单片机技术课程中项目教学法的应用案例

贾 飞

(黄冈职业技术学院，湖北 黄冈 438002)

单片机技术课程中项目教学法的应用案例

贾 飞

(黄冈职业技术学院，湖北 黄冈 438002)

在单片机技术课程教学过程中，改变传统的教学方式，引用项目教学法来完成单片机技术教学，既能够有效地激发学生对单片机的兴趣，同时能够培养学生自学能力、沟通能力和分析解决问题的能力，提高学生的综合素质水平，提升综合竞争实力。

单片机；学生；项目教学法

引言

工科专业的课程，往往都是以实践为基础的课程，单片机就是一门综合性的课程，需要综合理论和实践，才能够完成单片机的学习。要将理论与实践相结合，可以使用项目教学法，由教师给同学们选择合适的项目，并根据项目的内容布置任务，同学们通过完成任务来逐渐完成项目，最终展示项目的成果。所以项目教学法，就是要同学们通过自己动手实践来学习知识，这是项目教学法的一个非常显著的特点。通过实践，学生才能够掌握单片机的知识，学到操作技能，同时能够比较有效地提升其自主学习能力和合作意识、协调能力等，提升自身职业素养，使得综合实力得到提升。

单片机的应用非常广泛，很多电子产品和机械产品中，都需要使用单片机来帮助实现功能，所以对单片机的应用，能够使得自动控制系统实现更多的性能，也能够更新它的设计思路，使得自动控制系统及微控制技术获得更加广阔的发展前景。但是单片机课程本身是一门比较难懂的课程，在传统的单片机课堂中，很多学生难以理解这门课程的内容，学习难度比较大，容易对其失去兴趣。这门课程中还包含很多编程内容，使得学生更加难以理解和掌握。尤其是高职院校的学生，本身学习基础比较差，面对这门课程会感到学习难度很大。单片机课程的抽象性，给学生的学习带来很大的阻碍，致使单片机的教学效果很难达到预期。对单片机的学习不应该停留在理论阶段，而是应当结合实践，帮助同学们融会贯通，真正掌握单片机知识和技术[1]。

1 传统单片机教学过程中存在的问题

1.1 课程内容缺乏连贯性

对于知识的学习，应当形成一个比较完整的知识体系和结构，能够帮助学生理解课程内容。当前使用传统的方式对单片机进行教学，是由教师在课堂上传授单片机的基础知识，包括定时器、计数器等，这些都属于单片机编程的一部分，需要同学们掌握。但是教师的讲解，同学们很难将多个教学板块联系起来，无法连接成为一个知识体系，这就容易造成对单片机这门课程缺乏系统的认识，导致单片机学习效果不好。

1.2 授课方式枯燥

当前传统的单片机授课方式，就是教师讲授的方式，同学们完全处于被动接受知识的状态，再加上课程本身比较枯燥难懂，这样的授课方式很难吸引学生的注意力，无法培养学生的自主学习能力，还可能让学生产生抗拒的心理。单片机在应用过程中，不乏编程内容，这样的授课方式会让学生缺乏自主锻炼的机会，无法真正掌握单片机知识和技能。

1.3 缺乏理论教学和实践教学的衔接

将理论教学和实践教学联系起来，才能够使得同学们在实践中理解理论知识，在学习理论知识时联系实践，融会贯通。但是当前使用传统的教学方式完成单片机的教学，往往会忽视理论教学和实践教学的衔接，而实践教学内容也缺乏针对性。可能有一些高职院校在单片机实践教学过程中，使用单片机开发试验箱，来让同学们做实验锻炼实践能力，但是这些实验大多是验证性的实验，同学们在现有的硬件基础上按照图示完成线路图的连接。这个过程缺乏硬件设计的过程，以致学生即使参与了单片机的实践教学，也不能够掌握单片机的实际使用和硬件设计方式，难以真正掌握单片机这门课程[2]。

2 项目教学法概述

项目教学法是一种比较新型的教学方式，改变了传统课堂上教师向学生传输知识的模式，它是教师对学生起引导作用，引导学生完成一个比较完整的项目，让学生能够在完成项目的过程中，将理论知识和实践知识相结合，帮助学生掌握理论知识和实践技能，能够让学生在完成项目的过程中，了解问题的解决思路，同时使学生的合作精神和意识得到提升，提升其综合能力。在单片机技术课程的教学过程中使用项目教学法，就是将教学内容划分为多个项目，然后由教师将这些项目布置给学生，同时给学生布置需要完成的任务。学生根据项目的要求来进行实践，以完成项目的功能。在完成项目的过程中，并非所有的知识都是已经学过的，学生自己需要通过查阅资料、自学等来完成项目，帮助提升自主学习能力。最终由学生实现单片机硬件电路的设计以及调试等，并使整个系统无故障运行。

