基于“项目驱动”的单片机课程教学改革

论文从单片机在教学中的地位入手，针对目前职业教育的传统教学中存在的问题进行了分析，在此基础上介绍了“项目驱动”教学这一改革方法。本文主要介绍了“项目驱动”的特点、具体的实施办法，通过“项目”引导、启发学生思维，提高学生学习的积极性，并培养学生独立思考的能力，通过完成具体的“项目”来培养学生的动手能力和创新意识。

随着电子技术的迅猛发展和超大规模集成电路设计以及制造工艺的进一步提高， 单片机技术得到了迅速发展。单片机已经深深地渗入我们的日常生活的各个领域，单片机这门课程作为控制专业的一门基础课程，具有十分突出的核心作用。为了提高职业学校学生学习的效率及快速适应工作岗位的要求，克服传统教学模式侧重于理论教学、过于抽象，实践教学不足的问题。故此提出基于“项目驱动”的单片机类课程教学改革。项目驱动式教学法是一种是通过“项目”的形式进行教学，使教学更具有吸引力、有实用价值，并扩展到教书、育人相结合。通过探讨项目教学法在一体化教学中的具体做法，为以注重技能训练和实训操作的教育体制提供了一种新型教学方法和教学思路，也为职业学校学生更好的和行业接轨提供了一定的实习锻炼机会，既促进了教师的实践教学能力，使教书不光会传授书本知识，同时也根据相关项目教学督促教学相长，提高教师的工程实践能力。

一、传统教学的不足

《单片机原理及应用》这门课程，我们按传统的学科教学法是以大纲为基准， 以教材为基础， 以教师为主体。 教师讲， 学生听为主要教学方式， 以教材章节顺序为教学进程， 先讲单片机概论、硬件；再讲指令、语句、流程图， 最后举一些开发应用实例。开始的时候学生听得可能很认真，但是由于这门课程是一门专业课，前面所涉及到很多的前序课程。由于前面的理论知识很抽象，这就导致越学越糊涂，最后失去了学习的兴趣。如何设计教学方法，激发学生的学习兴趣，真正理解和掌握单片机技术，是目前单片机教学中急需解决的问题。

《单片机原理及应用》本身就是一门实践性很强的课程，如果仅仅侧重于理论教学，学生实践能力太弱，就如同跛子走路，今后学生在工作岗位上碰到实际问题，就会感到束手无策。

为了克服以上弊端，在此，我们引入“项目驱动” 化教学方式。

二、“项目驱动” 教学法的特点

（一）在教学内容上：

不再用以前的以“知识点”为线索的方式，而是根据学生的接受能力及信息时代的需求，改用以“项目”为线索，以“子项目”为模块，精心组织教学内容，使其符合学生的认知特点，特别是强调所学知识要与时代同步。

（二）在教学方法上：

强调学生的自主学习和探索，强调培养学生的自学能力。在教学过程中根据“项目”的需求来学习，同时根据学生的好奇心重的特点，积极引导学生，使学生转变学习方法，由被动学习转变为主动学习，改变学生传统的学习观，由“学会”到“会学”，这也是高校教学的主要任务，高校教学不能是传统的填鸭式教学，必须是教会学生自主学习。

（三）在能力培养上：

着重培养学生的创新精神和合作意识，学生在完成“项目”的过程中，会积极地去思考、探索。每个人的思路、想法不尽相同，老师可引导他们进行讨论和交流，并适当地给予点评和鼓励，使他们相互取长补短，既调动学生的积极性，又培养了他们的创新精神和合作意识。

所以，“项目教学法”是一种以学生自主学习、教师加以引导的一种教学方法，它打破了传统的教师按照书本传授系统的理论知识的教学方式，而是以完成一个“项目”作为驱动来进行教学，完成教学任务。在完成“项目”的过程中，又培养了学生的自学能力、创新精神和合作意识。

三、“项目驱动” 教学法的实施

以项目为引导，以案例为载体，本着不仅向学生传授知识， 更重要的是教会学生学习的方法， 培养学生的知识处理、知识转换能力和分析问题、解决问题能力及创新能力。这样就对“项目”设计有较为严格的要求。

（一）“项目”设计要有层次性：

从教学内容上来看，老师要精心设计好每一个“项目”。因为“项目教学法”是要让学生在完成“项目”的同时，掌握知识。“项目”直接影响教学效果，因此“项目”的设计至关重要。

在设计“项目”时，要注意学生的特点与知识接受能力的差异，充分考虑学生的现有基础、认知能力和兴趣等。在设计的过程中，要始终从学生的角度考虑，根据学生的实际水平来设计每一个模块，针对不同层次的学生来设计不同层次的练习，也就是说“项目”要有层次性。从最简单的模块入手到最后能解决实际问题。通过这样的设计，大大激发了学生的兴趣和想象力，利于实施“区别化教学”，这一章节的学习任务也就轻松完成。

（二）“项目”设计要有链接性：

“项目驱动”教学的同时，将课程设计也紧密融合到教学中来，在课程设计中根据“项目”的特点，布置课程任务，启发学生思维，完善课程设计。从知识联系的角度看，课程内容是相互联系的，教师要帮助学生理清其中的逻辑联系。为有利于学生做到前后知识的联系，在设计“项目”时，应适当添加一些与该“项目”有关的、以前已完成的“子项目”，以帮助学生在学习新知识的同时，及时复习已学过知识。比如我们的扩展模块和综合模块就可以利用基础模块来完成，不再简单重复。这样可以培养学生发散思维和知识的前后贯通性。

