單片機(jī)技術(shù)課程項(xiàng)目驅(qū)動法教學(xué)的改革與實(shí)踐

牛軍　張宏偉

摘要：單片機(jī)技術(shù)課程作為一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的專業(yè)課，如何切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和實(shí)踐動手能力是教學(xué)的重點(diǎn)。本文主要分析當(dāng)前單片機(jī)技術(shù)課程教學(xué)中存在的問題，對傳統(tǒng)教學(xué)模式和考核模式等進(jìn)行大膽改革與探索，改變傳統(tǒng)理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)分離、先理論后實(shí)踐的串行模式，采用理論與實(shí)踐同步、交叉進(jìn)行的并行模式，取消閉卷考試考核形式，側(cè)重對學(xué)生操作技能的考核。改革措施主要針對電子信息工程專業(yè)進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，取得良好教學(xué)效果，可有效提高應(yīng)用型人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)技術(shù)；項(xiàng)目驅(qū)動法；教學(xué)模式；考核方式

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）03-0090-02

單片機(jī)技術(shù)是電類專業(yè)的一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的專業(yè)課程，不僅要求學(xué)生掌握一些基本理論知識，更重要的是要具有較強(qiáng)的實(shí)踐動手與應(yīng)用能力、較強(qiáng)的自學(xué)能力和創(chuàng)新精神，緊跟技術(shù)發(fā)展潮流，做到可持續(xù)性發(fā)展。要達(dá)到這個目標(biāo)，應(yīng)積極改善實(shí)踐教學(xué)條件，大力加強(qiáng)實(shí)踐訓(xùn)練學(xué)時，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與積極性，切實(shí)提高他們知識應(yīng)用能力和動手操作能力，這是該課程教學(xué)的重心。

一、課程現(xiàn)狀分析

當(dāng)前，單片機(jī)技術(shù)課程教學(xué)中，雖然前期已經(jīng)開展諸多教學(xué)方法的改革與探索[1-2]，但和最終教學(xué)目標(biāo)相比，還有一定的差距，主要存在以下問題。

1.內(nèi)容繁雜，部分知識與實(shí)踐應(yīng)用脫節(jié)。單片機(jī)技術(shù)課程涉及的理論知識內(nèi)容較多，需要占用較多理論學(xué)時講授，這必然會使教學(xué)重心向理論部分傾斜。但在實(shí)踐應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)：（1）有些知識可以作為理論存在，但在實(shí)踐中用到的幾率很小；（2）一些較深、較難的內(nèi)容，實(shí)踐者會在應(yīng)用中逐漸理解掌握，達(dá)到水到渠成的學(xué)習(xí)效果，過早地在課堂上講授，費(fèi)力費(fèi)時，效果卻比較差；（3）部分技術(shù)知識已經(jīng)陳舊，和當(dāng)前技術(shù)應(yīng)用水平不匹配。

2.教學(xué)模式與培養(yǎng)目標(biāo)不適應(yīng)。當(dāng)前的教學(xué)模式以教師課堂講授為主，學(xué)生接收的是枯燥的理論知識，學(xué)習(xí)的目的是為了應(yīng)付一張期末考卷。盡管教師進(jìn)行了一些教學(xué)方法改革[3-5]，在課堂教學(xué)中使用實(shí)例仿真、動畫演示等手段提高學(xué)習(xí)興趣，改善教學(xué)效果，但這仍然停留在讓學(xué)生被動吸收、對理論知識理解的層面上。一些成績較好的學(xué)生，也大多處于“紙上談兵”的水平，在應(yīng)用能力和動手能力的培養(yǎng)上收效甚微。

3.考核方式不科學(xué)。評價單片機(jī)技術(shù)學(xué)習(xí)效果的依據(jù)，是學(xué)生的實(shí)踐操作和應(yīng)用能力，因此，課程考核應(yīng)側(cè)重于技能。但現(xiàn)在的課程考核采用閉卷考試方式，考查學(xué)生對書本知識的記憶和理解，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)是以背誦知識為主，以會做題為目標(biāo)，完全忽視對應(yīng)用能力、操作技能的訓(xùn)練和掌握。此外，閉卷考試會助長一些學(xué)生平時不學(xué)習(xí)、考試作弊的惡習(xí)，不利于良好學(xué)風(fēng)的形成。

