項目驅動教學模式是以學生為中心，以項目為載體，在學校實驗室模擬企業(yè)產品開發(fā)流程的教學模式。在教學活動中，學生在教師的組織、引導下，通過自主研究，完成一個具體的、具有實際應用價值的產品的設計開發(fā)，學生在設計開發(fā)的過程中學習專業(yè)知識，并達到對所學知識的融會貫通和進一步探索[1]。

項目驅動教學模式是一種吸收了探究式教學、任務驅動教學和案例教學特點的教學模式。對學生而言，“項目驅動”是一種學習方法，適用于學習各類實踐性和操作性較強的知識和技能，利于學生明確學習目標。對教師來說，“項目驅動”是一種建立在構建主義理論基礎上的教學方法，適于培養(yǎng)學生自主學習、分析問題和解決問題的能力[2]。

1.2 項目驅動教學模式的特點

（1）以學生為中心。

在傳統的“教師在臺上演，學生在臺下看”的教學模式中，學生的主體地位難以得到體現，學生把學習任務當作負擔，知識的學習是在一種被動的狀態(tài)下進行的，學習的主動性、積極性得不到有效挖掘。

以學生為中心是項目驅動教學模式最重要的特點。從項目的調研開始，到項目的立項、方案確立、產品的設計、制作與調試以及報告的完成，都由學生自主進行，實現學生完全自主實踐，讓學生的創(chuàng)新能力、實踐能力、協作能力得以充分發(fā)揮[3]。在實踐教學過程中，教師對學生自主選定的實踐內容進行指導時應充分尊重學生的想法和見解，從而有效地促進學生創(chuàng)造潛能的發(fā)揮，并通過引導的方式，使學生自主實踐符合專業(yè)培養(yǎng)目標和課程教學大綱的要求。

（2）以項目為中心。

以往的實踐教學多以課本為中心，知識面比較狹窄，專業(yè)知識之間的聯系不密切，學生很難做到知識的融會貫通，而項目驅動教學模式則能很好地克服這些弊端。在項目驅動教學模式下，以完成具體的項目為載體，教師把教學內容巧妙融入到單個項目中，讓學生分組完成具體的項目，以此提高學生的知識應用和融會貫通的能力，從而提高學生的崗位職業(yè)技能，提升學生的工程素質。

在項目驅動教學模式中，學生的實踐活動都是圍繞項目來進行的[4]，教師以項目為載體，將學習內容隱含于不同階段的具體項目之中，師生間的教與學都緊緊圍繞項目的實施展開，并引入企業(yè)背景，整個教學活動被模擬成在企業(yè)中完成特定的工作項目，學生的學習主動性和積極性大大提高。

（3）以實際為中心。

“項目驅動”的一個首要前提是要有合適的項目。教師或教師指導學生在準備項目時必須先經過市場調研，以具有相同或相似技能要求的“崗位群”為調查對象，提煉出實用性、通用性、教學性均較強的項目，實現從以課堂為中心到以實際為中心的轉變。

在項目驅動教學模式下，學生在選擇實踐項目時，首先要對自己的實踐能力進行自我評估，然后再自主組建項目開發(fā)團隊，確定實踐項目的內容和進度計劃。指導教師根據學生提出的項目內容，依據學生的需要進行個別指導，克服了目前的傳統教學模式帶來的“基礎好的學生吃不飽，基礎差的學生吃不了”的不足，真正做到因材施教，按需教學，使實踐教學過程形成師生良性互動[4]。

2 項目驅動教學模式在單片機實踐教學中的應用

單片機課程是電類專業(yè)的專業(yè)主干課，具有綜合性與實踐性兩大特點，特別是動手能力和綜合應用能力是學好這類課程的關鍵。如何有效提高學生的學習主動性，使學生在有限的實踐教學中真正提高對實際系統的認識和實際應用能力，是一個值得探討的問題。根據單片機課程的特點，將項目驅動法應用于這門課程的教學是可行的，項目驅動教學模式在單片機實踐教學中的應用分為項目立項、產品設計、產品制作與調試、設計報告撰寫和實踐考評5個階段。

（1）項目立項。

項目立項指學生和指導教師在進行市場調查和大量查閱相關文獻資料的基礎上，確定實踐題目及內容，并下達設計任務的調研活動。項目立項對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力具有重要的促進作用，意義重大?？紤]到學生對知識的掌握程度不盡相同，可將項目分為三個層次，學生可根據對基礎知識的掌握程度，自由選題，不同類型的學生都能受到工程實踐方面的訓練，能力得到提高，盡可能地做到因材施教。第一層次是基礎型：教師布置項目后，學生根據已掌握的理論知識，經過分析和綜合，基本上可以完成設計內容；第二層次是提高型：項目內容涉及多個部分，難度很大的部分由教師給出原理框圖；第三層次是綜合型：這類項目多來自于電子設計競賽、教師的科研課題和企業(yè)的工程實際，難度較大。同時鼓勵學生自主選定項目，充分發(fā)揮學生的能動作用，鼓勵學生積極創(chuàng)新。積極鼓勵學生選擇具有一定挑戰(zhàn)性、難度較大的設計題目，當然學生也可根據自己的興趣和愛好，自定選定項目和任務，教師審定合格后便可立項實施。

