项目教学法在高职《单片机应用技术》课程中的应用

任 玲

（江苏畜牧兽医职业技术学院 机电系，江苏 泰州 225300）

项目教学法在高职《单片机应用技术》课程中的应用

任 玲

（江苏畜牧兽医职业技术学院 机电系，江苏 泰州 225300）

针对《单片机应用技术》课程实践性强、高职学生基础知识薄弱、传统单片机教学方法使学生难以掌握、教学效果不佳的特点，提出采用项目教学法。在教学过程中以一个个项目为引领，任务为驱动，将单片机的知识点穿插其中，使学生在完成项目的同时掌握本课程的知识点，取得了满意的教学效果。

单片机；项目教学法；教学效果

《单片机应用技术》是机电类专业的一门专业核心课程，具有应用性强，内容抽象的特点。传统的单片机教学方法是理论教学为主，并配以验证性实验，这种教学方法思路清晰，结构严谨。由于高职学生的逻辑思维能力差、基础知识薄弱，这种教学方法使大部分学生感觉枯燥，有些学生甚至学完后不知单片机为何物。根据教育部教高〔2006〕16号文件提出的要求，高职教育培养的是应用型人才，应突出实践能力培养，要积极推行与生产劳动和社会实践相结合的学习模式。由此可见，传统单片机教学方法存在弊端：

（1）传统单片机教学对理论知识要求较高。高职教学应侧重能力的培养和技能的训练，对理论的学习要求不高，理论教学不必面面俱到，以够用为度。

（2）传统教学模式只在实验箱上做一些验证性的实验，即已有现成硬件电路，只注重软件方面的教学，忽略了硬件设计。单片机的应用实际包含硬件和软件。

针对以上原因，教师应从这门课的本身特点即实践性强出发，将硬件设计加入到课程中，以培养学生的动手能力为目标，进行课程的改革。

一、单片机技术实施项目教学法的意义

“项目教学法”是在教学中将课程的所有知识点进行分类整合，并融入到各个项目中去，通过实施一个个完整的项目而进行的教学活动，其目的是在课堂教学中把理论与实践教学有机地结合起来，充分发掘学生的创造潜能，提高学生解决实际问题的综合能力，进而提高学生的学习热情，真正达到学以致用的目的。例如单片机内部结构和引脚，传统的教学方法就是老师采用多媒体或在黑板上写讲给学生听，由于这部分内容较抽象，学生很难理解，讲完后有些学生连引脚在哪都不知道，有些学生虽然当时知道了，但是由于没有进行实际动手操作，过几天又忘了，教学效果并不理想。而项目教学法是老师边讲引脚的作用及使用方法，让学生自己在电路板上焊上AT89C51单片机，同时根据老师讲解的引脚功能焊上电源、晶振、复位和LED灯等，如图1所示。学生根据单片机的引脚要求自己搭电路，焊接好硬件电路，为了验证单片机能否正常工作，这就要学习软件即指令，可通过几条指令让一个LED亮，在这里就可以讲授传送指令［1］40－41，学生就会感觉指令很神奇。紧接着要求编程控制一个LED灯闪，在这里要编写一个延时程序，老师讲解完延时程序的编写思路并举例，然后学生自己编程使LED灯闪烁，闪快闪慢，他的学习兴趣就有了。整个授课过程都是依照这个思路，硬件电路焊到电路板上，然后让它工作起来就讲与其有关的指令，让学生练习编程控制，从而完成设计要求。这样当项目完成时，这门课主要的软硬件知识点也就学好了，学生是在主动地学习。

图1 AT89C51控制LED灯的引脚接线原理图

由此可见，同传统的教学法相比，项目教学法既发挥了教师的主导作用又体现了学生的主体作用，而且还改变了传统的三个中心：即由以教师为中心转变为以学生为中心，由以教材为中心转变为以“项目”为中心，由以课堂为中心转变为以实践操作为中心。能够有效地培养学生的实践能力，体现以学生为中心的教育思想。

二、项目教学法的应用

1.项目设计

项目的选择应以单片机课程的知识点为依据，来自生活，让学生能够尽可能的运用学过的知识，同时，还要有条件完成项目，让学生有兴趣去学。紧紧围绕上述几点要求，我们尝试的方法是将单片机课程知识点插入项目中，分成“利用AT89C51单片机控制LED灯”、“海上航标灯控制”、“双机通信”、“交通灯控制”、“时、分、秒数码显示器”、“温度采集系统”、“用DAC产生锯齿波”和“步进电机的控制”八个大项目，讲课顺序是以项目为顺序，引导学生边干边学，在动手中学习这门课。学生完成一个项目，必须学习相关的知识，达到相应的能力。在完成项目的过程中，并不要求学生对知识点全面了解，而是让他们先见到现象，培养出兴趣，再深入学习，从现象到理论，再从理论到现象。这样学生的学习是主动的，探索性的。

