項目教學法在高職《單片機應用技術》課程中的應用

任 玲

（江蘇畜牧獸醫(yī)職業(yè)技術學院 機電系，江蘇 泰州 225300）

項目教學法在高職《單片機應用技術》課程中的應用

任 玲

（江蘇畜牧獸醫(yī)職業(yè)技術學院 機電系，江蘇 泰州 225300）

針對《單片機應用技術》課程實踐性強、高職學生基礎知識薄弱、傳統(tǒng)單片機教學方法使學生難以掌握、教學效果不佳的特點，提出采用項目教學法。在教學過程中以一個個項目為引領，任務為驅動，將單片機的知識點穿插其中，使學生在完成項目的同時掌握本課程的知識點，取得了滿意的教學效果。

單片機；項目教學法；教學效果

《單片機應用技術》是機電類專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，具有應用性強，內(nèi)容抽象的特點。傳統(tǒng)的單片機教學方法是理論教學為主，并配以驗證性實驗，這種教學方法思路清晰，結構嚴謹。由于高職學生的邏輯思維能力差、基礎知識薄弱，這種教學方法使大部分學生感覺枯燥，有些學生甚至學完后不知單片機為何物。根據(jù)教育部教高〔2006〕16號文件提出的要求，高職教育培養(yǎng)的是應用型人才，應突出實踐能力培養(yǎng)，要積極推行與生產(chǎn)勞動和社會實踐相結合的學習模式。由此可見，傳統(tǒng)單片機教學方法存在弊端：

（1）傳統(tǒng)單片機教學對理論知識要求較高。高職教學應側重能力的培養(yǎng)和技能的訓練，對理論的學習要求不高，理論教學不必面面俱到，以夠用為度。

（2）傳統(tǒng)教學模式只在實驗箱上做一些驗證性的實驗，即已有現(xiàn)成硬件電路，只注重軟件方面的教學，忽略了硬件設計。單片機的應用實際包含硬件和軟件。

針對以上原因，教師應從這門課的本身特點即實踐性強出發(fā)，將硬件設計加入到課程中，以培養(yǎng)學生的動手能力為目標，進行課程的改革。

一、單片機技術實施項目教學法的意義

“項目教學法”是在教學中將課程的所有知識點進行分類整合，并融入到各個項目中去，通過實施一個個完整的項目而進行的教學活動，其目的是在課堂教學中把理論與實踐教學有機地結合起來，充分發(fā)掘學生的創(chuàng)造潛能，提高學生解決實際問題的綜合能力，進而提高學生的學習熱情，真正達到學以致用的目的。例如單片機內(nèi)部結構和引腳，傳統(tǒng)的教學方法就是老師采用多媒體或在黑板上寫講給學生聽，由于這部分內(nèi)容較抽象，學生很難理解，講完后有些學生連引腳在哪都不知道，有些學生雖然當時知道了，但是由于沒有進行實際動手操作，過幾天又忘了，教學效果并不理想。而項目教學法是老師邊講引腳的作用及使用方法，讓學生自己在電路板上焊上AT89C51單片機，同時根據(jù)老師講解的引腳功能焊上電源、晶振、復位和LED燈等，如圖1所示。學生根據(jù)單片機的引腳要求自己搭電路，焊接好硬件電路，為了驗證單片機能否正常工作，這就要學習軟件即指令，可通過幾條指令讓一個LED亮，在這里就可以講授傳送指令［1］40－41，學生就會感覺指令很神奇。緊接著要求編程控制一個LED燈閃，在這里要編寫一個延時程序，老師講解完延時程序的編寫思路并舉例，然后學生自己編程使LED燈閃爍，閃快閃慢，他的學習興趣就有了。整個授課過程都是依照這個思路，硬件電路焊到電路板上，然后讓它工作起來就講與其有關的指令，讓學生練習編程控制，從而完成設計要求。這樣當項目完成時，這門課主要的軟硬件知識點也就學好了，學生是在主動地學習。

圖1 AT89C51控制LED燈的引腳接線原理圖

由此可見，同傳統(tǒng)的教學法相比，項目教學法既發(fā)揮了教師的主導作用又體現(xiàn)了學生的主體作用，而且還改變了傳統(tǒng)的三個中心：即由以教師為中心轉變?yōu)橐詫W生為中心，由以教材為中心轉變?yōu)橐浴绊椖俊睘橹行?，由以課堂為中心轉變?yōu)橐詫嵺`操作為中心。能夠有效地培養(yǎng)學生的實踐能力，體現(xiàn)以學生為中心的教育思想。

二、項目教學法的應用

1.項目設計

項目的選擇應以單片機課程的知識點為依據(jù)，來自生活，讓學生能夠盡可能的運用學過的知識，同時，還要有條件完成項目，讓學生有興趣去學。緊緊圍繞上述幾點要求，我們嘗試的方法是將單片機課程知識點插入項目中，分成“利用AT89C51單片機控制LED燈”、“海上航標燈控制”、“雙機通信”、“交通燈控制”、“時、分、秒數(shù)碼顯示器”、“溫度采集系統(tǒng)”、“用DAC產(chǎn)生鋸齒波”和“步進電機的控制”八個大項目，講課順序是以項目為順序，引導學生邊干邊學，在動手中學習這門課。學生完成一個項目，必須學習相關的知識，達到相應的能力。在完成項目的過程中，并不要求學生對知識點全面了解，而是讓他們先見到現(xiàn)象，培養(yǎng)出興趣，再深入學習，從現(xiàn)象到理論，再從理論到現(xiàn)象。這樣學生的學習是主動的，探索性的。