二、改革內(nèi)容與目標(biāo)

課程教學(xué)改革主要從內(nèi)容、模式和考核方式三個方面進(jìn)行，最終實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)。

1.通過內(nèi)容改革，擯棄一些陳舊的、實(shí)踐指導(dǎo)意義不大的知識理論，為學(xué)生隨堂實(shí)踐訓(xùn)練留出更多時間。

2.通過模式改革，打破“先理論、后實(shí)踐”的串行教學(xué)模式，把理論學(xué)習(xí)融入實(shí)踐訓(xùn)練過程，改變課堂教學(xué)以理論灌輸為主的方式，把指導(dǎo)學(xué)生隨堂演練作為主旨。

3.通過考核方式改革，取消閉卷考試方式，重點(diǎn)考查學(xué)生對知識的運(yùn)用和操作能力。

三、采取的主要措施和方法

針對單片機(jī)技術(shù)課程的改革內(nèi)容與目標(biāo)，制訂具體的改革方案和措施，并在學(xué)校2012級電子信息工程專業(yè)的課程教學(xué)中進(jìn)行改革實(shí)踐。

1.教學(xué)模式改革。（1）采用理論講授與實(shí)踐訓(xùn)練交叉進(jìn)行的教學(xué)模式。改變傳統(tǒng)理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時分離、先后進(jìn)行的串行模式，采用理論與實(shí)踐同步、交叉進(jìn)行的并行模式，不再區(qū)分理論學(xué)時和實(shí)驗(yàn)學(xué)時。課堂上，讓學(xué)生在基礎(chǔ)理論講授后馬上轉(zhuǎn)入實(shí)踐訓(xùn)練環(huán)節(jié)，在實(shí)踐操作中運(yùn)用知識，遇到問題再進(jìn)一步理解和學(xué)習(xí)更多的理論，經(jīng)過從“理論→實(shí)踐→理論→實(shí)踐”的反復(fù)錘煉，達(dá)到對知識的深刻理解和對應(yīng)用技能的掌握。（2）采用“項(xiàng)目驅(qū)動法”組織教學(xué)活動。每個知識單元的教學(xué)，都以一個工程設(shè)計項(xiàng)目為載體進(jìn)行。以項(xiàng)目任務(wù)為主線，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)；以設(shè)計任務(wù)的完成為目標(biāo)，督促學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐動手能力的培養(yǎng)。學(xué)生帶著任務(wù)去學(xué)習(xí)，促使他們在完成任務(wù)的過程中自覺地學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識，深刻理解并掌握技術(shù)的應(yīng)用方法，既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，又能提高學(xué)習(xí)效果，達(dá)到事半功倍的效果。在“項(xiàng)目驅(qū)動法”教學(xué)方式下，大部分的課堂時間留給學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練，讓他們成為課堂學(xué)習(xí)主角，教師在進(jìn)行簡單的理論講授后，主要以指導(dǎo)者身份進(jìn)行技術(shù)輔導(dǎo)。（3）課堂訓(xùn)練與課余訓(xùn)練交叉互補(bǔ)。對技術(shù)實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的知識單元，在隨堂設(shè)計時間不夠的情況下，可以將設(shè)計任務(wù)分解，留一部分任務(wù)讓學(xué)生在課余時間完成。通過隨堂訓(xùn)練與課余訓(xùn)練互補(bǔ)，完成整個項(xiàng)目設(shè)計任務(wù)。

2.教學(xué)內(nèi)容改革。（1）重組教學(xué)內(nèi)容。對應(yīng)“項(xiàng)目驅(qū)動法”教學(xué)方式，教學(xué)內(nèi)容不再嚴(yán)格以章節(jié)劃分，而是歸納為若干個知識單元，為每個知識單元精心設(shè)計實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，以項(xiàng)目設(shè)計為主線對相關(guān)知識點(diǎn)進(jìn)行理論學(xué)習(xí)和操作訓(xùn)練。（2）調(diào)整學(xué)時分配。改變傳統(tǒng)按章節(jié)分配學(xué)時的方法，依據(jù)各知識單元項(xiàng)目設(shè)計的需要，在培養(yǎng)方案規(guī)定的學(xué)時內(nèi)，合理分配各單元學(xué)時，保證各單元的理論學(xué)習(xí)和項(xiàng)目設(shè)計任務(wù)都能圓滿完成。

