周明君

（珠海市技師學(xué)院，廣東 珠海 519000）

“單片機(jī)”課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，內(nèi)容抽象、理論性較強(qiáng)，學(xué)生較難理解。教師授課時(shí)如果把“單片機(jī)”課程當(dāng)成純理論課來講，學(xué)生會(huì)感到難懂而難學(xué)?！绊?xiàng)目教學(xué)法”特點(diǎn)是“以項(xiàng)目為主線、教師為引導(dǎo)、學(xué)生為主體”，運(yùn)用理論和實(shí)踐相結(jié)合的知識(shí)和技能［1］，為學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)；將內(nèi)容分解為一個(gè)具體的工程或項(xiàng)目，設(shè)計(jì)出項(xiàng)目教學(xué)任務(wù)，設(shè)計(jì)教學(xué)思路，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、分析問題、解決問題的能力。以“LED熒光棒”項(xiàng)目為例，對(duì)項(xiàng)目教學(xué)法進(jìn)行探索與實(shí)踐。

1 課程設(shè)計(jì)思路

根據(jù)珠海市技師學(xué)院“單片機(jī)”課程的教學(xué)大綱，在第四學(xué)期開設(shè)“單片機(jī)”課程，以“LED熒光棒”實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目為例，將實(shí)訓(xùn)課程分解為項(xiàng)目教學(xué)進(jìn)行。教學(xué)項(xiàng)目的程序編碼和項(xiàng)目原理圖采用項(xiàng)目任務(wù)式，軟件畫圖、軟件編程、程序加載、電路設(shè)計(jì)及調(diào)試，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生解決工程實(shí)際問題和綜合應(yīng)用的能力。

2 課程設(shè)計(jì)方案

項(xiàng)目教學(xué)是一個(gè)以項(xiàng)目形式實(shí)施，將教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重難點(diǎn)、教學(xué)方法、教學(xué)步驟與時(shí)間分配等環(huán)節(jié)進(jìn)行整合，了解學(xué)生自身?xiàng)l件，進(jìn)行知識(shí)與能力的分層教學(xué)方式。項(xiàng)目教學(xué)需要分別設(shè)計(jì)基礎(chǔ)層、提高層及拓展層。學(xué)生完成任務(wù)既是學(xué)習(xí)教學(xué)內(nèi)容，也是綜合應(yīng)用教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)任務(wù)設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 教學(xué)任務(wù)設(shè)計(jì)

項(xiàng)目教學(xué)任務(wù)關(guān)鍵是創(chuàng)造出真實(shí)職業(yè)情境，包括教學(xué)目的、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)設(shè)備等。教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己的設(shè)計(jì)，提出電路的功能，引導(dǎo)學(xué)生解決問題，培養(yǎng)其發(fā)現(xiàn)問題、解決實(shí)際問題的能力。

（1）任務(wù)一：查閱資料（基礎(chǔ)層）。根據(jù)圖2的LED顯示電路方案設(shè)計(jì)，將學(xué)生進(jìn)行分組，通過手機(jī)收集相關(guān)的資料并完成。芯片（D1-D32）信號(hào)傳遞由顯示完成，顯示由32盞LED來完成。用共陰極數(shù)碼管的方式連接，將32盞LED分為4組，4條I/O口分為選擇，用P 1口作為數(shù)據(jù)輸出口，通過8050三極管選通相應(yīng)段。

圖2 LED顯示電路

基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)：學(xué)生查閱資料，掌握芯片參數(shù)技術(shù)，為軟件畫圖與制作做鋪墊。

（2）任務(wù)二：收集資料，小組學(xué)習(xí)（基礎(chǔ)層）。根據(jù)“單片機(jī)”控制電路原理（圖3），利用查閱的資料，小組合作完成以下任務(wù)：在電路圖中繪制完成復(fù)位電路和晶體振蕩電路，并把集成塊引腳的編號(hào)標(biāo)上，培養(yǎng)學(xué)生的細(xì)致性，使學(xué)生掌握設(shè)計(jì)電路的技能，充分有效地完成教學(xué)任務(wù)。

圖3 單片機(jī)控制電路

基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)：學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)電路，小組團(tuán)隊(duì)合作，整理知識(shí)點(diǎn)。

（3）任務(wù)三：Altium Designer 畫圖軟件連接操作臺(tái)（基礎(chǔ)層）?！皢纹瑱C(jī)”實(shí)訓(xùn)臺(tái)，學(xué)生只會(huì)簡(jiǎn)單的連線，因?yàn)閷W(xué)生對(duì)硬件電路掌握不夠，對(duì)于線路的走向不清楚，一旦出現(xiàn)故障，難以查找到原因。另外實(shí)訓(xùn)臺(tái)上的模塊電路太多，學(xué)生難以分清哪個(gè)是該項(xiàng)目所用的模塊。學(xué)生要用更多的時(shí)間在編程上，對(duì)于電腦操作好的學(xué)生比較適合。由于Altium Designer軟件接地電路是省略［2］，容易誤導(dǎo)學(xué)生，認(rèn)為軟件不用這兩個(gè)電路也能正常工作。因此，用軟件畫圖時(shí)，要提醒學(xué)生晶振電路和復(fù)位電路要畫完整。根據(jù)學(xué)生自身能力，小組合作，進(jìn)行分工，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)畫圖工藝知識(shí)和實(shí)踐能力。將自身的條件與階段目標(biāo)科學(xué)地結(jié)合，有效提升專業(yè)能力和技能水平“因材施教”。