（2）產品設計。

項目立項后，學生根據下達的任務要求并結合自身的實際進行設計，在前期相關資料查閱基礎上，提出多種設計方案，并與指導教師進行交流、討論，最終確定設計方案。為充分利用網絡資源的優(yōu)勢，積極鼓勵學生通過網絡查找資料，教師可為學生提供一些網址信息，指導學生完成方案的設計工作。

方案設計論證成熟后，學生即可進行硬件電路和軟件的設計。這一過程對訓練學生的計算機輔助設計能力有很大幫助，包括電路板的計算機輔助設計，電路系統的計算機仿真，專用編程軟件的使用等，同時也是對學生所學知識的綜合應用。

在電路制板之前，學生可充分利用已有的EDA資源平臺（Multisim、OrCAD、Protel、Proteus等仿真軟件及Keil編程軟件），進行軟件設計和印刷電路板的設計與仿真。虛擬平臺的使用可使學生縮短系統的設計周期，減少儀器儀表及元器件的損壞，提高了學生的動手能力和分析應用能力。

（3）產品制作與調試。

學生設計好的電路經指導教師檢查無誤后開始制作電路板。制作過程中，學生自行完成切板、腐蝕和打孔等工作，幫助學生掌握基本的電路板制板技術，同時對電子系統的整個設計過程要有較全面的感性認識。同時要求學生掌握原件的識別和測試能力、儀器儀表的使用能力、手工焊接與拆焊能力、單片機編程應用能力、裝配與調試能力等。這個環(huán)節(jié)學生可以按照項目任務書的要求對設計作品的各項指標進行測試，并對測試結果進行分析，根據分析結果提出改進和完善辦法。

（4）設計報告撰寫。

根據設計步驟寫出項目設計報告，包括方案論證、系統結構及原理、性能參數、誤差分析、結果分析討論等。鼓勵學生提出建議，并對有獨到創(chuàng)見的學生給予適當加分。項目報告是對整個設計過程的凝練和提升，也是進行工程交流的重要文獻資料[5]。通過撰寫項目設計報告，可培養(yǎng)學生撰寫工程技術文檔的能力。

（5）實踐考評。

項目實行全程考核機制，即在設計過程的每個階段，導師都對學生的設計態(tài)度、設計完成情況等各個方面作出綜合評價。對不同層次的項目課題，用難度系數來加以區(qū)分，綜合型難度系數最高，提高型次之，基礎型最低。最終的設計成績?yōu)榭傇u成績乘以相應項目課題的難度系數得到。

教師按項目任務書要求，驗收作品，提出明確意見和建議并評分。作品驗收主要檢查系統設計的功能是否完全實現，并就項目的相關問題以答辯的形式對學生進行考核。項目作品所占的比例應該結合學生的具體情況動態(tài)調整，避免要求過高導致學生成績普遍偏低，同時也要鼓勵學生做出實實在在的作品。

3 教學效果

項目驅動教學模式，體現了將“崗位能力”作為出發(fā)點和歸宿[6]，使教學內容緊緊圍繞專業(yè)人才培養(yǎng)目標。“項目驅動”充分體現了以學生為中心、以項目為載體、以實際應用為目的的教學理念，通過引導學生體驗工程項目從需求分析、方案設計直到最終實現的流程，從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、動手能力和實際應用能力，提升了學生的工程素質和崗位職業(yè)能力。

項目驅動教學模式在我校單片機課程中的應用，極大地提高了學生對單片機的學習興趣和積極性，這一教學模式的應用使學生的動手能力和應用能力都得到了很大提高，取得了很好的效果。近年，我校學生在全國大學生電子設計競賽、“Actel”杯中國大學生FPGA設計大賽、“ZLG杯”中國大學生ARM嵌入式系統電子設計競賽、“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術科技作品競賽、重慶大學生“盛群杯”單片機應用設計競賽等比賽中均取得了滿意的成績。

4 結語

高等工程教育最終應當回歸工程[7]，項目驅動教學模式符合工科專業(yè)的人才培養(yǎng)目標，深受師生的喜愛，充分體現了以學生為本，以培養(yǎng)目標為核心，以服務區(qū)域經濟就業(yè)為目標，對學生的工程素質的提升具有極大的促進作用。幾年的教學實踐證明，項目驅動教學模式通過工程項目將專業(yè)人才培養(yǎng)目標與教學活動、教師和學生、學生就業(yè)目標與企業(yè)需求緊密聯系起來，為培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新精神探索出了一條可行之路，并將在今后的教學實踐中發(fā)揮更大的作用。

參考文獻

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