3.考核模式改革。（1）修改考核成績組成部分。課程考核的總成績由理論考核成績和技能考核成績兩部分組成，其中理論成績占一少部分，如20%；操作技能成績占一大部分，如80%。（2）改變考核形式。取消閉卷考試的考核形式，側(cè)重對操作技能的考核，但同時也要考查學(xué)生對知識的理解和靈活運(yùn)用情況，要求具備一定的工程分析與設(shè)計能力，全面考評知識能力。操作技能考核成績是通過對各單元項(xiàng)目的設(shè)計結(jié)果進(jìn)行評分給出；理論成績主要考查學(xué)生的工程分析與設(shè)計能力，給出一些工程設(shè)計課題，要求學(xué)生以書面形式寫出設(shè)計方案與可行性分析，根據(jù)設(shè)計的正確性進(jìn)行成績評定。（3）采用終結(jié)性與過程性相結(jié)合的考核方式。改變以往的期末終結(jié)性考核方式，注重學(xué)習(xí)的過程考核。可在每個知識單元的項(xiàng)目設(shè)計結(jié)束后，對學(xué)生的任務(wù)完成情況進(jìn)行驗(yàn)收和成績評定，然后把所有單元的項(xiàng)目驗(yàn)收成績作為平時成績記錄存檔。在課程結(jié)束時，再進(jìn)行一次綜合性的項(xiàng)目設(shè)計訓(xùn)練，對學(xué)生完成情況進(jìn)行驗(yàn)收和評分，作為期末技能測試成績，和平時成績一起構(gòu)成總的技能考核成績。

4.改革過程的督導(dǎo)與評價。為了客觀分析教學(xué)改革過程中存在的問題，評價改革成效，邀請管理單片機(jī)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的專業(yè)教師擔(dān)任“改革督導(dǎo)員”。在教學(xué)過程中，改革督導(dǎo)員不定期地隨堂聽課，在學(xué)生課堂訓(xùn)練時參與監(jiān)督、輔導(dǎo)和考核，真實(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。由于改革督導(dǎo)員承擔(dān)其他專業(yè)單片機(jī)技術(shù)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，通過和其他專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的對比，能夠以旁觀者的身份客觀審視和評判課程改革效果，提出合理化建議，促進(jìn)課程教學(xué)改革方案的不斷完善和優(yōu)化。

四、改革效果

經(jīng)過上述課程改革，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情明顯提高，實(shí)踐動手能力顯著增強(qiáng)。70%以上的學(xué)生能夠制作、調(diào)試小型單片機(jī)系統(tǒng)，40%以上的學(xué)生具備熟練進(jìn)行單片機(jī)綜合控制系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)的能力。在單片機(jī)技術(shù)課程的設(shè)計中，學(xué)生表現(xiàn)出的技術(shù)應(yīng)用和實(shí)踐動手能力明顯高于往屆學(xué)生。半數(shù)學(xué)生只用一半時間就可完成課題設(shè)計任務(wù)，大部分學(xué)生在完成基本功能要求的基礎(chǔ)上，又能進(jìn)行發(fā)揮部分的設(shè)計制作。課程設(shè)計考核優(yōu)秀率達(dá)到70%，是近幾屆學(xué)生的最好水平。

五、結(jié)束語

單片機(jī)技術(shù)的掌握不需要高深的理論知識，關(guān)鍵在于多進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練。單片機(jī)技術(shù)課程教學(xué)中，采用讓學(xué)生多動手、多實(shí)戰(zhàn)的教學(xué)方式，寓教于“練”，才能充分激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和熱情，提高教學(xué)效果。在課程教學(xué)中，如何讓學(xué)生成為課堂的主角，讓課堂成為學(xué)習(xí)的樂園，值得我們認(rèn)真研究和探索。

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