工科留学生“单片机”课程的项目式教学

孙秀娟，刘法胜，黄鹤松，郭银景

(山东科技大学信电学院，山东青岛 266590)

随着我国经济和国际化进程的不断发展，世界各国有越来越多的留学生选择到我国来学习深造。

目前，我国各高校均十分重视对来华留学生的教育，将其视为教育国际化的一个重要组成部分。然而，虽然经过多年的发展，我国整体高等教育水平相比而言还处在落后阶段，真正具有国际水平的、有较强影响力和竞争力的顶尖学科专业的大学还相对较少，且在理工科方面表现更令人堪忧，吸引留学生的困难较为明显。一些高校由于缺乏对留学生教学的经验，导致授课情况不够理想，使得高质量教育资源的缺乏成了留学生教育发展的瓶颈。在一定程度上制约了“留学中国计划”目标的实现。

1 留学生全英文教学特点

1.1 生源和个性差异

我校2006年开始招收通信工程专业和机械电子专业的外国留学生，2007年开始双语教学研究。通过这几年的教学和研究发现，外国留学生的教学有很多独特之处。

来我校留学的学生大部分来自南亚和非洲的一些国家:巴基斯坦、尼泊尔、加纳、刚果、坦桑尼亚和印度等国，也有少数来自韩国、德国等发达国家的交换生［1］。地域、国家、宗教信仰以及价值取向等的差异，使得留学生之间以及他们和中国学生之间的个体差异较大。

文献［2］通过参与观察的方式，利用Hofstede的文化价值维度理论分析了我国与非洲留学生课堂表现差异背后存在的文化因素，主要反映在集体/个人主义、权力距离以及不确定性规避这三个方面。总体来说，我国学生多以集体利益为重，为了维护同学之间的和谐关系，往往自揽责任。因此，对于中国学生而言，不确定性回避较强，课堂上比较安静，很少质疑教师或提出问题;而非洲留学生则重视个人价值，具有较低的不确定性回避，课堂上思维活跃，敢于质疑并提出问题，他们认为这样做是很自然的，不会有面子问题的顾虑。

1.2 知识背景和语言差异

知识背景尤其是数学基础知识对工科专业的学习有着较大的影响。国内循序渐进的中小学教育在这点上突显了优势，高校中招收的学生大部分数学基础较好。而外国留学生来自不同的国家，其知识背景尤其是数学知识有较大的差异。他们中有读完高中直接过来留学的，有读了一、二年的预科(类似国内专科)后来的，还有的学生具有短时期工作经历。知识背景的参差不齐使得授课难度大为增加，授课质量和课程进度也难以保证。

语言方面，留学生有的来自英语是母语的国家，有的来自英语是第一或第二官方语言的国家，而且同一个国家内，发达地区和不发达地区的英语水平也有较大差别。此外，好多人的英语带有浓重的地方口音。

1.3 对教师的要求

研究及实践表明，课堂上讲授同样内容，全英文教学备课时间为汉语教学备课时间的4倍多。因此，上好留学生的专业课对教师提出了很高的要求。

(1)教师必需有扎实的专业知识和丰富的教学经验。没有良好的专业知识不可能将专业课上好。

(2)英文要好。虽然来华后留学生一般都有半年或者一年学习汉语的时间，但是学得好的也仅仅能用汉语进行日常用语交流，对他们来说，用汉语讲授专业课接受难度极大。因此专业课基本上都是全英文授课，又因为留学生的英语带有口音，这就要求教师有较强的英语听说与理解能力，以便较好地进行交流和传授。

(3)教师要有良好的沟通和管理能力。留学生来到陌生的国度，由于各自国别、民族和个性的不同，班级内的冲突和矛盾比国内学生要强烈得多。因此，教师和他们良好的沟通能力和课堂管理控制能力显得十分重要。

2 教学方法改革

2.1 外国留学生授课特点

“单片机”的传统教学方式一般是先理论后实践。比如60学时的课程，其中课堂理论授课40学时，实验课20学时。

针对留学生的“单片机”课程，传统教学方法的弊端尤为突出。他们上课时思维活跃，经常打断教师的讲课提出问题，乐于同教师展开互动。因此相比传统教学方式，启发式和探究式教学似乎更加适合留学生。

针对留学生教学特点结合我校的“单片机”双语教学课程建设项目，课题组对留学生“单片机”专业课程教学进行了教学方法改革［3］。其中对于知识背景和语言差异所带来的障碍，在教学过程中，主要采用因材施教的方法。譬如:要求授课教师必须深入了解留学生的国情、生活和文化背景，熟悉其发音特点;灵活运用多种教学方法和手段，充分利用多媒体教学的优势，图文并茂地阐述所学内容，必要时配以肢体语言等，以弥补语言交流的不足。另外，在师资队伍建设中，各级主管部门通过外派授课教师出国进行交流，对相关国家实地了解与调查，能够在很大程度上解决留学生教学的语言障碍问题。

