項目教學法在中職單片機教學中的應用

蔡尤森

（東莞市經(jīng)濟貿(mào)易學校，廣東東莞，523003）

1 中職學校單片機傳統(tǒng)教學中存在的問題

單片機是中職學校電類專業(yè)的核心課程，涉及的專業(yè)知識多，綜合性強。單片機內(nèi)容抽象難懂，中職生基礎知識薄弱，認知和抽象思維能力也相對不足，學習起來有難度。在傳統(tǒng)教學模式中，理論教學占多數(shù)課時，實驗課時較少，實驗內(nèi)容多數(shù)也是驗證性的，學生提不起興趣，實際教學效果不好，學生既沒有掌握原理，也缺乏對單片機的應用能力。

2 在中職單片機教學中采用項目教學法

項目教學法就是在老師的指導下，將一個相對獨立的項目交由學生自己處理，項目教學法把理論與實踐有機地結(jié)合起來，以項目為主線，學生為主體，能激發(fā)學生興趣，充分調(diào)動學生積極性，提高學生分析和解決問題能力。單片機課程內(nèi)容包含硬件和軟件，應用性很強，適合采用項目教學法。把單片機的主要內(nèi)容分成一個個知識點，項目由不同的知識點組合，通過完成項目，知識也就掌握了。

3 項目教學法的實踐

3.1 項目的選擇

教師在設計項目的時候，要考慮中職生的知識水平、認知能力，選題應理論聯(lián)系實際，項目要具有實用性、趣味性。難易要適中，使絕大多數(shù)同學基本能完成。在單片機教學中，適合中職生選擇的項目有：個性化流水燈設計制作、倒計時系統(tǒng)設計制作、打鈴系統(tǒng)設計制作、水塔自動抽水系統(tǒng)設計制作、光控計數(shù)系統(tǒng)設計制作等。

3.2 項目的實施

本文以“個性化流水燈設計制作”項目為例，介紹項目教學法的實施過程。

3.2.1 任務及分析。某公司需設計一種發(fā)光二極管流水燈，可用8至32個發(fā)光二極管，要求流水燈形狀美觀、效果多變。利用89C51單片機I/O口直接驅(qū)動發(fā)光二極管，I/O口灌入電流為10mA，足以點亮發(fā)光二極管，發(fā)光二極管采用共陽極接法。

3.2.2 流水燈圖案設計。以小組為單位設計流水燈圖案，可采用心形、平面幾何圖形、立體幾何圖形、字母、簡單漢字等，鼓勵個性化圖案設計，小組之間的圖案不能重復，讓學生充分發(fā)揮想象力，展示自己的個性。

3.2.3 流水燈電路圖設計。首先進行原理圖設計，老師簡單講解一個案例電路原理圖，案例應簡潔明了，如幾個發(fā)光二極管排成一條直線的流水燈電路。學生參考案例設計本組原理圖，設計的重點是確定發(fā)光二級管與哪些I/O口相連接，I/O口的選擇原則是就近相連，不允許有交叉線，用PROTEL完成原理圖設計。

接著進行電路板圖設計，老師簡單講解案例電路板圖，小組根據(jù)本組流水燈原理圖，設計出相應的電路板圖。設計要注意兩個問題，一是流水燈的位置不要影響到單片機芯片的拔插，二是沒有飛線，復雜設計視情況可有跳線，但不能有飛線。用PROTEL繪制原理圖很方便，但繪制板圖較復雜耗時，學生基礎不好，再加上立體型的流水燈設計也不適合用PROTEL設計，所以在這里沒有要求學生用PROTEL繪制板圖，而是采用手動設計板圖。

3.2.4 焊接電路。在萬能板上進行布局焊接，首先是焊接發(fā)光二極管，然后是焊接89C51單片機最小化電路，最后焊接發(fā)光二極管與單片機I/O口的連接部分。因每個流水燈的設計都不一樣，項目不適合采用統(tǒng)一設計的PCB板，用萬能板制作還能更好地鍛煉學生的技能。

3.2.5 調(diào)試。先檢查每一個發(fā)光二極管與89C51單片機IC座的連接情況，萬用表R×10檔，黑表筆置于89C51單片機IC座的40腳，紅表筆逐一觸碰與發(fā)光二極管連接的I/O端，相應的發(fā)光二極管應亮，如有故障排除。接著用已燒錄好全亮全滅測試程序89C51芯片上板測試，如流水燈無閃爍變化應檢查51單片機最小化電路，排除故障。

