彭志剛

(湖南工業(yè)職業(yè)技術學院 電氣工程系， 湖南 長沙 410208)

項目層次化在“單片機技術”課程教學中的應用

彭志剛

(湖南工業(yè)職業(yè)技術學院 電氣工程系， 湖南 長沙 410208)

針對當前“單片機技術”課程普遍采用的項目式教學法以及傳統(tǒng)教學模式教學內容單一的特點，本文提出了將項目設計成不同層次來實施課程教學的模式，給出具體實例說明項目層次化教學的過程。實踐證明，項目層次化對學生創(chuàng)造能力的培養(yǎng)、教學相長、學生選擇教學內容、提高自主學習能力以及項目考核方面能起到良好的作用

單片機技術；項目層次化；分層次教學

0 引言

目前，“單片機技術”課程常采用模塊化、項目化合一的教學方法，收到了良好的教學效果[1～3]。但這種教學方式，沒有充分考慮到學生個體的差異，對所有學生的教學內容一樣，學習要求一樣，學生的創(chuàng)新能力、自主學習能力和個體差異性難以發(fā)揮出來。文獻[4]提到采用項目分層次教學加以改善，但沒有具體實施過程。筆者在近年教學工作中嘗試將“單片機技術”課程的一個項目設計成三個不同層次來組織教學，充分考慮到學生的個體差異，做到因人施教。

實踐證明，這種教學模式對于學生創(chuàng)造能力的培養(yǎng)、教學相長、學生個性發(fā)展、激發(fā)其學習潛能都起到了良好的作用。

1 項目層次化設計

筆者嘗試的具體過程如下：首先將本課程分解成7個項目，每個項目設計成3個層次，每個層次具有相對獨立性，層次之間保持密切的聯(lián)系，且具有擴展性，即后一個層次是在前一個層次基礎之上進行功能擴展而實現(xiàn)的，使層次內容由點到面，由簡單到復雜，體現(xiàn)每個項目的綜合性和系統(tǒng)性[5]。所設計的項目層次如表1所示。

表1 項目層次化設計表

項目層次化設計時，“基礎層次”是重點，包含了本項目必備的知識與技能，又是“提高層次”和“發(fā)揮層次”得以實現(xiàn)的基石?！疤岣邔哟巍痹谟布O計與軟件設計上比基礎層次復雜些，綜合性更強，學生需要較強的綜合知識與技能才能完成。“發(fā)揮層次”靈活性更大，功能沒有限制，學生可以在教師提出的要求之外再提出其它功能并實現(xiàn)，因此“發(fā)揮層次”留給學生更多的發(fā)揮空間。

2 項目層次化教學舉例

以“定時與中斷”項目教學為例，“基礎層次”為簡易數(shù)字鐘，要求能顯示時、分和秒即可。“提高層次”是在基礎層次的基礎上增加按鍵，用于控制數(shù)字鐘的啟動、停止和清零功能，該層次留給學習興趣高、學習能力強的學生。“發(fā)揮層次”是在前兩個層次基礎上進一步增加時間可調、整點報時提示及提高計時精度,減小計時誤差等功能[6]，該層次是留給有鉆研精神的學生完成。由于層次之間的銜接性，學生只有將項目的前一層次任務完成后才可以做后一層次。

教學實施過程中，重點介紹基礎層次所需知識，如定時器/計數(shù)器的工作原理，與定時器/計數(shù)器有關的特殊功能寄存器以及定時器的工作方式和計數(shù)初值的計算，數(shù)碼管動態(tài)顯示原理。詳細講述數(shù)字鐘硬件電路的設計原理與制作注意事項以及C51控制程序的編寫。確保所有學生都能完成基礎層次的功能，以便學生掌握該項目所需的知識和技能。學生完成基礎層次后，可以根據(jù)自己的情況選擇是否進入“提高層次”。對于“提高層次”，教師只給予適當提示，提出方法與思路，并不針對所有學生。鼓勵完成“提高層次”的學生進入“發(fā)揮層次”，如果課堂上不能全部完成可以通過課后查閱資料、相互討論來完成，三層次對應的電路硬件框圖如圖1所示。

圖1 數(shù)字鐘電路硬件框圖

程序設計上，也是分層次，“基礎層次”程序由主函數(shù)、顯示函數(shù)和定時器中斷函數(shù)構成?！疤岣邔哟巍痹凇盎A層次”之上增加了按鍵檢測函數(shù)，用于識別按鍵來控制數(shù)字鐘的啟動、停止和清零功能?！鞍l(fā)揮層次”在“提高層次”之上增加了整時判斷和整時提示函數(shù)。三層次的流程圖如圖2所示。因此，項目在軟件設計上也是前后相連，環(huán)環(huán)相扣，體現(xiàn)了層次之間的相互聯(lián)系與擴展性。

