賈 飛

(黃岡職業(yè)技術學院，湖北 黃岡 438002)

單片機技術課程中項目教學法的應用案例

賈 飛

(黃岡職業(yè)技術學院，湖北 黃岡 438002)

在單片機技術課程教學過程中，改變傳統的教學方式，引用項目教學法來完成單片機技術教學，既能夠有效地激發(fā)學生對單片機的興趣，同時能夠培養(yǎng)學生自學能力、溝通能力和分析解決問題的能力，提高學生的綜合素質水平，提升綜合競爭實力。

單片機；學生；項目教學法

引言

工科專業(yè)的課程，往往都是以實踐為基礎的課程，單片機就是一門綜合性的課程，需要綜合理論和實踐，才能夠完成單片機的學習。要將理論與實踐相結合，可以使用項目教學法，由教師給同學們選擇合適的項目，并根據項目的內容布置任務，同學們通過完成任務來逐漸完成項目，最終展示項目的成果。所以項目教學法，就是要同學們通過自己動手實踐來學習知識，這是項目教學法的一個非常顯著的特點。通過實踐，學生才能夠掌握單片機的知識，學到操作技能，同時能夠比較有效地提升其自主學習能力和合作意識、協調能力等，提升自身職業(yè)素養(yǎng)，使得綜合實力得到提升。

單片機的應用非常廣泛，很多電子產品和機械產品中，都需要使用單片機來幫助實現功能，所以對單片機的應用，能夠使得自動控制系統實現更多的性能，也能夠更新它的設計思路，使得自動控制系統及微控制技術獲得更加廣闊的發(fā)展前景。但是單片機課程本身是一門比較難懂的課程，在傳統的單片機課堂中，很多學生難以理解這門課程的內容，學習難度比較大，容易對其失去興趣。這門課程中還包含很多編程內容，使得學生更加難以理解和掌握。尤其是高職院校的學生，本身學習基礎比較差，面對這門課程會感到學習難度很大。單片機課程的抽象性，給學生的學習帶來很大的阻礙，致使單片機的教學效果很難達到預期。對單片機的學習不應該停留在理論階段，而是應當結合實踐，幫助同學們融會貫通，真正掌握單片機知識和技術[1]。

1 傳統單片機教學過程中存在的問題

1.1 課程內容缺乏連貫性

對于知識的學習，應當形成一個比較完整的知識體系和結構，能夠幫助學生理解課程內容。當前使用傳統的方式對單片機進行教學，是由教師在課堂上傳授單片機的基礎知識，包括定時器、計數器等，這些都屬于單片機編程的一部分，需要同學們掌握。但是教師的講解，同學們很難將多個教學板塊聯系起來，無法連接成為一個知識體系，這就容易造成對單片機這門課程缺乏系統的認識，導致單片機學習效果不好。

1.2 授課方式枯燥

當前傳統的單片機授課方式，就是教師講授的方式，同學們完全處于被動接受知識的狀態(tài)，再加上課程本身比較枯燥難懂，這樣的授課方式很難吸引學生的注意力，無法培養(yǎng)學生的自主學習能力，還可能讓學生產生抗拒的心理。單片機在應用過程中，不乏編程內容，這樣的授課方式會讓學生缺乏自主鍛煉的機會，無法真正掌握單片機知識和技能。

1.3 缺乏理論教學和實踐教學的銜接

將理論教學和實踐教學聯系起來，才能夠使得同學們在實踐中理解理論知識，在學習理論知識時聯系實踐，融會貫通。但是當前使用傳統的教學方式完成單片機的教學，往往會忽視理論教學和實踐教學的銜接，而實踐教學內容也缺乏針對性。可能有一些高職院校在單片機實踐教學過程中，使用單片機開發(fā)試驗箱，來讓同學們做實驗鍛煉實踐能力，但是這些實驗大多是驗證性的實驗，同學們在現有的硬件基礎上按照圖示完成線路圖的連接。這個過程缺乏硬件設計的過程，以致學生即使參與了單片機的實踐教學，也不能夠掌握單片機的實際使用和硬件設計方式，難以真正掌握單片機這門課程[2]。

2 項目教學法概述

項目教學法是一種比較新型的教學方式，改變了傳統課堂上教師向學生傳輸知識的模式，它是教師對學生起引導作用，引導學生完成一個比較完整的項目，讓學生能夠在完成項目的過程中，將理論知識和實踐知識相結合，幫助學生掌握理論知識和實踐技能，能夠讓學生在完成項目的過程中，了解問題的解決思路，同時使學生的合作精神和意識得到提升，提升其綜合能力。在單片機技術課程的教學過程中使用項目教學法，就是將教學內容劃分為多個項目，然后由教師將這些項目布置給學生，同時給學生布置需要完成的任務。學生根據項目的要求來進行實踐，以完成項目的功能。在完成項目的過程中，并非所有的知識都是已經學過的，學生自己需要通過查閱資料、自學等來完成項目，幫助提升自主學習能力。最終由學生實現單片機硬件電路的設計以及調試等，并使整個系統無故障運行。