我们在课程内容的教学实施过程中，通过引入项目式教学理念，设计了全新的“单片机”项目式教学模式。

项目式教学法的基本思想是将教学活动贯穿于一个完整的“项目”实践中的学习方法，这种方法有利于在课堂教学过程中把理论与实践有机结合起来，使学生在解决实际问题的过程中发挥创造能力［4，5］。为保证“单片机”项目式教学法的实施效果，课程中引入了PROTEUS仿真软件，真正做到边学边做。

2.2 “单片机”课程项目内容设计

基于项目式教学理念，针对留学生的全英文教学，我们重新设计了“单片机”课程的教学内容。以单元项目的形式体现教学内容，将理论与实践结合在一起。每个项目模拟具体产品开发的过程，包括任务分析、方案设计、硬件电路设计、软件编程、仿真和实物制作调试。

在项目的设计与实施过程中，我们以编程任务和创新知识技能学习与训练来指导教学工作，并由浅入深、科学合理地安排各单元的项目内容，使其在满足教学大纲的要求下，确保覆盖各主要教学知识点，同时做到既具有项目内容组织上的整体连贯又深具启发性的目的。

针对60学时的“单片机”课程，可以设计六个单元项目，每个项目8～10学时，预留4～8学时进行课程介绍和内容总结。课程中具体项目设计如表1所示.

表1 “单片机”课程项目式教学内容

设计单元项目时尽量体现各章节的主要内容，每个项目分基本任务和扩展任务两部分，基本任务由教师引导学生完成，扩展任务则由学生独立完成，教师只起指导作用。这样可让学生从多角度和多层次都进行锻炼。

2.3 实例:单片机控制LED灯闪烁

基本任务:用单片机控制一个LED发光二极管的亮与灭;

扩展任务:①控制8个LED灯的亮与灭;②流水灯的实现;③用开关按键控制灯的亮与灭;④用单片机实验箱完成扩展任务③。

在基本任务中，涉及到的知识点有:Proteus和Keil C软件应用;单片机最小系统(单片机的管脚、晶振电路、复位电路等);汇编语言结构(先介绍完成任务需要的几个简单程序语句，如ORG 0000H、SJMP$、MOV指令);单片机的基本I/O接口特性(如LED发光二极管连接电路就涉及到单个I/O口的灌电流和拉电流特性)。

在扩展任务中，涉及到了循环程序结构(扩展任务2);软件延时子程序(扩展任务2、3);单片机I/O接口特性(扩展任务3);硬件链接、程序下载、运行调试方法(扩展任务4)等。

留学生在具体操作之前，教师还可以演示做好的项目，比如流水灯的任务。留学生在学会方法和步骤之后就可以自己动手完成其他的学习任务。除了扩展任务④任务以外，都要求用Proteus软件进行仿真，上课时允许学生带笔记本电脑，还可以自己设计其他样式的任务。这样课堂中就可以边学边做，打破了传统的在实验室里和教室里分别教学的差别，也提高了留学生们的学习兴致，激发了他们的主动性和创造性。

每个项目的最后都安排了学习任务的具体实现，使得每个项目设计最终回到针对实物的实践操作，从而锻炼了学生的动手能力和解决实际问题的能力，真正将理论和实践、硬件和软件结合了起来。

这些项目的内容设计和时间安排都可以灵活调整，即使在传统教学方法中穿插入一、两个项目也起到了很好的教学效果。

3 结语

本文通过基于项目式的教学理念，设计了全新的“单片机”项目式教学模式。实践证明，改进后的教学模式使留学生对“单片机”课程产生了浓厚的兴趣，教学重心自然而然地转到了专业知识的学习中，语言问题不再成为该课程教学的障碍。现在，“单片机”已成为最受留学生欢迎的专业课程之一。这种教学模式对留学生其他课程的学习也具有实际借鉴价值。

［1］ 付承英.针对留学生的教学特点提高全英文教学质量［J］.武汉:中国组织化学与细胞化学杂志，2009，18(4):451-453

［2］ 孙雷.中非学生课堂表现差异分析［J］.石家庄:大众文艺(理论)，2009，(13):187-188

［3］ 孙秀娟，Michael Collier(英)，郭银景等.单片机双语教学课程建设的实践探索［J］.南京:电气电子教学学报，2010，32(4):66-67

［4］ 王红宇等.基于项目式教学的专业课程教学方法改革［J］.石家庄:教育教学论坛，2012，(27):75-76

［5］ 邓铁军，陈颖，贺志军.基于PMBOK原理的“项目式”教学法研究［J］.武汉:高等工程教育研究，2010，(1):159-163