基于項(xiàng)目教學(xué)法的單片機(jī)課程教學(xué)改革

王守峰

桂林理工大學(xué)南寧分校，廣西　崇左　532100

基于項(xiàng)目教學(xué)法的單片機(jī)課程教學(xué)改革

王守峰* 1

桂林理工大學(xué)南寧分校，廣西崇左532100

摘要：針對(duì)傳統(tǒng)單片機(jī)原理及應(yīng)用課程教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，引入項(xiàng)目教學(xué)法，在教學(xué)中采用“邊學(xué)邊做、學(xué)做結(jié)合”的方式對(duì)課程進(jìn)行改革，仿真與實(shí)物相結(jié)合的學(xué)習(xí)方式，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；項(xiàng)目教學(xué)法；課程改革

單片機(jī)原理及應(yīng)用這門(mén)課程是電氣類專業(yè)的一門(mén)專業(yè)必修課，該課程強(qiáng)調(diào)軟件和硬件相結(jié)合，應(yīng)用性較強(qiáng)，涉及到的知識(shí)點(diǎn)比較多，對(duì)于學(xué)生而言，其概念過(guò)于抽象，要學(xué)好單片機(jī)著實(shí)不易。但在自動(dòng)化控制領(lǐng)域，越來(lái)越多的使用了單片機(jī)作為控制器，學(xué)生掌握單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)，對(duì)于就業(yè)日益嚴(yán)峻的國(guó)內(nèi)形勢(shì)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。為了培養(yǎng)學(xué)生具有扎實(shí)的單片機(jī)編程和應(yīng)用能力，適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，針對(duì)在單片機(jī)教學(xué)過(guò)程中存在的一些問(wèn)題，引入了項(xiàng)目教學(xué)法對(duì)其進(jìn)行改革。

一、課程教學(xué)存在的問(wèn)題

(一)教學(xué)模式

在傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)過(guò)程中，仍然是以教師為主，按照教材章節(jié)進(jìn)行講授，從單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)到定時(shí)中斷、系統(tǒng)擴(kuò)展，先講授理論后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，理論和實(shí)驗(yàn)相脫節(jié)，課堂教學(xué)在主導(dǎo)地位，學(xué)生被動(dòng)的接收知識(shí)，不能及時(shí)的消化吸收，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自信心下降。

(二)教學(xué)內(nèi)容

電氣類專業(yè)仍采用匯編語(yǔ)言教學(xué)，與實(shí)際應(yīng)用情況不符。目前單片機(jī)的應(yīng)用產(chǎn)品大多采用C語(yǔ)言進(jìn)行設(shè)計(jì)，公司和單位招聘要求學(xué)生具有單片機(jī)C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)能力，雖然匯編在一定程度上更加有助于對(duì)硬件的理解，但為了適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，提高學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，需要與時(shí)俱進(jìn)，故采用以匯編和C語(yǔ)言相結(jié)合的方式進(jìn)行教學(xué)。

(三)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

課程所開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)只是利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行驗(yàn)證性的試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容固定單一，缺乏新意，學(xué)生只是簡(jiǎn)單地進(jìn)行連線，對(duì)于內(nèi)部如何工作缺乏認(rèn)知，不利于培養(yǎng)獨(dú)立開(kāi)發(fā)單片機(jī)的能力，而且實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和維護(hù)成本較高，設(shè)備容易出故障，再加上學(xué)生的不正規(guī)操作，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)箱經(jīng)常損壞，很難保證教學(xué)質(zhì)量?？傊?，這些教學(xué)方式效果不理想，不利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，往往是學(xué)生學(xué)完課程，面對(duì)單片機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)，仍然是一頭霧水，不知如何下手，所以，目前的教學(xué)方式需要及時(shí)的進(jìn)行改革。

二、項(xiàng)目教學(xué)法在教學(xué)中的實(shí)施

項(xiàng)目教學(xué)法是指“邊學(xué)邊做、學(xué)做結(jié)合”的教育理念，將理論與實(shí)踐緊密結(jié)合。從項(xiàng)目的分析、方案制定、電路設(shè)計(jì)、硬件制作、軟件設(shè)計(jì)到系統(tǒng)的調(diào)試和總結(jié)報(bào)告的撰寫(xiě)，每個(gè)步驟學(xué)生都參與其中，讓學(xué)生在“做”的過(guò)程中體會(huì)到“學(xué)”的樂(lè)趣和成果。從簡(jiǎn)單項(xiàng)目到復(fù)雜項(xiàng)目，將單片機(jī)的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)融入到項(xiàng)目中去，通過(guò)不同程度的項(xiàng)目設(shè)計(jì)，不斷加深學(xué)生對(duì)單片機(jī)的理解，并提高單片機(jī)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)能力。