（三）“项目”设计要有可行性：

与“项目”在实验上根据单片机课程的特点，将实验教学内容分为基础实验、基本接口实验、具体制作实验三个部分。基础实验主要有硬件的认知、指令系统实验、汇编语言程序设计实验。基本接口实验包括硬件接线与软件编程两部分。学生在进行实验时，首先要根据实验任务完成硬件设计、设计主体电路，然后编写程序，调试，最后用proteus、Multisim2000等软件进行仿真。具体制作实验主要通过protel软件完成印刷电路板的绘制，根据原理图焊接电路板，之后测试结果，最后和项目要求对比，进一步修订。

（四）“项目”设计要有参与性：

从能力培养的角度看，教师要注重调动学生的积极性，培养他们的创新精神和合作意识。在教学过程中，要引导学生积极参与，以此来提高学生上课时的注意力，从而提高学习效率。每个“项目”让学生积极参与进来后，学生就比较容易掌握难点，上课也不易走神，取得了良好的教学效果。通过参与把相关的知识和技能有机的融合到项目中去。

综上，我们提出具体步骤如下：

1.提出任务（目标）：提出本次课要解决的一个具体的工作任务和要求。

2.分析任务（特点）：分析解决本任务的方法及步骤，进行系统方案设计。

3.掌握相关知识：讲解实现本任务所必需的支撑知识。

4.实施方案的确定：根据要求设计方案，选出最优方案。绘制电路图，编写与之对应的程序，进行仿真、调试。如果结果和初步设计的一致，就可以购买元器件，依据电路原理图制作电路板、焊接电路板，调试电路板。最后，与项目的要求对比，进一步对自己的系统进行优化，达到更好的效果。

比如在讲汇编语言程序设计时， 可以通过一个项目提出问题。设计程序控制LED小灯的亮与灭。通过大约4个学时左右理论教学，然后让学生从软件和硬件两个方面去查阅资料。软件方面可以比较哪个程序所用的语句最少，编程最简单；硬件方面看谁的结构简单，成本最低，然后选择出一个最佳的软硬件方案自行制作。学生从查阅资料到制作都自行完成，老师只是起到指导和答疑的作用。从传统的老师教会转变成现在的学生自己学会的转变，大大提高学生学习的主动性。

四、“项目驱动”教学与课程设计、实验、实训之间的关系

实际教学中，“项目教学”全部以实际工程应用中的典型技术为背景，以典型电路为载体进行，实现理论教学、课程设计、实践教学及实际教学紧密融合。 “项目驱动”教学主要根据项目的要求，讲解项目的思路，基本硬件结构，指令系统及程序设计，结合实验教学，在试验箱上进行项目的验证和仿真，使学生达到对单片机基本知识和基本技能的理解、掌握和应用。课程设计（实训）先让学生自己完成一些基本模块和扩展的设计和制作。然后根据教师给出实际生产生活中的准工程应用题目，让学生自己提出解决方案，进行必须的论证和参数计算，绘制相应的原理图等，列出元件清单，焊接电路板及调试电路板。通过设计主要让学生熟练使用单片机系统的开发过程，为以后在工作岗位上的灵活运用奠定坚实的基础。

五、“项目驱动” 教学法的考核

在考核环节上，主要通过三方面成绩来确定学生最后的成绩。这三方面主要包括期末笔试部分，平时实验部分和实践创新部分。其中期末笔试部分占总成绩的30%，试验成绩占30%，实践创新成绩占40%。其中实践创新主要是指，在学习的过程中针对于每一章节所提出的项目完成情况的评定。比如我们在讲中断系统的时候，引入一个项目“交通灯的控制”。学生可以分组自行制作。根据学生的完成的情况给出一定的分值，然后将每一章的分值乘以系数合成总分值。这样可以对学生的成绩有一个综合分值。这样学生在准备考试时会将精力投入到实际应用中去， 而非死记硬背一些枯燥难记的指令和书本知识，更有利于对学生知识应用能力及知识转换能力和分析问题、解决问题能力的培养和考察。

职业教育主要培养动手能力强、快速适应工作岗位的一线技术人才。而项目教学法正是符合这一要求，主张先练后讲，先学后教，强调学生的自主学习，主动参与，从尝试入手，从最基本的电路搭建练习开始，从必要的软件学习开始，调动学生学习的主动性、创造性、积极性等，在教师的指导下，学生自己去寻找多种解题思路，进行电路的优化设计比较，再到实际中的经济化计算，寻找最佳的一种路径，并进行展示和自我评价，他们在这个过程中锻炼各种能力。特别是“单片机”教学，设计思路灵活、方法多样，不同的设计思路，后续的一切工作皆有很大的差异，这样既锻炼了学生的自己负责到底的责任心和继续进行下去的好奇心，这一教学思路也正是职业教育的特点。

项目化教学可以帮助教师实施整体教学，推动教研教改及课程设置改革，从而不断提高教学质量。以培养与实际接轨的人才为向导，来进一步驱动项目教学的顺利进行。

（作者单位：1西京学院2中铁二十一局四公司）