項目導向教學法在單片機實踐課程中的應用

摘 要：單片機實踐課程是電氣和電子類專業(yè)實踐課程之一。本文分析了傳統(tǒng)教學方式的弊端、闡述了項目導向教學法在單片機實踐課程中的應用，總結(jié)了教學成果?？梢钥闯?，在單片機實踐課程中采用項目導向教學法，能夠激發(fā)學生的學習興趣，提高教學質(zhì)量，培養(yǎng)學生的工程應用意識。

關鍵詞：項目導向教學法；電子；電氣；單片機

隨著工業(yè)化進程的不斷深入，社會對中國高等教育培養(yǎng)的工程人才提出了更多挑戰(zhàn)。大連理工大學城市學院始終將應用型高級工程技術人才作為培養(yǎng)目標，在電氣類專業(yè)中積極開展實踐類課程的教學改革。

一、單片機實踐課程改革的必要性

1.實踐與理論脫節(jié)

傳統(tǒng)的實踐教學大多是基于已有的單片機硬件開發(fā)板，主要偏重軟件設計；而單片機的理論教學，偏重于對單片機硬件的工作原理進行講解，如CPU、存儲器、I/O口、定時/計數(shù)器及相關外部設備鍵盤、顯示器等。傳統(tǒng)的單片機實踐課程和理論教學的側(cè)重點不同，容易使學生混淆學習重點，打擊學生的學習信心。

2.被動式學習

傳統(tǒng)的單片機實踐課程以教師授課為主體，單方面灌輸教材內(nèi)容，學生只能被動地接受知識，對于單片機在工程實踐中如何應用，以及在開發(fā)設計過程中可能遇到的關鍵技術問題知之甚少。因此容易局限學生的思維，降低學生的學習熱情。

3.缺乏實用性

工程應用中，對單片機的開發(fā)設計，一般需要多個模塊協(xié)同工作。而傳統(tǒng)的單片機實踐課程僅側(cè)重于對單一模塊的設計，如I/O口控制、定時/計數(shù)器應用、數(shù)碼管顯示等?，F(xiàn)階段對于單一模塊的軟、硬件設計已非常成熟，并非難點，只掌握這些不能滿足工程應用的要求。

二、項目導向教學法的實施

所謂項目導向教學法，是基于“在實踐中學習”理念，以完成“項目”為導向的教學方法。教師基于相關理論，結(jié)合工程應用提出具體的項目設計要求。學生以分組形式開展設計工作，解決實際問題?；陧椖繉蚪虒W法，對單片機實踐課程的教學改革從以下三方面進行。

1.教學準備

為了使學生更好地理解單片機應用系統(tǒng)的硬件原理，需要搭建新的實驗平臺。將單片機、LED數(shù)碼管、鍵盤等子系統(tǒng)模塊化，使學生能夠根據(jù)項目具體要求設計硬件電路。同時，新的設備淘汰了某些陳舊的實驗模塊，增加了如I2C總線、SPI總線等現(xiàn)階段被應用較多的新器件。

以新的實驗設備為平臺，結(jié)合單片機的理論教學和工程應用，教師提出多個設計項目。如關于LED數(shù)碼管的數(shù)字鐘的設計；關于A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)字電壓表的設計等。針對每一個設計項目都提出了具體的功能要求，同時考慮到學生學習能力的差異性，也為了激發(fā)學生的創(chuàng)新能力，允許學生根據(jù)實際應用對項目功能進行合理擴展。

2.教學安排

根據(jù)教學大綱要求，單片機實踐課程合計16學時。第1～4學時，學生以小組為單位任選一個項目，經(jīng)過組內(nèi)討論，初步確定設計方案，并進行預答辯闡述設計思路。第5～12學時，搭建硬件電路，編寫程序，不斷系統(tǒng)調(diào)試直到滿足設計要求。第13～16學時，展示設計成果，并通過答辯方式對設計方案、設計過程中的重點進行匯報。

3.考核方式

單片機實踐課程的考核方式由5部分構(gòu)成：預答辯10%、實際操作30%、創(chuàng)新性10%、成果展示35%、總結(jié)報告15%。結(jié)合學生的課堂表現(xiàn)、理論知識、應用技能、創(chuàng)新意識、綜合素質(zhì)等方面綜合考評。合理的考核方式能夠促進學生自主學習，更好地完成教學目標。

三、教學成果

采用項目導向教學法后，學生對于單片機在工程中的應用有了更深刻的理解，學生的學習興趣明顯提高，學習主動性加強，對于單片機的開發(fā)設計能力有了一定的提高。通過分組形式的教學，培養(yǎng)了學生的團隊合作意識，溝通能力。

此外，項目教學法能充分發(fā)揮學生的主觀能動性。例如：對項目功能的合理擴展。學生將功能單一的數(shù)字鐘擴展為集時鐘、鬧鐘和秒表為一體的多功能時鐘；在成果展示環(huán)節(jié)，學生沒有局限于傳統(tǒng)PPT的匯報方式，通過動畫設計、制作視頻等方式生動呈現(xiàn)；這也培養(yǎng)了學生的綜合素質(zhì)。

四、結(jié)語

將項目導向教學法應用于單片機實踐課程的教學，能夠較好地將理論知識與工程應用相聯(lián)系，明顯提高了學生的學習興趣，使學生由被動式學習變?yōu)橹鲃訉W習，培養(yǎng)了學生工程應用的意識以及解決實際問題的能力，這些都將為后續(xù)課程的開展甚至學生未來的就業(yè)打下良好的基礎。

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作者簡介：王靜（1986— ），女，山東肥城人，研究生，助教，研究方向：電氣工程。