運用項目教學法帶領學生完成“簡易體溫計”的設計制作

利海鋒

當今社會發(fā)展迅猛，科技日新月異，生活生產(chǎn)越來越講求網(wǎng)絡化和智能化，這必須用到單片機技術。單片機技術是電類專業(yè)的核心課程，如何組織課堂教學才能讓學生對單片機技術產(chǎn)生興趣，進而學好單片機技術呢？筆者在傳統(tǒng)教學法的基礎上，運用項目教學法帶領學生完成一個綜合性較強的單片機項目，切實提高了學生學習單片機的興趣和效率。

一、傳統(tǒng)教學法和項目教學法的比較

傳統(tǒng)的課堂教學模式以老師為主體，老師備課、講課、提問、布置作業(yè)，學生是被動參與者，這種模式形成了老師單向灌輸、學生被動接受的局面。

項目教學法是指將傳統(tǒng)的學科體系中的知識內容轉化為若干個教學項目，圍繞著項目組織和展開教學，使學生直接參與項目完成全過程的一種教學方法。在實訓過程中學生始終起主體作用，教師起主導作用，教師猶如一個導演，根據(jù)實訓要求，不斷地設置問題，引導實訓過程朝著既定的目標前進。

由兩種教學模式的定義來看，可能都認為項目教學法好，傳統(tǒng)教學法有不足。筆者認為兩種方法都有利弊。傳統(tǒng)教學法適用于初學者——在學生沒有相關基礎知識的階段，老師講，學生聽，學生能對新知識有較快的認知。在學生有了一定的基礎知識的前提下，開展項目式教學，能讓學生變被動為主動，在完成一個完整的項目訓練過程中，查閱資料，復習知識要點，請教老師，把書本知識（或者說是外部知識）固化為自身知識的效率會更高。

二、教材與學生情況分析

我校的學生主要來自中考落榜生，是中考的失敗者，文化基礎知識薄弱，缺乏自信心，對坐在課堂聽課興趣不大，但是如果安排他們動手操作或去球場運動，則熱情高漲。

《單片機技術與實訓》是我校電類專業(yè)的專業(yè)核心課程，要學好單片機技術既要求掌握靈活抽象的內部結構，又要掌握邏輯性很強的程序設計編寫技巧，這對于數(shù)理化基礎本來就薄弱的中職學生來說，如果不采用有效的教學方法，難度很大。

三、“以練代講”學習單片機基本知識和學習工具

單片機知識涉及芯片內部結構、外部特征、引腳功能、輸入輸出端口、中斷系統(tǒng)、定時/計數(shù)器、串行通訊、A/D轉換和D/A轉換……各種功能使用的指令大多不同——復雜多變，編寫程序又使用到單片機編譯軟件，燒錄單片機程序又要用到燒錄軟件，若進行軟件仿真還要用到仿真軟件……任何高深的知識技能都是一個積累的過程，深奧的單片機知識也是由上述一個個知識點開始，然后綜合運用，積累成多，熟練運用，單片機學習者才能最后走上讀懂、修改、設計單片機程序，甚至開發(fā)單片機產(chǎn)品的道路。

中職學生不喜歡坐在老師跟前聽課，他們大多文化基礎薄弱，想聽也聽不進去，采用項目化教學，“以練代講”指導學生學習單片機的基本功能和學習工具是有效的方法。所謂“以練代講”是指老師盡可能把單片機的知識點細化，對于每個小知識點，老師只需要解釋關鍵詞，示范應用要領，提及生產(chǎn)生活的相關事例，然后把大部分課堂時間交給學生進行實際操作訓練。教師的主要任務是明確實操目的，規(guī)劃實操項目，維持課堂紀律和評定成績。例如在教導仿真軟件的使用方法時，筆者提前錄制了微課，使用多媒體平臺演示了使用仿真軟件繪制最小單片機系統(tǒng)，然后就安排學生獨立操作計算機完成該項目，與此同時多媒體平臺循環(huán)播放微課視頻，學生不懂操作，就再看視頻，或舉手提問，教師再示范，通過“以練代講”的方式，學生較快地掌握了這個內容。以下是本人在教導單片機基本功能及其學習工具過程中規(guī)劃的項目任務表。