基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)：學(xué)會(huì)連接實(shí)訓(xùn)臺(tái)、應(yīng)用軟件畫圖、檢查連線、檢查畫圖等。

（4）任務(wù)四：KEIL軟件編寫與編譯（提高層）。學(xué)生的基礎(chǔ)功底較薄弱，在小組討論后，學(xué)生編寫的程序是斷續(xù)的，不完善?！皢纹瑱C(jī)”編程是項(xiàng)目的難點(diǎn)，要點(diǎn)亮LED，產(chǎn)生一種視覺平面；視覺平面是LED通過不同的頻率刷新，從而選中對(duì)應(yīng)的發(fā)光管，集成塊按照編寫好的程序從P 0口和P 2口輸出代碼送行選線，引導(dǎo)學(xué)生完成編程框圖［3］。因此，教師進(jìn)行示范演示，讓學(xué)生修改編程；對(duì)于學(xué)生編寫程序不成功的，教師給予提示和幫助；另外教師也要演示學(xué)生編寫的程序，并作問題點(diǎn)解答，提高學(xué)生的積極性（圖4）。

圖4 程序控制流程

提高知識(shí)點(diǎn)：學(xué)生完成KEIL軟件編寫，教師示范演示。掌握程序編寫、程序載入、程序編譯、程序修改等。

（5）任務(wù)五和任務(wù)六：加載程序、運(yùn)行調(diào)試及LED顯示（基礎(chǔ)層）。學(xué)生對(duì)該環(huán)節(jié)的興趣較高，通過LED閃爍顯示觀察，學(xué)生得到成就感和自豪感。任務(wù)發(fā)現(xiàn)有學(xué)生對(duì)LED顯示時(shí)間長(zhǎng)短有需求，學(xué)生提到LED頻率的不同，對(duì)“單片機(jī)”控制方式進(jìn)行修改，在教師的引導(dǎo)和鼓勵(lì)下，發(fā)揮小組的配合，運(yùn)用團(tuán)隊(duì)的智慧實(shí)現(xiàn)功能。學(xué)生在修改編程中，對(duì)指令的理解掌握，充分展示電路成功，從而激發(fā)學(xué)生對(duì)“單片機(jī)”課程的興趣感、主動(dòng)性和創(chuàng)造力。

基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)：運(yùn)用電路加載程序，程序的編寫、程序的載入、程序的調(diào)試、LED顯示等。

（6）任務(wù)七：硬件電路的制作（拓展項(xiàng)目）。電路制作主要是針對(duì)基礎(chǔ)好的學(xué)生，由“單片機(jī)”社團(tuán)帶領(lǐng)學(xué)生分時(shí)間進(jìn)行課外活動(dòng)完成，充分利用社團(tuán)活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)、新本領(lǐng)。

拓展知識(shí)點(diǎn)：顯示屏用大屏幕，點(diǎn)陣顯示屏的線路連接上，硬件設(shè)計(jì)上；如電阻、電容、三極管改換集成塊等。

3 課程教學(xué)成績(jī)?cè)u(píng)定

采用全面發(fā)展的項(xiàng)目教學(xué)評(píng)價(jià)方式，注重實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)主體項(xiàng)目化（自評(píng)、互評(píng)、教師評(píng)）、評(píng)價(jià)內(nèi)容項(xiàng)目化（知識(shí)、技能、能力）、評(píng)價(jià)方式項(xiàng)目化（綜合評(píng)定）、評(píng)價(jià)目標(biāo)項(xiàng)目化（不同學(xué)生不同評(píng)價(jià)）。下面是學(xué)生/小組項(xiàng)目成績(jī)綜合評(píng)定表（表1）。

表1 學(xué)生/小組項(xiàng)目成績(jī)綜合評(píng)定

續(xù)表

4 課程實(shí)踐的體會(huì)

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，教師應(yīng)不斷地勤奮學(xué)習(xí)，更新思想、拓寬知識(shí)面、調(diào)整知識(shí)結(jié)構(gòu)，如電路設(shè)計(jì)分為需求分析、原理圖設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、工藝文件處理等幾個(gè)階段。

4.1 理論與實(shí)踐相結(jié)合

在教學(xué)任務(wù)中，理論知識(shí)與實(shí)踐內(nèi)容相結(jié)合。教學(xué)任務(wù)要求學(xué)生掌握內(nèi)容的理解、深化、行為能力或習(xí)慣養(yǎng)成的過程，獨(dú)立自主地設(shè)計(jì)過程，進(jìn)而加深學(xué)生對(duì)本門課程的理解，使其能夠靈活運(yùn)用所掌握的知識(shí)解決實(shí)際問題。

4.2 開拓思維發(fā)展?jié)撃?/h3>

項(xiàng)目教學(xué)法能夠使學(xué)生口、腦、手都動(dòng)起來，讓學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)過程。培養(yǎng)學(xué)生自主意識(shí)，工作責(zé)任心及分析問題、解決問題的能力。應(yīng)用“項(xiàng)目教學(xué)法”的教學(xué)模式，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、創(chuàng)新意識(shí)等。

4.3 發(fā)揮學(xué)生主體作用，促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展

項(xiàng)目教學(xué)讓學(xué)生主動(dòng)靈活學(xué)習(xí)理論和技能知識(shí)，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體，喜歡學(xué)、主動(dòng)學(xué)。項(xiàng)目教學(xué)對(duì)任課教師也有要求，需要成為掌握項(xiàng)目操作技能，對(duì)相關(guān)電路的技能知識(shí)了解的“雙師型”人才。