項目驅(qū)動教學(xué)法在單片機課程中的應(yīng)用

李潔 杜玉杰

[摘 要] 為了更好地實現(xiàn)單片機課程培養(yǎng)目標(biāo)，將項目驅(qū)動教學(xué)法應(yīng)用到該課程的教學(xué)中。結(jié)合該教學(xué)法的實踐運用，論述了該教學(xué)法中包含的項目選取原則、實施過程、實施內(nèi)容、實施資源、評價原則及實施效果。實踐表明，在單片機教學(xué)中融入項目驅(qū)動教學(xué)法，能夠有效地達成學(xué)生創(chuàng)新實踐能力方面的畢業(yè)要求。

[關(guān)鍵詞] 單片機;項目驅(qū)動教學(xué)法;創(chuàng)新實踐能力

[基金項目] 2019年第一批產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目“融合‘三創(chuàng)教育的單片機教學(xué)改革與實施”（BZXYSYXM201709）;濱州學(xué)院校級實驗技術(shù)研究立項項目“基于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的單片機實驗教學(xué)模式研究與實踐”（BZXYSYXM201709）

[作者簡介] 李 潔（1982—），女，山東濱州人，碩士，濱州學(xué)院航空工程學(xué)院實驗師，主要從事單片機教學(xué)與管理、實驗室建設(shè)與管理研究。

[中圖分類號] G642.0? ? [文獻標(biāo)識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）40-0160-02? ? [收稿日期] 2020-03-31

“單片機原理與應(yīng)用”課程作為一門實踐性、應(yīng)用性較強的課程現(xiàn)為電子信息工程、電氣工程及其自動化等專業(yè)的必修課程，該課程是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的關(guān)鍵一環(huán)[1，2]。為提高了人才培養(yǎng)質(zhì)量，滿足社會用人需求，在我校單片機課程教學(xué)中融入項目驅(qū)動教學(xué)法并開展了一系列有效探索[3]。

一、項目驅(qū)動教學(xué)法的引入

傳統(tǒng)的單片機教學(xué)存在理論與實踐脫節(jié)、不注重實驗教學(xué)，行業(yè)結(jié)合不足等問題[4]。導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，動手能力較弱，不能滿足企業(yè)用人需求，存在所謂的高分低能現(xiàn)象。項目驅(qū)動教學(xué)法以完成具體項目為載體，教師把教學(xué)內(nèi)容融入具體項目中，讓學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)的方式完成項目。我校教師在單片機教學(xué)中，按照項目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式，實現(xiàn)“教、學(xué)、做”一體化的課堂教學(xué)，以此來提高學(xué)生的知識應(yīng)用能力和創(chuàng)新實踐能力，從而提升學(xué)生的工程素質(zhì)和職業(yè)素養(yǎng)[5]。

二、項目式教學(xué)法在單片機課程中的實施

（一）項目選取原則

項目在選取過程中以社會用人需求為導(dǎo)向，以工程實踐能力培養(yǎng)為主線，以單片機課程培養(yǎng)目標(biāo)中需達到的知識目標(biāo)、能力目標(biāo)、素質(zhì)目標(biāo)要求為主要依據(jù)而選取。在項目選取中結(jié)合單片機典型案例，融入實際生活最新技術(shù)，并將典型單片機設(shè)計競賽題目和企業(yè)項目經(jīng)過加工提煉后擴充項目庫。

（二）項目實施內(nèi)容

為鍛煉學(xué)生探究能力，在項目的選擇上以現(xiàn)實生活中典型實例為主，一方面提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，另一方面可加強學(xué)生工程實踐能力培養(yǎng)[6]。每個項目應(yīng)包含幾個子項目，強調(diào)項目實施過程中循序漸進，在子項目完成的基礎(chǔ)上，進行組合調(diào)試?，F(xiàn)以簡易物品數(shù)量清點機項目為例說明（見表1）。

1.項目一。通過外部脈沖對P3.4（T0）引腳進行計數(shù)，將其數(shù)值按二進制數(shù)在P0口驅(qū)動LED燈上顯示出來。

2.項目二。用單片機的兩位數(shù)碼管動態(tài)顯示0～99中的任何數(shù)字。

3.項目三。使用光電傳感器（E18-D80NK）來實現(xiàn)對通過物體的監(jiān)測，并把數(shù)據(jù)傳送給單片機。

4.終極項目。設(shè)計一個簡易物品數(shù)量清點機，使用光電傳感器（E18-D80NK）來實現(xiàn)對物品數(shù)量的監(jiān)測，并將監(jiān)測結(jié)果在兩位數(shù)碼管上顯示出來。此子項目為擴展項目，要求有能力的學(xué)生課下自行完成，不做具體要求可以看出，在簡易物品數(shù)量清點機項目的實施過程中，包括計數(shù)、顯示、中斷、傳感器檢測四個模塊，基本內(nèi)容涵蓋單片機的輸入/輸出端口，定時/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)、單片機動態(tài)顯示等內(nèi)容，該項目即接近生活實際又涵蓋單片機課程中的幾個主要知識點，可采用項目驅(qū)動教學(xué)法實施。

