单片机实践课的项目化开放式教学改革研究

刘友澈+++林嵩+++徐闽燕

摘 要： 单片机实践课具有关联课程多、理论知识多、工程实践性强和教学难度大的特点，成为教学中的一只“拦路虎”。本文从以企业实际产品为背景进行教学内容项目化设计与编排、学生自主管理的开放式教学和项目考核等方面进行研究，提出适合高职学生的单片机实践课程教学方法并应用于课堂教学改革实践，通过对教学效果的调查分析，说明所提倡的教学改革方法对增强教学效果有指导性作用。

关键词： 单片机实践课 项目化 开放式 教学改革

单片机实践课是电子信息、自动化等专业核心课。但与该实践课相关联的基础课程较多，有些关联课程甚至决定了单片机实践课的成效，如《电子技术》、《C语言程序设计》等。同时，单片机实践课对后续《电子产品制作》、《电子产品综合设计》等课程有非常大的影响。正因为如此，单片机是当今大多数高职院校的一门主干课程，这门课程教学改革研究对学生培养有着极其重要的作用。高职院校学生理论基础差，单片机实践课就成为学习中的一只“拦路虎”。为了消灭这只“拦路虎”，许多学校都在进行教学改革。教学改革主要体现在内容和教法两个方面，在教学内容上主要表现为内容项目化、案例化等，教学方法上主要表现为行为引导、开放式、平台导入式、翻转课堂等。

上述教学改革取得了一定的成效，增强了单片机课程教学效果，但也存在为了项目而项目化的问题。笔者在此基础上根据高职院校对人才的培养要求和我校优秀教学资源，提出基于企业产品的“项目化开放式”单片机实践课堂教学模式。

项目化开放式教学内涵主要包括：企业产品项目化设计与编排、自主管理的开放式教学管理。即先以企业实际产品编排教学内容，然后采取开放式教学方法进行教学管理和考核，在开放式教学过程中同时开放实验室。该模式强调校企之间的工学结合，强调教学内容、教学方法和实验室管理的配合，形成一个完整的有机体。在增强教学效果的同时实现教学资源利用的最大化，实现技术型人才培养。

一、以企业实际产品为背景进行项目化设计与编排

教学内容项目化，指对教学内容进行适当编排，形成一系列既独立又相互紧密联系的项目。这是大多数学校进行教学改革的重点，但有很多项目是由教学内容编造而成的，没有实际应用背景，即为了项目而项目，失去项目化的真正内涵。项目化教学本着知识够用，便于学生理解和自学的原则，以实用性、创造性的项目激发学生学习兴趣。重点是以项目所需知识整合教学内容，让学生理论与实践相结合，技能操作与实际应用相结合，趣味性与创造性相结合。本次教学改革与四家企业进行了合作，开发了《智能电水壶》、《数字型对中控制器》、《信息发布控制器》、《智能寻迹小车》四个项目，所有项目来自企业的研发产品。项目由基本部分、提高部分和创新部分三个层次组成，以满足不同学生的需求。

下面以《智能电水壶》为例说明，表1为《智能电水壶》的项目化设计与编排。项目化设计与编排表格由项目名称、主要功能、基本部分、提高部分、创新部分和教学内容组成。从教学内容可知该项目包含单片机中的按键处理、数码显示、定时器、中断、模数转换、串行通信和IO口操作等基础知识，还包含电子产品的设计方法、电路调试和电子产品的软硬件综合调试等电子产品的研发内容。基本部分为单片机的基础知识，是教学大纲规定的教学内容，也是每一个同学必须完成的任务。提高部分是在基础部分的基础上增加了实用性功能，是单片机基础知识在电子产品中的具体应用，是电子产品具体的功能体现，这部分内容要求大部分学生能够完成。创新部分是新知识、新技术在电子产品中的应用，是产品的卖点，这一部分由单片机知识掌握好、编程能力强的同学完成，不做强制要求。在项目各个部分，学生都可以发挥创造性，设计出更好的产品。