3.2.6 簡易程序編程燒錄。老師介紹編程及燒錄軟件的使用，講解案例電路的全亮全滅和順序亮滅程序，重點是程序?qū)崿F(xiàn)功能和MOV、CLR、SETB指令作用。學生編寫本組流水燈的全亮全滅和順序亮滅程序，完成燒錄測試。

3.2.7 個性化程序編程燒錄。老師指導小組設計流水燈個性化效果，鼓勵學生大膽設計，只要能想到，就能做到，充分發(fā)揮學生想象力。老師講解個性化程序的編程技巧，小組編寫自己的個性化程序并燒錄，實際的效果可能跟預想的不一致，或覺得不理想，需修改程序或修改設計，重復多次編程燒錄過程。每個小組至少完成3種個性化程序。

3.2.8 任務展示。編寫項目PPT展示文件，PPT內(nèi)容包括圖案設計、電路圖設計、個性化效果及程序、視頻效果展示。由兩個專業(yè)老師做評委，小組代表向評委介紹作品并通電展示，回答評委提問，其他小組也可提出問題。評委根據(jù)圖案設計、流水燈效果、制作工藝、難度系數(shù)進行綜合評分，對前幾名的設計給予獎勵。

4 項目教學法的效果

個性化流水燈設計，激發(fā)了學生興趣，充分調(diào)動了學生的積極性，原本要求每個小組完成一種流水燈設計制作，但實際上每個小組都有多個設計。新穎的圖案及變化多端的效果，充分體現(xiàn)了學生好表現(xiàn)和追求個性的一面。學生說單片機是最有趣的專業(yè)課，不少學生都希望課程結(jié)束后能讓他們把流水燈帶走，但學校的規(guī)定是單片機芯片不能帶走，于是他們自發(fā)組織去電子城買回單片機芯片，也有同學自購元件借學校燒錄器回家做流水燈送給朋友。在項目教學中，學生是學習的主體，教師更多的是起到指導的作用，學生需要相對獨立地發(fā)現(xiàn)問題解決問題，這能全面了培養(yǎng)了學生綜合能力。

5 實施項目教學法要注意的事項

5.1 項目的延伸性

選擇項目，除了要考慮新穎性、趣味性和實用性，還要考慮延伸性。比如超過32個發(fā)光二極管的流水燈如何設計？這就引出了掃描式發(fā)光二極管流水燈設計；能不能通過開關控制？這就引出了中斷的使用；如何實現(xiàn)時間變化的多樣性?這就引出定時器使用或軟件延時程序設計；能不能用一個單片機控制另一個單片機的流水燈？這就引出了串口通訊；能用作商店門裝飾，晚上才開啟？這就需要光控。一個問題的延伸，就是一個小項目。最初選擇的項目經(jīng)多次延伸后，基本上包含了教材的主要知識點，學生通過完成項目，也就掌握了知識點。

5.2 老師的工作量大

在項目教學中，學生會遇到很多不同的問題，教師的工作量要比傳統(tǒng)教學模式多很多。如何給老師減負？首先要明確在項目教學法中，老師是指導，不要包辦學生的問題，授人以魚不如授人以漁，老師要鼓勵學生遇到問題多思考，讓學生自己分析問題解決問題，自己只需在必要時給予適當?shù)囊龑АＦ浯螢樘岣咻o導效率，可培養(yǎng)實驗小助手協(xié)助輔導，老師重點輔導實驗小助手，小助手協(xié)助輔導組內(nèi)的同學。一些簡單操作性問題由小輔導員處理，只有小助手解決不了的問題才由教師處理。采用實驗小助手輔導項目制作，可以培養(yǎng)尖子學生，帶動學習氣氛，減輕老師工作量，提高教學效果，可謂一舉多得。

[1]孫立書.“單片機應用技術”課堂教學改革探索與實踐[J].中國電力教育,2014,35:129.

[2]劉學普,邵長.項目教學法在高職“計算機網(wǎng)絡技術”課程教學中的設計與應用[J].教育與職業(yè),2013,24:151.

[3]潘永雄.單片機原理與應用[M].電子工業(yè)出版社,2011.