PBL教學(xué)法在單片機技術(shù)實驗教學(xué)中的應(yīng)用

張國龍 張鶴林 余 瑛

（江西中醫(yī)藥大學(xué)，江西 南昌 330004）

0 引言

《單片機技術(shù)》課程具有較強的理論性和實踐性，為了盡快讓學(xué)生掌握單片機應(yīng)用技術(shù)，為他們在單片機軟件、硬件的開發(fā)與應(yīng)用方面打下堅實的基礎(chǔ)，為今后的就業(yè)創(chuàng)造良好的條件，在開設(shè)理論課程的同時，還安排了相應(yīng)的實驗課程。

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)往往是預(yù)先由實驗教師設(shè)計好相應(yīng)的實驗項目，如程序設(shè)計、I／O口使用、中斷與定時器使用、顯示與鍵盤、串行口通信、A／D等。然后由學(xué)生照本宣科地重復(fù)，完成所謂教學(xué)大綱所規(guī)定的實驗，這種實驗教學(xué)方法不利于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力和綜合運用知識的能力，也不能進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動性，甚至出現(xiàn)了學(xué)生不作實驗前的準(zhǔn)備、抄襲他人程序和實驗報告的不良現(xiàn)象，學(xué)生普遍反映這種驗證式的實驗教學(xué)收獲不大。為了適應(yīng)當(dāng)今社會對電子類專業(yè)的人才需求，必須對單片機實驗教學(xué)進(jìn)行改革。

PBL英文全稱為Problem Based Learning,即以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法，PBL最早起源于20世紀(jì)50年代的醫(yī)學(xué)教育中，目前已成為國際上較流行的一種教學(xué)方法。

PBL是基于現(xiàn)實世界的以學(xué)生為中心的教育方式，它把學(xué)習(xí)設(shè)置到復(fù)雜的、有意義的問題情境中,通過讓學(xué)習(xí)者合作解決真實性問題,來學(xué)習(xí)隱含于問題背后的科學(xué)知識,形成解決問題的技能,并形成自主學(xué)習(xí)的能力。PBL強調(diào)以問題解決為中心、多種學(xué)習(xí)途徑相整合,而不只是純粹的探索和發(fā)現(xiàn),同時它強調(diào)學(xué)習(xí)者之間的交流合作,強調(diào)外部支持與引導(dǎo)在探索學(xué)習(xí)中的作用等。PBL教學(xué)法的精髓在于發(fā)揮問題對學(xué)習(xí)過程的指導(dǎo)作用，調(diào)動學(xué)生的主動性和積極性。

1 PBL教學(xué)法在單片機技術(shù)實驗教學(xué)中的實施

筆者在多年單片機技術(shù)課程的實驗教學(xué)中，應(yīng)用PBL教學(xué)法通不斷地嘗試和實踐，對相應(yīng)的實驗教學(xué)進(jìn)行了一系列改革，積累了一些經(jīng)驗，收到較好的效果。下面以廣告燈實驗為例介紹一些做法與心得體會。

1.1 PBL教學(xué)法中對教師的要求

PBL作為一種開放式的教學(xué)模式，對教師自身的素質(zhì)和教學(xué)技巧都有很高的要求，要求教師不但對本專業(yè)、本課程內(nèi)容熟練掌握，應(yīng)該熟悉教學(xué)大綱和學(xué)生的能力情況，還應(yīng)當(dāng)扎實掌握相關(guān)學(xué)科知識，并要具備提出問題解決問題的能力、靈活運用知識的能力、嚴(yán)密的邏輯思維能力。和良好的組織管理能力，要善于調(diào)動學(xué)生積極性、寓教于樂、控制課堂節(jié)奏等技巧。在單片機技術(shù)的實驗教學(xué)中，教師要適時的提出問題，且對于學(xué)生經(jīng)過討論沒找到思路或者無法解決的問題要給予指導(dǎo)。同時需要記錄學(xué)生在實驗中的表現(xiàn)結(jié)合實驗報告給出相應(yīng)的成績。