2.项目分析

下面以“海上航标灯控制”为例说明项目教学的实施过程。

（1）项目任务：

利用单片机的中断实现对海上航标灯的控制，该项目结构图如图2所示。①基本部分：航标灯仅仅在晚上闪烁，而白天不闪烁。②创新部分：白天的时候海上天气突变而天昏地暗，航标灯依然会再次闪烁［2］，指挥着航船有序地穿梭在苍茫的大海上。

图2 海上航标灯控制结构图

（2）项目教学目标：

要求学生根据已学过的单片机最小系统设计思路和项目结构图，能够绘制出单片机进行海上航标灯控制的Protel电路图；能正确利用电路板及相应芯片完成硬件电路的搭接、调试；能编写程序使海上航标灯工作起来；能够撰写项目设计报告。

3.项目教学实施

首先对学生进行分组，学生根据自身情况自由组合4－5人一组，组员都有明确的分工，防止依赖现象。其次由教师对所提供的项目任务、目标及相关知识点进行讲解和分析。在做项目前，教师应先演示一个与该项目有关的具体工程项目，让学生了解完成一个项目所需要的基本步骤，给学生一个直观的认识。

（1）项目实施过程

由于本项目要使用单片机的外中断和定时／计数器两个部件来实现，因此，要先讲解AT89C51单片机中断的知识及中断编程思路，并在仿真实验板上做2个外中断和定时／计数器的仿真实验，目的是让学生理解外中断和定时／计数器的应用方法。项目具体实施步骤如下：

①硬件电路的搭接。小组成员之间经过协商根据项目结构图设计出Protel电路原理图，经教师认可，即可由原理图列出所需元器件清单，根据接线图进行硬件电路的搭接与调试。硬件电路设计不但能检验学生掌握单片机技术的情况，还可以检验他们掌握其他相关学科知识（如电子技术等）的情况及知识应用的灵活性。硬件电路的测试过程更是考验学生动手能力的一个重要环节，这个过程不但要用到开发系统，还要用到一些电子测量仪器，如万用表，示波器等。

② 软件设计。教师引导学生学会模块化设计，根据项目中软件任务，设计合理的软件流程图。将任务分解成几个相对独立的子任务由项目组成员分别完成。同时也是培养学生独立思考、分析问题、解决问题、进行创造性思维的过程。

③ 硬件和软件设计完 成后，需进行联 调［3］115－116，144。在调试过程中，让学生观察、对比，培养悟性和思考力。当程序运行出现问题时，教师应及时引导学生分析问题，修改错误。程序经仿真无误后，使用编程器将程序写入到单片机芯片中，然后把单片机插到提前焊接好的电路板中，进行联调，使他们真正了解单片机开发是怎样进行的。

④项目扩展。小组根据自身的知识结构和能力完成项目内容，最后进行小组讨论，提出合理可行的项目扩展方案。

（2）项目评估

成绩考核由项目实施各阶段成绩及课题完成总成绩组成，先由各组完成自评，再由教师进行考核评定，注重对学生实践过程的评价。

三、结束语

根据高职教育自身的特点和传统教学方法存在的弊端，高职单片机课程必须进行改革，项目教学法通过做项目，掌握单片机应用系统的硬件设计、软件编写和调试的基本技能，提高了学生动手操作能力。学生每一次项目的实现，都能看到自己的提高，这是一种良性的心理刺激［4］158－159，增强了学生的学习兴趣，收到了满意的教学效果。同时，也拉近了学生和职业的距离，为毕业后尽快成为合格的职业者打下良好的基础。

［1］张晓艳.高职单片机课程改革浅析［J］.高等职业教育：天津职业大学学报，2007，16（1）.

［2］吴晓苏，张中明.单片机原理与接口技术［M］.北京：人民邮电出版社，2009.

［3］贡雪梅.项目教学法在单片机原理课程设计 中的应用［J］.实验技术与管理，2009，26（7）.

［4］王彦华，张宏伟.“工学结合”模式下高职院校单片机课程的教改［J］.装备制造技术，2009（12）.

G642

A

1671-8275（2011）04-0120-00

2011-06-19

任玲（1980-），女，新疆呼图壁县人，江苏畜牧兽医职业技术学院讲师。研究方向：单片机技术应用及教学。

责任编辑：訾兴建