对于项目的设计，应当规避传统单片机教学方法的缺点，比如在实践教学中，引入硬件电路的设计和制作，以此作为一个项目让学生完成。其目的在于将课程和单片机项目联系起来，学生在完成项目的过程中，对自己需要的资料和信息进行收集整理，还要完成方案的设计以及逐步实施项目。引入项目教学法，不仅仅是为了让学生能够掌握单片机知识，还在于实施项目教学法的过程中，帮助学生提升自己的综合素质和能力。所以在项目的设计过程中，应当充分考虑这一点，比如增加合作项目、设立拔高项目等，帮助学生提升合作能力和探究意识等。同时，项目应当选择真实生产中的项目，让学生完成项目的过程中，能够接触到真实的操作场景。

在选择项目的过程中，也应当更加慎重和认真。项目教学法的重点，就在于项目的选择，项目选择的水平，将直接影响到项目教学的效果，教师应当在完成项目的过程中，给予有效的指导。对于项目的选择，应当注意以下几点。其一，需要以单片机课程的教学内容为主线，选择与教学内容相近的项目，方便学生对已经学习的知识进行巩固和拓展。其二，遵循由易到难的原则，让学生的项目实践能够循序渐进，避免由于项目过于简单，而让学生没有实践的兴趣，也要避免由于项目过难，致使学生对学习单片机失去信心。比如可以在项目进行的初期，选择一些简单的程序让学生完成编程，而中期就可以让学生完成对电路的控制，后期可以让学生完成一些综合性的项目，让学生能够参与设计。注意这些项目选择的原则，要选择比较适合学生的项目，帮助学生通过项目教学法来提升个人综合能力。

3 项目教学法的实施和应用

3.1 展示教师项目作品

在给同学们布置任务之前，教师应当将所有的项目完成，发现每一个项目在完成过程中的难点和容易出错的地方，然后将项目的最终形态展示给学生，让同学们能够对项目的最终目标，具有比较清晰的认识，能够确定实施项目的方向。教师在完成项目过程中熟悉了项目，了解项目中需要使用的工具和知识技术，可以将这些知识提前传授给学生，使学生更加顺利地完成项目[3]。

3.2 布置项目及其任务

项目教学法，一般而言，是为了培养学生的综合素质能力，因此一般选择团队合作的方式，来锻炼学生的团队协作能力和交流能力。让学生3-4人为一组，并由学生自己推选小组长，由组长负责每一组任务的分配。每一个小组都负责一个项目，而项目任务分为三个难度，分别是基本任务、一般任务和拓展任务。所有小组都应当完成基本任务和一般任务，可以选择是否完成拓展任务。

3.3 实施项目任务

学生在完成项目之前，应当对项目进行整体的分析，分析应当使用哪些基本知识，然后查阅相关的资料，以获取完成任务的知识。小组成员在真正实施项目任务之前，需要开会讨论分工以及如何实施这些任务，确定思路和方向；可以共同完成电路原理图的设计，并设计程序流程图；之后教师根据电路原理图和程序流程图来判断是否可行，并给予指导。然后小组就可以分工合作，来完成电路并编写程序，进行项目的调试并书写报告。如果在项目实施过程中出现问题，小组内部应当积极讨论，发现问题原因并解决问题，直到完成项目任务，实现项目的功能。比如一个小组实施的项目，是实现彩灯电路的循环，小组可以首先将这个项目拆分为四个子项目，分别是将发光二极管点亮、实现发光二极管的闪烁、使用单片机对发光二极管进行控制、实现流水灯效果。小组可以选择共同完成每一个子项目，也可以将子项目分别分配给不同的成员，经过设计、组装、调试等多个步骤，完成项目的设计。在这个过程中，可以让学生自己收集资料信息、对方案进行设计、完成电路，这利于学生掌握单片机的原理和运用，提升他们的合作能力和动手能力等。

3.4 展示学生项目成果

学生在通过分工配合完成项目、实现项目功能之后，需要在课堂上，对小组的项目成果进行展示。首先使用PPT的形式，给大家讲解项目需要实现的功能、项目的设计目标、项目设计思路，以及项目中需要使用的知识等。然后展示在设计过程中硬件电路的设计以及程序的设计，在实施项目过程中遇到的问题及其解决办法。之后将项目作品展示给大家，并进行演示。

