项目教学法在“单片机原理与应用”中的提升

蒋宏艳（河南广播电视大学，河南 郑州 450008）

项目教学法在“单片机原理与应用”中的提升

蒋宏艳（河南广播电视大学，河南 郑州 450008）

单片机广泛应用在工业控制、智能系统领域，“单片机原理与应用”是一门理论和实践相结合的课程。根据学生的学习特点，在教学过程中旨在提高学生的学习兴趣，以激发学生的潜能，培养学生的创新能力为目的。基于仿真模拟、拓展的思路，采取一种新的教学方式，取得了良好的效果。

单片机；教学改革；教学方式

“单片机原理与应用”是电气自动化和计算机专业的核心课程。单片机在智能仪器仪表、工业控制、机电一体化等方面有着广泛的应用，单片机的教学是培养具有单片机应用产品设计、分析、制作和调试能力的实践型人才，对学生职业岗位能力培养和职业素质培养起重要的作用，是一门实践性很强的课。传统的单片机教学模式是按着教材大纲的组织结构逐节讲解，先讲单片机的内部结构、引脚，然后是指令系统，汇编语言的程序设计，中断以及定时计数器，单片机存储器的扩展以及各种外围芯片的应用。实验课也是到了课程快结束的时候才开展几个验证性的实验，缺乏创新性。这样下来的一个教学过程会让学生感觉到原理性的知识如指令系统、内部结构等理论性太强、太乏味，理解起来很困难，对于在实验箱上进行的验证性的实验只是用几根导线连接，不清楚实验箱内部的电路原理图。所以，这样的教学方式会让学生厌倦学习，丧失学习的热情和信心，学完了这门课甚至还有很多学生不知道单片机是干什么的。

在高职高专类学校开设单片机课程如何提高学生实践能力、创新精神，如何体现职业教育的特色，是个亟待解决的问题。因此，我们借鉴德国职业教育提出的“项目教学法”，结合我们自身的实际情况，在教学中将“项目教学法”作了提升，目前已经在我校（郑州信息职业技术学院）得到了很好的验证。

一、任务项目提出

认真贯彻教育部关于高等职业教育以 “高素质技能型人才”为目标，理论课教学以“必需、够用为度，以掌握概念、强化应用为重点”的原则，进行单片机的教学改革。我们以8051系列的单片机为例，对单片机的理论课部分进行了精简，在已经制成PCB板的试验板A上进行验证性的实验，这一部分可以视为基础的“项目教学法”，接下来是一个实训课，实训课的目的是让学生自己设计、开发最小系统。

这个教学方式的提出源于很多使用单片机实验箱的学校，由于数量、空间的限制不能人手一台；另外，还由于试验箱的封装的特点，学生看不到试验箱的电路原理图，不清楚每一部分的原理。教师可以从“8051的指令系统”开始，以我们的实验板A为参考，结合教材上的内容，先让学生在PROTUES、KEIL软件上按照我们实验板A的电路图仿真每一部分程序，然后将程序下载到实验板A上进行验证，这样学生就会将理论知识与实际电路联系起来了。

接下来的实训课是让学生在面包板上将此实验板A进行仿制，将课堂上的知识融会贯通，利用所学到的单片机知识及数电、模电知识，将实验板A仿制出来。

实验板A能做的实验如下表所示：

点亮LED 各种跑马灯 数码管显示数字和字母数码管动态刷新显示查询方式按键 中断方式按键 蜂鸣器发声 单片机奏乐外部事件计数 TTL电平串行通讯IIC总线存储器读写IIC总线时钟芯片操作标准电平串行通讯单片机口线有否上拉的区别试验显示驱动芯片的使能和禁止

实验板A的实物图如图1所示：

图1 实验板A

二、项目任务提升

通过上面给出的实验板A，我们可以看到，在实验板A的4个P口留有扩展口，这些扩展口就是留给本届有能力的学生来完成的。这个实验板A已经能够完成单片机所涉及的所有的实验，在此基础上可以扩展实验板B、实验板C等以完成不同的功能。如果本届学生能够很好地做完上届学生做过的实训项目，而且有些能力出众的学生还想更深入地学习单片机，那么我们教师指导这些学生完成实验板A的扩展，最后再完成PCB板的设计、制作。目前，本校的学生在这块实验板A的基础上扩展了ISP的下载功能，LCD显示，自适应式温度计等的模块。图2所示为扩展的ISP下载板，称为实验板B。

图2 实验板B

三、问题的解决

通过从“学习”、“模拟设计”、“仿真程序”及自己开发的模块，这样一个从易到难、循序渐进的过程，学生已经能够熟练掌握单片机的开发过程了。这样既做到了理论与实践相结合，又使学生产生一种创造的成就感，有利于培养他们学习兴趣，增强其创新意识，提高实际应用能力。另外，为了能够不让实训项目与市场脱轨，我们老师们每年都会对实训模块进行讨论，淘汰掉一些过时的模块，增加一些涉及新技术的模块，让每一届的实训课题都不一样，并成立学习小组，让能力较好的学生开发一些新的模块，争取更大程度地激发学生的兴趣和创新能力，以满足下届学生的实验需求。

这样，旧的、被动的学习模式被淘汰了，转变成了以教师为主导，学生为主体的模式。大量的时间留给学生去自主探索，去相互协作学习，教师的作用是告诉学生学什么、怎么学，并帮助学生解决通过努力解决不了的问题。充分体现了职业教育的特点，确立以实践为重点的理念。改变传统教育理念，评价学生不再单一地看考试成绩，更主要的是要看学生运用知识解决问题的能力。

单片机原理与应用是一门理论抽象，同时实践性又很强的课，一般被定为必修的专业课，在高职高专类学校开设这门课，无论是对教师还是对学生都是一个挑战。我们本着为社会服务的原则，始终不离市场这根主线，转变教学理念，更新教学模式，在培养人才的过程中，努力以调动学生的学习兴趣，激发学生的创新意识为目标，在本校的教学实践中已初见成效。但是，嵌入式类产品日新月异，要想使学生能够更多地接轨市场，我们还需要不断地改进教学方式，为现代化建设培养大量高素质技能型专门人才进行进—步探索。

［1］谢伟红.高职《单片机原理与应用》“主体—主导”教学设计［J］.职业技术教育，2010，31，（20）：59～61.

［2］王昌龙.单片机研究型教学中的发散思维［J］.中国电力教育，2010，32，（27）：70～71.

［3］单丹.浅谈项目化教学在“单片机原理及应用”课程中的应用［J］.中国电力教育，2010，41，（25）：91～92.

［4］李文强.《单片机技术》课程教学中学生创新能力培养初探［J］.职业教育，2010，11，（5）：11～12.

［5］凌艺春.《单片机应用技术》课程改革尝试和探索［J］.教育研究，2010，163，（9）：163～165.

Improving of Project-teaching Method in“Microcontroller Principle and Applications”

Jiang Hongyan
（Henan Radio&TV University，Zhengzhou，450008）

Single-chip microcomputer is widely applied in the domain of control and intelligent systerm，Microcontroller Principle and Applications is a combine curriculum of theory and practice.According to learning characteristic of the students，the purpose in instructional process is improving the students’study intrest，stimulatting students’potential，cultivating students’innovative ability. Adopting a new instructional method，based on the students’simulation and expanded thought，has get better effect.

single-chip microcomputer，instructional reform，instructional methods

G424

A

1671-2862（2011）01-0105-02

2010－12－16

郑州航空工业管理学院青年基金项目（Q09QT08）阶段研究成果

蒋宏艳，女，河南广播电视大学教师，研究方向：单片机与嵌入式技术。