1.2 問題的提出要密切聯(lián)系實際并能引起學(xué)生的興趣

問題的產(chǎn)生可以是學(xué)生自己在生活中發(fā)現(xiàn)的有意義、需要解決的實際問題，也可以是在教師的幫助指導(dǎo)下發(fā)現(xiàn)的問題，還可以是教師根據(jù)實際生活問題、學(xué)生認(rèn)知水平、學(xué)習(xí)內(nèi)容等相關(guān)方面提出的問題。如原廣告燈實驗（見程序）中只有簡單的查表程序和軟件延時這兩個知識點，并不能滿足現(xiàn)實生活中的各種廣告燈設(shè)計的實際需要。因此問題自然而然的要提出來了，需要設(shè)計設(shè)么樣的廣告燈、需要哪些功能、通過哪些手段可以實現(xiàn)等等。

1.3 問題的提出要圍繞課程大綱

實驗的目的最主要的還是讓同學(xué)們熟練掌握單片機的基本編程和調(diào)試方法，熟練掌握課程大綱所要求的知識能力、動手能力。如在廣告燈實驗中，可以提出如果要設(shè)計流水燈除了用查表的方法外還可以有什么方法？必要時可以告知用環(huán)移指令的方法。廣告燈中的閃爍時間如何控制？除了軟件延時還可以用定時器定時。這樣在廣告燈實驗中就能把定時器試驗結(jié)合在一起來完成。

1.4 問題的提出要循序漸進(jìn)

一個宏大的工程是由若干個小的工程構(gòu)成，同樣一個綜合性的設(shè)計實驗也可以由多個問題組成。問題的提出應(yīng)該循序漸進(jìn)，從最基本、最簡單的問題開始，逐步拓展，最終能解決一個大問題。這樣的過程，學(xué)生不僅在其中鍛煉了能力，還找到了逐步解決問題的的樂趣。如廣告燈實驗中可以依次提出如下問題：1）流水燈如何實現(xiàn)？2）延時時間控制在1S用軟件延時怎么實現(xiàn)？3）用定時器來實現(xiàn)1S定時。4）加入開關(guān)控制，實現(xiàn)不同廣告燈效果。5）用鍵盤控制實現(xiàn)不同廣告燈效果。6）廣告燈閃爍的同時播放音樂。在這個廣告燈實驗的過程中，學(xué)生不僅練習(xí)了查表程序、環(huán)移指令、軟件延時、定時器定時、開關(guān)量輸入、鍵盤輸入、分支程序等知識點，更在這個過程中實現(xiàn)了有特色、有個性的使用廣告燈的設(shè)計，體會到了成功的喜悅，增強了自信心。

1.5 改變實驗評價方式，增加學(xué)生積極性

實驗教學(xué)同理論教學(xué)一樣，是整個教學(xué)的重要組成部分。以往在成績考核中，筆試成績占主要部分，而實驗成績只是與平時成績一起考核，且占整個成績的很小比例，這樣，學(xué)生對相關(guān)實驗不會引起足夠的重視，從而帶來很大的負(fù)面影響。例如，有相當(dāng)一部分同學(xué)在后期的專業(yè)課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計中，不能獨立地完成相應(yīng)的實驗。為此，須對當(dāng)前的考核模式也進(jìn)行改革。

首先，隨著課程改革實驗課時的增加，必須加大實驗成績在整個課程成績的比重，占總成績的50%。同時，實驗成績合格與否，作為學(xué)生具備筆試資格的必要條件，若實驗成績不合格，則取消其筆試資格。

其次，由于學(xué)生的水平不一致，導(dǎo)致對實驗中所提出的問題不是都能解決，這就要求調(diào)整考核方式，不能給一個絕對的標(biāo)準(zhǔn)，對于解決了基本問題的學(xué)生可以給出實驗成績的80%，而對哪些動手能力強，解決問題能力突出的同學(xué)酌情加分，最高能給滿分。

2 結(jié)語

在多年單片機技術(shù)實驗教學(xué)中，學(xué)生普遍反映PBL教學(xué)法提高了了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動性，增強了創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)，并在實驗過程中提高了對自己的自信心和對所學(xué)專業(yè)的認(rèn)可度。

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