（三）項目實施過程

根據(jù)單片機教學(xué)的特點，學(xué)生以階段性完成任務(wù)為目標(biāo)開展項目實施。具體實施過程為：教師發(fā)布項目具體要求→學(xué)生調(diào)研、確立項目實施方案→硬件的搭建、軟件程序編寫→項目proteus仿真、開發(fā)版驗證→項目答辯、作品驗收。在整個項目實施過程中，將學(xué)生分成若干項目小組，組內(nèi)成員采取分工協(xié)作的形式完成任務(wù)。教師在此過程中并非置身事外，以小組成員身份參與到每個小組中，在進行引導(dǎo)和答疑的同時起到對學(xué)生學(xué)習(xí)的督促作用。

（四）項目實施資源

1.Proteus軟件仿真。Proteus仿真環(huán)境可模擬真實實驗條件，使學(xué)生無須進入實驗室便可對所做的實驗進行驗證，這對于項目的實施起到非常大的輔助作用，學(xué)生可隨時利用課下時間對原理圖、程序進行調(diào)試、修改，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)和實踐提供了便利條件，又節(jié)約了硬件搭建成本。

2.開發(fā)版驗證。每位同學(xué)在單片機學(xué)習(xí)過程中均配有一塊自己動手在電子工藝實驗課程上焊接的開發(fā)板，每一小組配備一套口袋儀器。通過此方式擺脫上課時間有限和實驗室空間有限的束縛，使學(xué)生可隨時隨地對編寫的程序進行驗證，同時將單片機理論教學(xué)搬進實驗室，理論教學(xué)實驗教學(xué)交叉進行，方便項目式教學(xué)的開展。

（五）項目評價原則

因單片機課程的學(xué)習(xí)更加注重學(xué)生單片機最小系統(tǒng)應(yīng)用能力的培養(yǎng)，所以在項目評價中重點考查學(xué)生理論理解能力、自主學(xué)習(xí)能力、實際動手操作能力及答辯時的語言表達能力。在評價時，除指導(dǎo)教師給出評價外，采取小組成員之間互評的方式，因小組成員全程參與了項目的實施過程，對同學(xué)在項目中的表現(xiàn)更加了解，評價更加客觀、真實（見表2）。

（六）項目實施效果

將項目驅(qū)動教學(xué)法融入單片機課程后，通過多渠道對項目實施效果進行了調(diào)查。從對600余名學(xué)生進行調(diào)查問卷結(jié)果發(fā)現(xiàn)，同學(xué)們普遍反映對單片機課程學(xué)習(xí)興趣濃厚，通過課程學(xué)習(xí)自身動手能力、查閱資料能力、協(xié)作能力明顯增強;從教學(xué)成果來看，學(xué)生參加與單片機相關(guān)的各類電子設(shè)計大賽成績突出，申請國家級大創(chuàng)項目、實用新型專利，發(fā)表論文數(shù)量明顯增多;從企業(yè)反饋來看，學(xué)生單片機知識掌握扎實，具有較強知識應(yīng)用能力和實踐操作能力。

三、結(jié)語

項目驅(qū)動教學(xué)法體現(xiàn)了以學(xué)生為中心，以實際項目為載體，以培養(yǎng)學(xué)生實踐能力為目的的教學(xué)理念。對于單片機類實踐性較強的課程來說，將項目驅(qū)動教學(xué)法融入課程教學(xué)過程中，能極大提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動性，從而有效提升學(xué)生單片機知識的應(yīng)用能力和創(chuàng)新實踐能力。

參考文獻

[1]張婧婧，李勇偉.單片機課程的項目驅(qū)動教學(xué)研究與探索[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2014，36（6）：86-88.

[2]劉耀明，劉電霆.“單片機原理及應(yīng)用”課程教學(xué)改革探討[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2007，29（4）：9-11.

[3]唐煒.基于“項目驅(qū)動”的單片機類課程實踐教學(xué)改革[J].實驗室研究與探索，2010，29（5）：130-133.

[4]李潔，李衛(wèi)兵，杜玉杰.《單片機原理及應(yīng)用》實驗教學(xué)改革與實踐[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2012，10（4）：92-94.

[5]朱斌，曹漫祥，邢應(yīng)壽，等.項目驅(qū)動教學(xué)模式及其在實踐教學(xué)中的應(yīng)用[J].科技教育，2015（6）：220-222.

[6]潘娜，秦磊，王曉.單片機項目式一體化教學(xué)的探索[J].農(nóng)機使用與維修，2017（9）：72-73.