二、学生自主管理的开放式教学

开放式教学的目的是完成教师和学生在教学活动中的角色转换，教师从知识的灌输者变为传输者，学生从知识的被动接受者变成知识的主动构建者。首先是教学时间的开放，就是在整个实训周期内，没有课时限制，白天、晚上都可以作为学生的学习时间，休息时间和学习时间完全由学生根据完成任务的进度自主掌握，教师不做干涉。其次是教学内容的开放，教学内容的开放就是有取有舍，从学生能力出发，在完成核心知识点的基础上做自己感兴趣的事，教师不能强迫学生一定要学习哪些内容，但可以引导、鼓励学生多学新知识和新技术，培养学生学习单片机技术的兴趣。再次是学习环境的开放，实行项目化教学后，为了完成一个项目需要查找大量资料，需要不同功能的实训室，像传统教学一样，集中在一间教室已经不能满足教学需要。因此，学习环境必须向外延伸，图书馆、网络、多功能实训室、社会实践基地都要对学生开放，由学生自主选择学习环境，以满足学习需要。最后是项目考核的开放，考核能促进学生学习，反映学生在学习中存在的问题。开放式教学是为了学生更好地学习，绝不能让学生理解为无组织、无纪律的自由状态。因此，严格的项目考核是取得开放式教学成功的保证。项目考核的开放指的是考核不受时间、地点的限制，只要学生有考核意愿就可以进行。

三、项目考核

开放式学习中学生的学习时间、学习环境和学习内容由学生自主掌握，为了促进学生学习，项目考核显得非常重要。不以规矩不成方圆，在相对自由的开放式学习中更是如此。项目考核评价表如表2所示，评价方式分为自评、互评和教师评价三种。考核指标分为准备阶段、功能测试、设计报告和回答问题四个一级指标。每个一级指标下面又有多个二级指标。具体实施是学生每完成一个二级指标就可以进行评价，评价时学生需要操作演示作品，并回答老师提出的问题，评价过程中如果不能回答出老师的问题则该次评价不能通过。只有这样才能促使学生在实践中重视理论知识，认真学习理论知识。

四、项目化开放式的教学效果

项目化开放式的教学方法在12级电子信息班和13级电子信息班进行了实施，通过问卷调查了单片机实践课实行项目化开放式教学后的教学效果。调查问卷主要内容及统计数据如表3所示。从表3可以看出，学生对项目化开放式教学方法有了认同，大部分学生认为它是很好的教学方法；学生的学习积极性、学习自主性增强；学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力得到了提高；学生认为教学项目具有实用性，所学知识与项目结合很紧密；大部分学生有了团队意识，愿意互相帮助；学习过程很充实，有成就感；考核方式很公平；但也提出了项目过多，基础知识讲解少，自学时间多，晚上指导不到位等意见。

五、结语

与企业合作，从企业的研发课题中设计出与单片机实践课相适应的课题，采用开放式的教学方法引导学生按照企业项目开发流程完成单片机内容学习。在教学过程中完成教师和学生在教学活动中的角色转换，实现学生自主学习。学生学习积极性、学习自主性得到了增强，激发了创造性，动手能力、分析问题和解决问题的能力得到了提高，实现了教学改革目标，为后续课程教学改革提供了很好的思路和方向。

参考文献：

[1]张天瑜.电子信息工程技术专业的项目化教学研究[J].湖北广播电视大学学报，2012，（9）：31-32.

[2]汤泽军.高职单片机项目化课程教学改革的研究与实践[J].济南职业学院学报，2013，（5）：34-37.

[3]王安国.开放式教学模式探索[J].理论与实践，2015，（4）：98.

[4]刘成尧，王海娜.高职单片机开放式项目化教学模式研究与实践[J].职业教育研究，2013，（2）：31-33.

[5]吴孟宝，吴芳，黄正兵.项目化教学过程中学生学习状况调查研究[J].中国校外教育，2010，（7）：179.

基金项目：浙江省2013年高等教育课堂教学改革项目

项目编号：kg2013808 项目负责人：刘友澈