3.5 对项目成果进行评价

在项目成果展示之后，可以先开展学生之间的相互批评和自我批评，发现项目实施过程中的问题，比如合作不积极、项目功能不完善等，大家相互借鉴，从而在下一次项目教学法过程中，能够克服这一次的问题，达到更好的项目教学效果。然后由教师对每一组学生的项目实施过程及成果进行评价，按照一定的比重，来对项目实施的各项过程及结果进行评价，比如项目成果总体占40 %，项目实施过程评价占60 %，将其进行细化，就是要求项目基本任务占10 %，一般任务占20 %，拓展任务占10 %，根据任务的完成程度以及功能的实现是否完善来进行评价。而项目实施过程，可以分为设计方案、项目总结报告以及平时的综合表现等，分别占10 %、10 %和40 %。其中，对学生综合表现的评价，需要参照学生在任务实施过程中的积极程度、分析问题和解决问题的能力、是否积极与小组成员配合等，进行综合评价。比如在流水灯设计中，如果有学生不服从组长的安排，不与其他小组成员进行配合，在综合表现评价中就要体现出来。如果有学生分析问题和解决问题的能力比较强，在小组中发挥了非常重要的作用，那么在综合评价中就比其他学生分数高。这样体现出每一个学生的实际表现评分，让学生能够发现自己的优势和问题，从而有方向、有针对性地提高自己的能力。

4 项目教学法能够实现的效果

4.1 能够有效地激发学生的学习兴趣和动力

使用项目教学法，改变了传统的教学方式，改变了以教师给学生灌输知识为主的教学模式，可以使得学生在课堂中的参与度更高，尤其针对单片机技术这门技术性、实践性很强的课程而言，项目教学法可以使学生加强在课堂和课下的动手操作能力，真正参与到单片机技术的学习中，将理论知识和实践技能相结合，提高学习单片机知识的积极性和兴趣。而学生本身参与实践完成项目，需要比较自主地搜集相关的资料并学习涉及到的知识，能够有效地提升其自主学习能力，使单片机技术课程与电子专业的课程体系得到整合，从而帮助学生形成比较完整的知识体系。

4.2 有效地培养学生的沟通能力和合作意识

项目教学法的实施往往都是分组进行，一般要求3-4人为一组，可以根据项目的难易程度来灵活控制。小组成员都会负责不同的子项目或是不同的工作，共同参与项目的实施，集思广益，各自提出自己的想法和方案思路，大家商议之后制定一个思路，并根据这个思路编写程序、连接硬件等，同时针对项目中的问题共同讨论制定解决方案。所有的小组成员不仅需要发表自己的看法，也需要考虑他人的思路，加强沟通，从而有效地培养学生的交流和沟通的能力，培养团队意识。

4.3 能够有效地培养学生分析解决问题的能力

在实施项目教学法的过程中，同学们都需要根据项目的内容来收集信息，自行设计方案和实现硬件电路，还需要根据项目功能编写程序，并进行调试直到实现功能为止。在每一个环节中都有可能出现问题，导致项目无法继续，这时学生就需要查阅资料等来分析问题并解决问题，从而有效地培养他们分析解决问题的能力。

[1]李雪峰. 教学工厂理念在单片机项目教学中的应用[J]. 电子世界，2013(13)：41.

[2]胡敬朋. 单片机项目教学研究及实践[J]. 电气电子教学学报，2012(07)：43-44.

[3]张素琴. 论“产品导向、项目递进”式单片机项目教学中的项目设置和内容设计[J]. 常州信息职业技术学院学报，2010(04)：21-22.

SingleChipMicrocomputerTechnologyProjectTeachingMethodintheCourseofApplication

JIA Fei

(Huanggang Polytechnic College, Huanggang, Hubei 438002)

In the course of single-chip microcomputer technology teaching process, the need to change the traditional way of teaching and the introduction of project-based teaching method to complete single-chip microcomputer technology teaching, can effectively stimulate students interest in SCM. At the same time it can cultivate the students' self-study ability, communication ability and analysis ability to solve problems, improve the comprehensive quality of students and promote comprehensive competitive power.

single chip microcomputer; students; project-based teaching

G712

A

1008-8156(2017)03-0075-03

2017-03-15

2017-05-10

贾 飞(1982-)，男，湖北黄冈人，讲师，硕士。研究方向：电子信息专业教学。