PBL教学法在单片机技术实验教学中的应用

张国龙 张鹤林 余 瑛

（江西中医药大学，江西 南昌 330004）

0 引言

《单片机技术》课程具有较强的理论性和实践性，为了尽快让学生掌握单片机应用技术，为他们在单片机软件、硬件的开发与应用方面打下坚实的基础，为今后的就业创造良好的条件，在开设理论课程的同时，还安排了相应的实验课程。

传统的实验教学往往是预先由实验教师设计好相应的实验项目，如程序设计、I／O口使用、中断与定时器使用、显示与键盘、串行口通信、A／D等。然后由学生照本宣科地重复，完成所谓教学大纲所规定的实验，这种实验教学方法不利于培养学生的动手能力、创新能力和综合运用知识的能力，也不能进一步激发学生的学习兴趣和主观能动性，甚至出现了学生不作实验前的准备、抄袭他人程序和实验报告的不良现象，学生普遍反映这种验证式的实验教学收获不大。为了适应当今社会对电子类专业的人才需求，必须对单片机实验教学进行改革。

PBL英文全称为Problem Based Learning,即以问题为导向的教学方法，PBL最早起源于20世纪50年代的医学教育中，目前已成为国际上较流行的一种教学方法。

PBL是基于现实世界的以学生为中心的教育方式，它把学习设置到复杂的、有意义的问题情境中,通过让学习者合作解决真实性问题,来学习隐含于问题背后的科学知识,形成解决问题的技能,并形成自主学习的能力。PBL强调以问题解决为中心、多种学习途径相整合,而不只是纯粹的探索和发现,同时它强调学习者之间的交流合作,强调外部支持与引导在探索学习中的作用等。PBL教学法的精髓在于发挥问题对学习过程的指导作用，调动学生的主动性和积极性。

1 PBL教学法在单片机技术实验教学中的实施

笔者在多年单片机技术课程的实验教学中，应用PBL教学法通不断地尝试和实践，对相应的实验教学进行了一系列改革，积累了一些经验，收到较好的效果。下面以广告灯实验为例介绍一些做法与心得体会。

1.1 PBL教学法中对教师的要求

PBL作为一种开放式的教学模式，对教师自身的素质和教学技巧都有很高的要求，要求教师不但对本专业、本课程内容熟练掌握，应该熟悉教学大纲和学生的能力情况，还应当扎实掌握相关学科知识，并要具备提出问题解决问题的能力、灵活运用知识的能力、严密的逻辑思维能力。和良好的组织管理能力，要善于调动学生积极性、寓教于乐、控制课堂节奏等技巧。在单片机技术的实验教学中，教师要适时的提出问题，且对于学生经过讨论没找到思路或者无法解决的问题要给予指导。同时需要记录学生在实验中的表现结合实验报告给出相应的成绩。

1.2 问题的提出要密切联系实际并能引起学生的兴趣

问题的产生可以是学生自己在生活中发现的有意义、需要解决的实际问题，也可以是在教师的帮助指导下发现的问题，还可以是教师根据实际生活问题、学生认知水平、学习内容等相关方面提出的问题。如原广告灯实验（见程序）中只有简单的查表程序和软件延时这两个知识点，并不能满足现实生活中的各种广告灯设计的实际需要。因此问题自然而然的要提出来了，需要设计设么样的广告灯、需要哪些功能、通过哪些手段可以实现等等。

1.3 问题的提出要围绕课程大纲

实验的目的最主要的还是让同学们熟练掌握单片机的基本编程和调试方法，熟练掌握课程大纲所要求的知识能力、动手能力。如在广告灯实验中，可以提出如果要设计流水灯除了用查表的方法外还可以有什么方法？必要时可以告知用环移指令的方法。广告灯中的闪烁时间如何控制？除了软件延时还可以用定时器定时。这样在广告灯实验中就能把定时器试验结合在一起来完成。

1.4 问题的提出要循序渐进

一个宏大的工程是由若干个小的工程构成，同样一个综合性的设计实验也可以由多个问题组成。问题的提出应该循序渐进，从最基本、最简单的问题开始，逐步拓展，最终能解决一个大问题。这样的过程，学生不仅在其中锻炼了能力，还找到了逐步解决问题的的乐趣。如广告灯实验中可以依次提出如下问题：1）流水灯如何实现？2）延时时间控制在1S用软件延时怎么实现？3）用定时器来实现1S定时。4）加入开关控制，实现不同广告灯效果。5）用键盘控制实现不同广告灯效果。6）广告灯闪烁的同时播放音乐。在这个广告灯实验的过程中，学生不仅练习了查表程序、环移指令、软件延时、定时器定时、开关量输入、键盘输入、分支程序等知识点，更在这个过程中实现了有特色、有个性的使用广告灯的设计，体会到了成功的喜悦，增强了自信心。

1.5 改变实验评价方式，增加学生积极性

实验教学同理论教学一样，是整个教学的重要组成部分。以往在成绩考核中，笔试成绩占主要部分，而实验成绩只是与平时成绩一起考核，且占整个成绩的很小比例，这样，学生对相关实验不会引起足够的重视，从而带来很大的负面影响。例如，有相当一部分同学在后期的专业课程设计和毕业设计中，不能独立地完成相应的实验。为此，须对当前的考核模式也进行改革。

首先，随着课程改革实验课时的增加，必须加大实验成绩在整个课程成绩的比重，占总成绩的50%。同时，实验成绩合格与否，作为学生具备笔试资格的必要条件，若实验成绩不合格，则取消其笔试资格。

其次，由于学生的水平不一致，导致对实验中所提出的问题不是都能解决，这就要求调整考核方式，不能给一个绝对的标准，对于解决了基本问题的学生可以给出实验成绩的80%，而对哪些动手能力强，解决问题能力突出的同学酌情加分，最高能给满分。

2 结语

在多年单片机技术实验教学中，学生普遍反映PBL教学法提高了了学生的学习兴趣，激发学生的学习积极性、主动性，增强了创新能力和综合素质，并在实验过程中提高了对自己的自信心和对所学专业的认可度。

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