對于項目的設計，應當規(guī)避傳統單片機教學方法的缺點，比如在實踐教學中，引入硬件電路的設計和制作，以此作為一個項目讓學生完成。其目的在于將課程和單片機項目聯系起來，學生在完成項目的過程中，對自己需要的資料和信息進行收集整理，還要完成方案的設計以及逐步實施項目。引入項目教學法，不僅僅是為了讓學生能夠掌握單片機知識，還在于實施項目教學法的過程中，幫助學生提升自己的綜合素質和能力。所以在項目的設計過程中，應當充分考慮這一點，比如增加合作項目、設立拔高項目等，幫助學生提升合作能力和探究意識等。同時，項目應當選擇真實生產中的項目，讓學生完成項目的過程中，能夠接觸到真實的操作場景。

在選擇項目的過程中，也應當更加慎重和認真。項目教學法的重點，就在于項目的選擇，項目選擇的水平，將直接影響到項目教學的效果，教師應當在完成項目的過程中，給予有效的指導。對于項目的選擇，應當注意以下幾點。其一，需要以單片機課程的教學內容為主線，選擇與教學內容相近的項目，方便學生對已經學習的知識進行鞏固和拓展。其二，遵循由易到難的原則，讓學生的項目實踐能夠循序漸進，避免由于項目過于簡單，而讓學生沒有實踐的興趣，也要避免由于項目過難，致使學生對學習單片機失去信心。比如可以在項目進行的初期，選擇一些簡單的程序讓學生完成編程，而中期就可以讓學生完成對電路的控制，后期可以讓學生完成一些綜合性的項目，讓學生能夠參與設計。注意這些項目選擇的原則，要選擇比較適合學生的項目，幫助學生通過項目教學法來提升個人綜合能力。

3 項目教學法的實施和應用

3.1 展示教師項目作品

在給同學們布置任務之前，教師應當將所有的項目完成，發(fā)現每一個項目在完成過程中的難點和容易出錯的地方，然后將項目的最終形態(tài)展示給學生，讓同學們能夠對項目的最終目標，具有比較清晰的認識，能夠確定實施項目的方向。教師在完成項目過程中熟悉了項目，了解項目中需要使用的工具和知識技術，可以將這些知識提前傳授給學生，使學生更加順利地完成項目[3]。

3.2 布置項目及其任務

項目教學法，一般而言，是為了培養(yǎng)學生的綜合素質能力，因此一般選擇團隊合作的方式，來鍛煉學生的團隊協作能力和交流能力。讓學生3-4人為一組，并由學生自己推選小組長，由組長負責每一組任務的分配。每一個小組都負責一個項目，而項目任務分為三個難度，分別是基本任務、一般任務和拓展任務。所有小組都應當完成基本任務和一般任務，可以選擇是否完成拓展任務。

3.3 實施項目任務

學生在完成項目之前，應當對項目進行整體的分析，分析應當使用哪些基本知識，然后查閱相關的資料，以獲取完成任務的知識。小組成員在真正實施項目任務之前，需要開會討論分工以及如何實施這些任務，確定思路和方向；可以共同完成電路原理圖的設計，并設計程序流程圖；之后教師根據電路原理圖和程序流程圖來判斷是否可行，并給予指導。然后小組就可以分工合作，來完成電路并編寫程序，進行項目的調試并書寫報告。如果在項目實施過程中出現問題，小組內部應當積極討論，發(fā)現問題原因并解決問題，直到完成項目任務，實現項目的功能。比如一個小組實施的項目，是實現彩燈電路的循環(huán)，小組可以首先將這個項目拆分為四個子項目，分別是將發(fā)光二極管點亮、實現發(fā)光二極管的閃爍、使用單片機對發(fā)光二極管進行控制、實現流水燈效果。小組可以選擇共同完成每一個子項目，也可以將子項目分別分配給不同的成員，經過設計、組裝、調試等多個步驟，完成項目的設計。在這個過程中，可以讓學生自己收集資料信息、對方案進行設計、完成電路，這利于學生掌握單片機的原理和運用，提升他們的合作能力和動手能力等。

3.4 展示學生項目成果

學生在通過分工配合完成項目、實現項目功能之后，需要在課堂上，對小組的項目成果進行展示。首先使用PPT的形式，給大家講解項目需要實現的功能、項目的設計目標、項目設計思路，以及項目中需要使用的知識等。然后展示在設計過程中硬件電路的設計以及程序的設計，在實施項目過程中遇到的問題及其解決辦法。之后將項目作品展示給大家，并進行演示。