項(xiàng)目教學(xué)法要在教學(xué)過(guò)程中取得良好效果，教師的作用至關(guān)重要。首先要選擇合適的項(xiàng)目，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行合理的編排，選擇的項(xiàng)目要符合先易后難，簡(jiǎn)單實(shí)用的原則，能夠體現(xiàn)出單片機(jī)知識(shí)點(diǎn)的運(yùn)用。其次要制定詳細(xì)的實(shí)施方案，合理分配課時(shí)量。讓學(xué)生按照步驟進(jìn)行學(xué)習(xí)，親自參與其中，把課堂的時(shí)間交給學(xué)生，教師起到引導(dǎo)、啟發(fā)作用，并及時(shí)的幫助學(xué)生解決遇到的難題。最后對(duì)學(xué)生的作品進(jìn)行評(píng)估，組織討論分析在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的各種問(wèn)題，表?yè)P(yáng)做得好的學(xué)生，展出優(yōu)秀作品，讓他們體會(huì)到成功的喜悅，以帶動(dòng)學(xué)習(xí)單片機(jī)的興趣。

在課程教學(xué)中，規(guī)劃了7個(gè)項(xiàng)目，分別是(1)點(diǎn)亮LED燈；(2)跑馬燈；(3)60s倒計(jì)時(shí)；(4)搶答器；(5)交通燈；(6)直流電機(jī)調(diào)速控制；(7)溫度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。這些項(xiàng)目包含了單片機(jī)所有硬件資源及外圍電路設(shè)計(jì)，I/O控制及擴(kuò)展，定時(shí)/計(jì)數(shù)器和中斷控制等。在前期的基本理論學(xué)習(xí)中采用多媒體教學(xué)手段，引入Proteus和Keil軟件平臺(tái)，利用Proteus設(shè)計(jì)原理圖，Keil進(jìn)行編程調(diào)試，縮短開(kāi)發(fā)周期，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。因?yàn)镵eil和Proteus軟件可以進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試，能夠更加逼真的模擬項(xiàng)目運(yùn)行狀況，驗(yàn)證程序設(shè)計(jì)的正確性和可行性。這使得學(xué)生可以將更多精力放在單片機(jī)項(xiàng)目設(shè)計(jì)和編程上面來(lái)。同時(shí)也節(jié)省了實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用。在后期實(shí)踐階段，模擬仿真成功之后，投入硬件設(shè)計(jì)，從元器件采購(gòu)、電路板設(shè)計(jì)、元器件的焊接到電路板的軟硬件調(diào)試都由學(xué)生自己動(dòng)手完成，程序的下載利用燒寫(xiě)器來(lái)完成，最后驗(yàn)板成功后由教師打分。

現(xiàn)以項(xiàng)目“交通燈”為例，說(shuō)明項(xiàng)目教學(xué)法在教學(xué)中的實(shí)施過(guò)程。在項(xiàng)目開(kāi)始階段，教師提出項(xiàng)目要求，學(xué)生分組討論設(shè)計(jì)方案，由學(xué)生獨(dú)立完成電路設(shè)計(jì)和程序編寫(xiě)。要求先使用Proteus進(jìn)行驗(yàn)證，在設(shè)計(jì)中，主要使用了AT89S51單片機(jī)，LED燈，三極管和兩位數(shù)碼管顯示器。該項(xiàng)目主要考查學(xué)生單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的使用方法以及LED數(shù)碼管顯示原理。仿真成功之后，還需要進(jìn)行實(shí)物設(shè)計(jì)，雖然模擬仿真在一定程度上方便了學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)，但不能完全依靠軟件，畢竟在實(shí)物制作中會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)也是提高學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力的有效方式。在項(xiàng)目完畢后，要求學(xué)生以書(shū)面報(bào)告的形式對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的各種問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)。教師對(duì)其作品和報(bào)告進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，并鼓勵(lì)學(xué)生積極參與課堂中來(lái)，對(duì)其在制作作品的過(guò)程中遇到的難題以及解決的方法進(jìn)行講解和討論，以加深對(duì)單片機(jī)開(kāi)發(fā)的理解。

三、結(jié)論

將項(xiàng)目教學(xué)法應(yīng)用于單片機(jī)課程教學(xué)之中，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)和獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。在教學(xué)中，教師負(fù)責(zé)引導(dǎo)學(xué)生，幫助他們解決難題，鼓勵(lì)他們動(dòng)手實(shí)踐，讓學(xué)生能夠更好地掌握專業(yè)技能，同時(shí)對(duì)任課教師來(lái)說(shuō)也是一種鍛煉的經(jīng)歷。經(jīng)過(guò)教學(xué)改革的初步嘗試，單片機(jī)課程的教學(xué)效果得到明顯改善，學(xué)生積極參加科技活動(dòng)月和創(chuàng)新性項(xiàng)目，并在大學(xué)生電子競(jìng)賽中取得優(yōu)異的成績(jī)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]趙月靜，陳繼榮.項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在“單片機(jī)原理及應(yīng)用"課程中的應(yīng)用[J].河北工業(yè)科技，2012，29(4)：239-242.

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*作者簡(jiǎn)介：王守峰(1984-)，男，漢族，山東菏澤人，桂林理工大學(xué)南寧分校，研究生，主要研究方向：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)。

中圖分類號(hào)：TP368.1-4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1006-0049-(2016)11-0097-01