基于项目化教学的转型探索在单片机原理课程中的应用

谢宇希

摘要： 随着教育部提出的中国高等教育将发生革命性的调整开始，以实践应用为重点导向的地方本科院校项目化教学改革探索已成为地方本科院校教育课程改革的发展趋势和重点。本文将从衡阳师范学院的单片机原理课程的教学改革实践入手，构建一个基于实践应用的本科课程项目化教学模式，并结合具体的教学案例从教学方法、教学内容、教学考核评价等几个关键环节进行阐述说明，实践表明该教学模式的推进对学生应用能力的提升效果显著。

Abstract： From Ministry of Education of the People's Republic of China proposed that the higher education in China would revolutionize the adjustment， the exploration of project teaching reform of the local undergraduate colleges which focus on practical application has become the development trend and focus of the education reform of local colleges. From the teaching reform practice of SCM course in Hengyang Normal University， this paper constructs a project-based teaching mode of undergraduate course based on practical application. Combined with specific teaching cases， the teaching methods， teaching content， teaching evaluation and other key aspects are described. Practice shows that the promotion of the teaching model can significantly improve the students' application ability.

关键词： 教学模式；单片机；项目化

Key words： teaching mode；MCU；project

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）04-0168-02

0 引言

随着教育部提出的地方本科院校在学校层面上，一是必须解放思想，更新观念，加大转型发展的改革力度；二是必须明确应用型的办学定位后，以实践应用为重点导向的地方本科院校项目化教学改革探索已成为地方本科院校教育课程改革的发展趋势和重点。目前，地方本科院校也都在参考相关职业资格考试标准，对相关的专业教学課程进行改革探索，构建以实践应用为导向，以典型范例任务为载体，以完成项目作业任务为课程目标的新型应用型本科教学模式，实现工学结合，从而从本质上提高地方本科院校学生的实践应用水平和解决实际问题的能力，满足地方本科院校的发展需求。单片机原理是衡阳师范学院所开设的一门专业课程。作为专业课，如何实现工学结合？针对该校的该课程，我们进行了以实践应用为重点导向的课程教学模式改革。我们希望通过本项目的研究，结合该校的具体情况，突出地方本科院校应用转型的特点，构建出一个以实践应用为导向的项目化教学改革模式。

1 传统教学方法的缺陷分析

我们在平时的教学当中发现，采用传统的授课式教学方式，存在以下若干不足：

第一，教学内容不适用。传统的单片机原理课程的教学内容是以其内部结构为主线，首先讲述其硬件结构，接着对单片机系统的各种外围器件以及扩展电路的应用进行介绍，然后分析其各种控制寄存器和对应的软件驱动程序，最后讲述各部分模块程序开发实例，按照此类教学结构，通过调研发现，学生普遍感到掌握情况不是很理想。

第二，理论教学与实践教学严重脱节。在传统的单片机原理课程的教学中，长期以来理论教学与其实践实验课程都是分开进行的，学生在实际的学习过程中，理论知识与教学实践存在时间上的断层。

第三，教学方法手段单一。单片机理论课程教学基本上采用“黑板+PPT”的教学演示方式，这种教学方式直观且授课信息量大，但由于整个理论教学过程中仍以教师为主体，学生总是处于被动接受的状态，无法主动参与整个教学活动，没能做到以学生为中心，以培养学生实践应用技能为导向的教学宗旨。

第四，课程考核方式单一。单片机原理课程全校的考核方式统一采用笔试的方法，由于该课程本来是一门以实践为基础的课程，因此，笔试的考核方式无法具体考察每个学生的实践应用能力，有点“纸上谈兵”的意味。

最后，没有做到因材施教。该院的招生生源主要来自湖南省的普通高中，但是其中也有一部分高职学生。因此，高中不同的教育模式导致其入学时的理论知识与应用水平参差不齐，很多高职学校在高中阶段就已经开设了单片机的初级入门课程，而普通高中则没有开设，这种单片机水平基础和侧重点上的区别都对教师提出了在教学过程中要注重因材施教的要求。

加之单片机课程本身所固有的抽象性和传统教学存在的诸多问题，使大多数学生在心理上对单片机这门课程产生了畏难情绪，以至于影响了他们学习的主动性和积极性，导致此类课程成为了“问题课程”，对学生后续的专业课学习产生了一系列的消极影响。