2.項目分析

下面以“海上航標燈控制”為例說明項目教學的實施過程。

（1）項目任務：

利用單片機的中斷實現(xiàn)對海上航標燈的控制，該項目結構圖如圖2所示。①基本部分：航標燈僅僅在晚上閃爍，而白天不閃爍。②創(chuàng)新部分：白天的時候海上天氣突變而天昏地暗，航標燈依然會再次閃爍［2］，指揮著航船有序地穿梭在蒼茫的大海上。

圖2 海上航標燈控制結構圖

（2）項目教學目標：

要求學生根據(jù)已學過的單片機最小系統(tǒng)設計思路和項目結構圖，能夠繪制出單片機進行海上航標燈控制的Protel電路圖；能正確利用電路板及相應芯片完成硬件電路的搭接、調試；能編寫程序使海上航標燈工作起來；能夠撰寫項目設計報告。

3.項目教學實施

首先對學生進行分組，學生根據(jù)自身情況自由組合4－5人一組，組員都有明確的分工，防止依賴現(xiàn)象。其次由教師對所提供的項目任務、目標及相關知識點進行講解和分析。在做項目前，教師應先演示一個與該項目有關的具體工程項目，讓學生了解完成一個項目所需要的基本步驟，給學生一個直觀的認識。

（1）項目實施過程

由于本項目要使用單片機的外中斷和定時／計數(shù)器兩個部件來實現(xiàn)，因此，要先講解AT89C51單片機中斷的知識及中斷編程思路，并在仿真實驗板上做2個外中斷和定時／計數(shù)器的仿真實驗，目的是讓學生理解外中斷和定時／計數(shù)器的應用方法。項目具體實施步驟如下：

①硬件電路的搭接。小組成員之間經(jīng)過協(xié)商根據(jù)項目結構圖設計出Protel電路原理圖，經(jīng)教師認可，即可由原理圖列出所需元器件清單，根據(jù)接線圖進行硬件電路的搭接與調試。硬件電路設計不但能檢驗學生掌握單片機技術的情況，還可以檢驗他們掌握其他相關學科知識（如電子技術等）的情況及知識應用的靈活性。硬件電路的測試過程更是考驗學生動手能力的一個重要環(huán)節(jié)，這個過程不但要用到開發(fā)系統(tǒng)，還要用到一些電子測量儀器，如萬用表，示波器等。

② 軟件設計。教師引導學生學會模塊化設計，根據(jù)項目中軟件任務，設計合理的軟件流程圖。將任務分解成幾個相對獨立的子任務由項目組成員分別完成。同時也是培養(yǎng)學生獨立思考、分析問題、解決問題、進行創(chuàng)造性思維的過程。

③ 硬件和軟件設計完 成后，需進行聯(lián) 調［3］115－116，144。在調試過程中，讓學生觀察、對比，培養(yǎng)悟性和思考力。當程序運行出現(xiàn)問題時，教師應及時引導學生分析問題，修改錯誤。程序經(jīng)仿真無誤后，使用編程器將程序寫入到單片機芯片中，然后把單片機插到提前焊接好的電路板中，進行聯(lián)調，使他們真正了解單片機開發(fā)是怎樣進行的。

④項目擴展。小組根據(jù)自身的知識結構和能力完成項目內(nèi)容，最后進行小組討論，提出合理可行的項目擴展方案。

（2）項目評估

成績考核由項目實施各階段成績及課題完成總成績組成，先由各組完成自評，再由教師進行考核評定，注重對學生實踐過程的評價。

三、結束語

根據(jù)高職教育自身的特點和傳統(tǒng)教學方法存在的弊端，高職單片機課程必須進行改革，項目教學法通過做項目，掌握單片機應用系統(tǒng)的硬件設計、軟件編寫和調試的基本技能，提高了學生動手操作能力。學生每一次項目的實現(xiàn)，都能看到自己的提高，這是一種良性的心理刺激［4］158－159，增強了學生的學習興趣，收到了滿意的教學效果。同時，也拉近了學生和職業(yè)的距離，為畢業(yè)后盡快成為合格的職業(yè)者打下良好的基礎。

［1］張曉艷.高職單片機課程改革淺析［J］.高等職業(yè)教育：天津職業(yè)大學學報，2007，16（1）.

［2］吳曉蘇，張中明.單片機原理與接口技術［M］.北京：人民郵電出版社，2009.

［3］貢雪梅.項目教學法在單片機原理課程設計 中的應用［J］.實驗技術與管理，2009，26（7）.

［4］王彥華，張宏偉.“工學結合”模式下高職院校單片機課程的教改［J］.裝備制造技術，2009（12）.

G642

A

1671-8275（2011）04-0120-00

2011-06-19

任玲（1980-），女，新疆呼圖壁縣人，江蘇畜牧獸醫(yī)職業(yè)技術學院講師。研究方向：單片機技術應用及教學。

責任編輯：訾興建