四、項目實施

經(jīng)過以練代講，傳授單片機的基本知識之后，學生對單片機知識已經(jīng)有了初步的認識，但是要綜合運用單片機，獨立開發(fā)單片機應用，還有很長的路要走。筆者通過比較觀察，設計了一個綜合性和擴展性都很強的溫度計電路，帶領學生完成了軟硬件設計制作，從硬件PCB設計制作，到電路板裝配調試，再到單片機程序設計調試。

1.電路硬件的設計和制作

我校電類專業(yè)基本開設了電子CAD（protel電路設計軟件）課程，結合該課程內容，筆者向學生提供了單片機溫度設計電路原理圖和PCB圖。學生仿照這兩幅圖紙，完成了電路原理圖的繪制、PCB元件布局擺放及線路走向等設計工作。這項工作，如果放在我校大專班，因為學生的基礎知識比較扎實，領悟能力強，教師只需提供電路原理圖，不需要提供PCB圖，將更能鍛煉學生的PCB設計能力。

在完成PCB圖的設計之后，就組織學生進行電路硬件的制作調試，在此過程中結合電路板實物，進一步解釋單片機各管腳的功能和工作條件，讓學生復習鞏固單片機的相關知識點，比純粹老師講學生聽的效果強得多。因為電路較復雜，為保證電路制作的成功率，本人有兩手準備。第一手準備：教導學生使用萬能板，把元件插裝上去后，用焊錫，把需要連接的管腳連接起來，最終實現(xiàn)電氣功能；第二手準備，教導學生使用熱傳印法（或感光法或雕刻法），把pcb板制作出來，然后插件焊接即可。第一個準備適合焊接技術好，學習態(tài)度好，認真仔細的學生，第二個準備適合焊接技術一般、做事粗心馬虎的學生。兩手準備的做法也是滿足了分層教學的需要。

2.程序的設計、編寫和調試

在保證學生有電路板可用的前提下，再著手進行軟件設計，進行單片機溫度計的程序編寫調試。程序設計是單片機課程的難點、重點，對于中職學生來說，一下子要求他們獨立編程是不現(xiàn)實的，筆者采用的策略是先分析功能流程圖，然后安排學生嘗試按照流程圖編寫程序，如果大部分學生編寫不出來，就提供樣板程序，讓學生仿照程序，輸完所有程序語句后，對照程序流程圖，能說明每條語句或每個函數(shù)所實現(xiàn)的功能。這樣經(jīng)過模仿性編程后，學生基本上就把單片機溫度計的軟硬件做出來了，也能使用該電路裝機進行溫度測量了。

3.比較拓展

這個單片機溫度計電路擴展性很強，如果使用這個電路實現(xiàn)了溫度測量就放在一邊，就是大材小用了。多添加兩顆LED，一紅一綠，以及一個揚聲器可設計帶報警功能的體溫計：低于37℃，綠燈亮；介乎37%至38.5℃之間，紅綠燈交替閃爍，然后發(fā)出嘟的一聲，循環(huán)進行；高于38.5℃，紅燈亮并且揚聲器發(fā)出嘟的長鳴聲。應用單片機的串行通訊功能，可以把溫度計測量的溫度傳遞到電腦，并保存下來。每增加一個功能，其實就是幫助學生學習、鞏固單片機的一項功能，學生的單片機應用能力就得到了進一步的加強。

五、結語

用項目式教學，以練代講，密切聯(lián)系生活實際，綜合運用單片機的多種基本功能，帶領中職電氣專業(yè)學生完成溫度計的軟硬件設計制作，讓學生切身體會到學習單片機技術的實用性、前瞻性和趣味性，能有效提高學生的學習效率和學習興趣。

責任編輯 陳春陽