因此，对单片机原理课程进行教学改革探索是势在必行的。

2 项目化教学改革实施方法

2.1 项目化教学思路

鉴于上述传统的教学方法分析结果不能达到目前地方本科院校以实践应用为重点导向的新型培养要求，也无法考察学生具体的实践应用能力的掌握情况，而必须探索出一种新的教学方法来满足其发展的新趋势，因此项目化教学应运而生。所谓项目化教学，是指师生通过共同实施一个完整的“项目”工作而进行的一系列教学活动。其目的是将理论知识与实际应用紧密结合，通过项目实施来挖掘学生的创造潜能，培养和提高学生的职业素质[2]。教学过程中采用具体的项目为应用主线，把单片机应用技术这门课程按典型的项目与任务对教学的具体内容进行整合形成理论教学与实践教学的无缝连接；采用项目化的结构对教学进行优化，每个项目由一个或几个任务组成；以PPT为演示平台，结合Keil软件、C51语言基础、Proteus仿真软件以及51单片机开发板实物进行课堂教学与演示。在整个教学的过程中，教师首先对相关的知识点进行讲解，使用自行开发的课件进行教学内容演示，然后对单片机典型项目进行分析，最后通过各个相应的子任务让学生自己动手进行编程和实践。

2.2 项目化教学设计内容

①重新调整课程教学结构。基于项目化的教学思路模式，打破传统专业学科课程以理论知识学习逻辑为主线的教学思维模式，针对学生的具体实际应用能力，以培养其日后实践工作能力为主线，以任务项目为基准去进行教学内容体系的整体改革设计。在进行单片机基础课程项目化教学内容设计时，我们不是局限于对单片机的架构和工作原理的讲解，而是以真实的工作任务与项目作为对教学内容进行整合的依据。

②制定以实践应用为导向的项目化教学内容，按照设计难度的梯度要求形成若干任务单元。以单片机功能模块为单位，科学地设计多个涵盖各个知识点的设计任务项目，将单片机专业课构建成7个具有代表性的典型项目，如下表1所示。在讲解时将理论知识与实践技能相结合，使学生能够将理论学习与动手实践进行“无缝连接”，以激发学生的学习动力；在学习中通过项目对学生的分析能力进行引导，培养学生解决相关问题的能力，让学生在完成任务与项目的过程中，逐渐构建单片机基础知识，提高单片机的应用编程实践能力。在项目设计的过程中，对于学习能力较强的同学可以对每个相关的设计项目进行方法的升级与改进，例如：可以将原先采用模拟温度传感器改为DS18B20等数字温度传感器来做，从而提高测量精度；可以将多功能数字时钟进行功能的升级和扩展，将采用系统内部定时器作为时钟定时改为采用DS12C887、DS3231等专用时钟芯片来做；个别项目若采用了段式数码管作为输出显示可以将其升级为1602、12864等液晶模块进行显示等等，采用这种教学方法可以满足各种不同学习能力的学生对学习内容难度的把握。

③单片机原理课程的项目实施案例。在进行单片机专业课的项目化教學改革过程中，我们以典型任务项目分析为基础，把课程应用实践能力要求转化成课程目标，制定出该门课程的项目化标准。按照课程标准提炼与安排课程教学内容中的单元项目，在方法传授与概念知识的基础上，用项目来整合知识的应用过程，强化达到目标的技术路线与实现整个过程的技能。

3 项目化教学考核评价

项目化教学在考核方式上，突破了传统应试教育的束缚，采用了实践考核与理论考试相结合的考核方式，其中实践考核成绩占总成绩的60%，理论考试成绩占总成绩的40%。实践考核包括平时学习态度、各个项目的实物完成情况以及答辩成绩。具体考核成绩所占比例，如图1所示。理论考试仍采取闭卷的考核形式，但是在题型的设置上将更加注重其对应用知识能力测试的灵活性，增大程序设计题型的考核比重。试卷包括了选择、判断、分析、问答和程序设计等题型，这样既能考查学生对软硬件的知识掌握程度，也能考查学生发现问题和分析解决问题的能力。

4 结束语

我们通过对项目的理论与实践一体化的教学法的不断研究和学习，在《单片机原理》这门课程的教学应用过程中，感受良多。根据实际的教学情况来看，采用这种项目化教学方式，把理论知识和实践教学紧密地结合了起来，不仅有利于学生对书本上理论知识点的加深理解，而且更使得学生懂得如何灵活运用所学的理论知识去解决专业上所遇到的实际应用问题，提高了学生学习该专业课的主动性和积极性。学生的应用实践能力较之前有了显著的提高，部分学生已经可以独立地完成一些综合性项目的软硬件的设计任务了，满足了学生职业生涯发展的需求。因此，实践证明此种教学方法对地方本科院校以实践应用为重点的课程改革具有很好的适用性与借鉴性。

参考文献：

[1]杨志帮，杨樾.《单片机应用技术》在项目化教学中的改革与探索[J].职教研究，2011，09（3）：38-41.

[2]李惠莹.项目化教学的设计与应用研究[D].沈阳师范大学，2014，5.

[3]胡春芳.关于高职项目化教学改革的探析[J].春华秋实， 2012，05（32）：32-33.