3.5 對項目成果進行評價

在項目成果展示之后，可以先開展學生之間的相互批評和自我批評，發(fā)現項目實施過程中的問題，比如合作不積極、項目功能不完善等，大家相互借鑒，從而在下一次項目教學法過程中，能夠克服這一次的問題，達到更好的項目教學效果。然后由教師對每一組學生的項目實施過程及成果進行評價，按照一定的比重，來對項目實施的各項過程及結果進行評價，比如項目成果總體占40 %，項目實施過程評價占60 %，將其進行細化，就是要求項目基本任務占10 %，一般任務占20 %，拓展任務占10 %，根據任務的完成程度以及功能的實現是否完善來進行評價。而項目實施過程，可以分為設計方案、項目總結報告以及平時的綜合表現等，分別占10 %、10 %和40 %。其中，對學生綜合表現的評價，需要參照學生在任務實施過程中的積極程度、分析問題和解決問題的能力、是否積極與小組成員配合等，進行綜合評價。比如在流水燈設計中，如果有學生不服從組長的安排，不與其他小組成員進行配合，在綜合表現評價中就要體現出來。如果有學生分析問題和解決問題的能力比較強，在小組中發(fā)揮了非常重要的作用，那么在綜合評價中就比其他學生分數高。這樣體現出每一個學生的實際表現評分，讓學生能夠發(fā)現自己的優(yōu)勢和問題，從而有方向、有針對性地提高自己的能力。

4 項目教學法能夠實現的效果

4.1 能夠有效地激發(fā)學生的學習興趣和動力

使用項目教學法，改變了傳統的教學方式，改變了以教師給學生灌輸知識為主的教學模式，可以使得學生在課堂中的參與度更高，尤其針對單片機技術這門技術性、實踐性很強的課程而言，項目教學法可以使學生加強在課堂和課下的動手操作能力，真正參與到單片機技術的學習中，將理論知識和實踐技能相結合，提高學習單片機知識的積極性和興趣。而學生本身參與實踐完成項目，需要比較自主地搜集相關的資料并學習涉及到的知識，能夠有效地提升其自主學習能力，使單片機技術課程與電子專業(yè)的課程體系得到整合，從而幫助學生形成比較完整的知識體系。

4.2 有效地培養(yǎng)學生的溝通能力和合作意識

項目教學法的實施往往都是分組進行，一般要求3-4人為一組，可以根據項目的難易程度來靈活控制。小組成員都會負責不同的子項目或是不同的工作，共同參與項目的實施，集思廣益，各自提出自己的想法和方案思路，大家商議之后制定一個思路，并根據這個思路編寫程序、連接硬件等，同時針對項目中的問題共同討論制定解決方案。所有的小組成員不僅需要發(fā)表自己的看法，也需要考慮他人的思路，加強溝通，從而有效地培養(yǎng)學生的交流和溝通的能力，培養(yǎng)團隊意識。

4.3 能夠有效地培養(yǎng)學生分析解決問題的能力

在實施項目教學法的過程中，同學們都需要根據項目的內容來收集信息，自行設計方案和實現硬件電路，還需要根據項目功能編寫程序，并進行調試直到實現功能為止。在每一個環(huán)節(jié)中都有可能出現問題，導致項目無法繼續(xù)，這時學生就需要查閱資料等來分析問題并解決問題，從而有效地培養(yǎng)他們分析解決問題的能力。

[1]李雪峰. 教學工廠理念在單片機項目教學中的應用[J]. 電子世界，2013(13)：41.

[2]胡敬朋. 單片機項目教學研究及實踐[J]. 電氣電子教學學報，2012(07)：43-44.

[3]張素琴. 論“產品導向、項目遞進”式單片機項目教學中的項目設置和內容設計[J]. 常州信息職業(yè)技術學院學報，2010(04)：21-22.

SingleChipMicrocomputerTechnologyProjectTeachingMethodintheCourseofApplication

JIA Fei

(Huanggang Polytechnic College, Huanggang, Hubei 438002)

In the course of single-chip microcomputer technology teaching process, the need to change the traditional way of teaching and the introduction of project-based teaching method to complete single-chip microcomputer technology teaching, can effectively stimulate students interest in SCM. At the same time it can cultivate the students' self-study ability, communication ability and analysis ability to solve problems, improve the comprehensive quality of students and promote comprehensive competitive power.

single chip microcomputer; students; project-based teaching

G712

A

1008-8156(2017)03-0075-03

2017-03-15

2017-05-10

賈 飛(1982-)，男，湖北黃岡人，講師，碩士。研究方向：電子信息專業(yè)教學。