(a)“基礎層次”流程圖 (b)“提高層次”流程圖 (c)“發(fā)揮層次”流程圖

項目小結評比時，從“提高層次”和“發(fā)揮層次”完成得好的學生中各選一個代表，在課堂上展示自己的作品，以教師身份介紹功能實現(xiàn)的具體方法。學生的示范作用，即能活躍課堂氣氛，又能促進學生之間的相互學習。

3 項目層次化教學的作用

1) 有利于自主選擇項目層次

將項目設計成不同層次后，學生可以根據(jù)自己的特點、興趣來選擇學習內容。如部分學生由于基礎知識薄弱，學習上比較吃力，完成“基礎層次”內容就達到了學習目的。學習能力強的學生可以選擇“提高層次”與“發(fā)揮層次”來提高知識技能水平，這樣學生在學習上有了選擇余地，既能保證教學效果，又允許個體差異的存在。

2)有利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

項目的“發(fā)揮層次”沒有功能限制，留給學生更多的發(fā)揮空間。如設計數(shù)字鐘時，有的學生顯示元件不采用LED數(shù)碼管，而是采用低功耗的液晶顯示器，整點提示功能除了用蜂鳴器外，有的學生還嘗試用語音模塊實現(xiàn)語音報時。這種創(chuàng)新能力的培養(yǎng)正是我們教學過程中所冀望的，同時，可以將優(yōu)秀學生選拔出來，作為競賽的人才加以培養(yǎng)。

3) 教學相長

將項目設計成不同的層次，也是對教師的一種考驗，教師要根據(jù)學生的特點、知識技能的掌握程度將項目設計成不同層次，特別是“發(fā)揮層次”屬于較難部分，學生可能會向教師請教，教師要有充分的準備才能解答學生的問題。同時，學生完成項目過程中新思想、新方法也可與教師交流。因此，教師教學過程中也可以從學生中獲得新的思想與方法，這是一個教學相長的過程。

4) 有利于課外學習

“提高層次”和“發(fā)揮層次”的功能難以在課堂內全部完成，需要學生在課外完成，這樣便于學生課外學習交流，培養(yǎng)學生的自主學習能力。學習過程中需查閱資料，與同學討論，所有這些能力的培養(yǎng)對今后的工作是有很大幫助的。

5) 便于項目考核

現(xiàn)在課程考核普遍采用學習過程考核方式[6]，其中項目考核是一項重要指標，而且占了很大的比重，教師根據(jù)項目分層次的完成情況，很容易、合理地給出學生的項目成績，也便于教師更好地了解學生的學習情況[7]。

4 結語

經過2年的實踐教學探索，學生選擇項目各層次的比例基本恒定，“基礎層次”約占70%，“提高層次”約占20%，“發(fā)揮層次”約占10%，該比例分布符合學生的認知和學習規(guī)律。項目層次化后，讓學生既能掌握基本知識和技能，確保課程的教學效果，又為提高能力、拓寬知識面提供了空間，同時還能激發(fā)學生的學習興趣，提高學生的知識技能綜合運用能力。到底將項目分為幾個層次更合適，怎樣更科學合理地實施分層次教學仍值得探討。

[1] 謝芳芳,胡邦南. 比較式項目教學在單片機課程中的應用[J].南京： 電氣電子教學學報, 2014, 36(5):116-118

[2] 葉瑋琳. 單片機教學中學生能力辨識與提升[J].南京：電氣電子教學學報, 2014 ,36(4):20-21

[3] 田會峰，周瑜等.面向應用性人才的“單片機”課程教學改革[J].南京：電氣電子教學學報, 2014 ,36(6):47-49

[4] 張婧婧，李勇偉. 單片機課程的項目驅動教學與研究[J].南京：電氣電子教學學報, 2014 ,36(6):87-88

[5] 王靜霞.單片機應用技術(C語言版)第2版[M] 北京:電子工業(yè)出版社 , 2014.5

[6] 劉帆，林育茲等.用C51語言實現(xiàn)單片機高精度定時的新算法[J].北京:電氣技術, 2008(3):34-37.

[7] 馬世榜，郭愛玲.單片機課程教學改革探索與實踐[J].南陽:南陽師范學院學報，2014,13(12)：68-70.

Application of MCU Technology Teaching Based on Project Hierarchy

PENG Zhi-gang

(DepartmentofElectricalEngineering，HunanIndustryPolytechicCollege,Changsha410208,China)

In allusion to widespread project-based teaching methods for the MCU Technology course, and traditional teaching mode of teaching content with single features, this paper presents the project design into different levels to implement curriculum teaching mode, and gives specific examples to illustrate teaching process with project hierarchy. It has been founded that the project hierarchy has a good effect on cultivation of students' creative ability, the teachers and students to choose teaching content, the improvement of the autonomous learning ability and assessment of the project.

MCU technology； project hierarchy； teaching at different levels

2015-06-17;

2015-09- 08

彭志剛(1974-)，男，講師，主要從事微電子技術的教學與研究工作,E-mail:879635559@qq.com

G712

A

1008-0686(2016)02-0116-03