基于中职学校中的单片机项目式教学改革探索

张佳贤

摘 要：江苏省江阴中等专业学校属于中职学校，从该校电气系历年以来的单片机教学状况分析可得，采用传统的单片机授课，教师讲授理论晦涩难懂，而学生接受知识难度较大，因此对于单片机课程的教学改革迫在眉睫。近两年该校电气系对单片机课程进行了改革，将传统授课变为项目式教学，融入单片机教学中，并以实验的形式呈现给学生。

关键词：中职学校 单片机 项目式教学 改革探索

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）09（b）-0160-02

1 单片机专业教学背景

笔者学校电气系有4个电类相关专业，其中两个弱电专业，两个强电专业。它们到高年级都有相应的单片机课程开设。之前学校由于没有扩建，没有专门的单片机实验室，因此导致实验仪器设备不足、损耗率高，实验开出率也低，学生很难进行自主探究实验，学习积极性不高，创新能力和自主学习能力得不到提高。近几年，学校新建的实训大楼，也安排了单片机实验室。单片机项目式教学可激发学生学习兴趣。

2 单片机项目式法教学理念

传统的单片机教学是以老师为主体，学生为辅体，书本知识往往贯穿整个课堂。通过教师不停的填鸭式灌授，学生学习只能被动接受。由于被动式学习带来了一系列的蝴蝶效应，导致学生并没有接受新知识，掌握新内容。教师也不知道学生学习到一个什么程度。

将项目式教学加载在单片机课程中，让老师打破原来书本知识点的局限，对教材中的知识点重新进行排列组合。把教材里的内容安排成每一个可以实现某种功能的项目，并把单片机中出现的零散的知识点穿插到每个项目中去，这样我们就可以将项目的开发步骤作为教师教学的顺序，由此穿针引线，让学生通过项目来做实验，并通过实验，总结相关知识，从而掌握知识。引导学生在实验中学习，在学习中实验，当一个项目完成了，学生也能逐渐掌握课程相关内容。

3 单片机项目教学改革实施内容

3.1 项目内容设计

单片机项目式教学能顺利开展，取决于一个关键点，那就是对项目内容进行合理设计。第一，教师在编排教学内容过程中必须选择适合学生的项目，这就要把单片机课程教材中的原有知识点根据项目内容要求进行重新编排、整合，构成每一个合适的项目。

具体项目内容分为以下9项。

（1）单片机最小系统设计（包括单片机最小系统、点亮一盏小灯）。

（2）流水灯系统的设计（花样流水彩灯的设计）。

（3）交通灯系统设计（模拟交通灯）。

（4）按键计数器设计（多个数码管显示）。

（5）电子万年历系统设计（LCD液晶显示器）。

（6）数据采集与输出系统设计（带数显的温度计的设计）。

（7）串行通信系统设计（单片机通信）。

（8）直流电机调速设计（直流电机调速）。

（9）单片机应用系统设计（搬运机器人）。

我们还确定了相应的教学目标，分别是：

（1）熟悉单片机封装，掌握单片机最小系统设计，了解单片机应用开发流程。

（2）掌握单片机流水灯的硬件电路，会编写流水灯程序。

（3）掌握单片机交通灯硬件电路，会编写单片机交通灯程序。

（4）掌握数码管静，动态显示原理以及硬件电路连接和编程。

（5）掌握硬件电路及LCD工作原理。

（6）掌握硬件电路及DS18B20温度采集芯片工作原理。

（7）掌握多机通信工作原理与编程。

（8）掌握PWM技术及硬件电路及编程。

（9）掌握电路的可靠性设计与软件的可靠性设计。

3.2 课堂教学环节

教师将要讲解的知识点加进每一个单片机项目实例中，带领学生分析项目、分解任务、解决任务。首先，教师在初次教学中，应该使学生正确认识芯片、挑选合适芯片。其次，教师可通过多媒体课件、视频或者Proteus仿真及Keil连调等形式，让学生能观察每一个项目中的电路能够实现功能。最后，项目的内容设计分成硬件与软件。其中硬件设计主要由Proteus仿真软件来实现。教师在讲授硬件相关知识点时，需涉及到相应的基础知识。软件设计则通过Keil软件的调试功能，学生一边进行单步调试程序，一边进行测试编程。教师在一旁可讲解相关C语言语法和算法。

3.3 实验操作环节

单片机的实践操作环节是单片机项目学习中的一个十分重要环节，教师在此过程中要重视起来，学生是实践的主体，教师是实践的辅体，鼓励学生将被动学习转变成主动学习。在教学中教师可根据项目实践经验啟发学生思维，培养学生学习上的主动性与创造性。

我们在进行项目式教学改革过程中，必须把着重点放到实验操作环节上。可将实践操作环节分为4个大块。第一块：教师在进行理论教学时可通过Proteus仿真软件、多媒体课件或者微课视频对每一个项目进行直观式讲解，这样能让学生体验到将单片机成功编程的成就感。第二块：学生在课后借助自己电脑中的Proteus仿真软件及Keil 软件对教师强调的内容进行动手操作练习。第三块：教师可在课余时间布置一些拓展性作业，就由学生选择自己较为感兴趣的内容或者还想提高的内容加深学习。第四块：学生进入实验室后，对具体的单片机项目的硬件电路进行设计、搭建、焊接及调试运行，最后观察运行结果。

4 教学改革效果分析

单片机项目式教学改革的实施，冲出了传统单片机理论教学的束缚。硬件与软件两类教学平台在单片机项目教学中的配合，让教师能顺利进行教学研究，同时让学生能进行有效学习。再加上单片机实验室配备的实验资源，能让教师得心应手地实施项目式教学，也让学生用心专注于项目实践。通过近两年观察研究，得出以下结论。

4.1 学生的学习主动性、积极性明显提高

这种软、硬件平台的项目式教学的教学手段能让我校电类专业的学生非常清楚地观察单片机及单片机项目研发的整个流程。教师不必上课将理论知识碎碎念，就能让学生的操作能力、思维能力和整体能力发挥到一个较高的水平。

4.2 毕业设计选题选择单片机类的题目明显增多

一些学生通过单片机项目式开发的方法构建硬件电路，再通过软件测试，实现了想要的成果。比如2013级电气工程班的一个男生设计的单片机控制节能路灯在毕业答辩中就得到了较好的成绩。同时电气系电类专业学生踊跃报名参加相关单片机项目的比赛，比如，单片机的技能竞赛（机械臂、控制小车、智能机器人）。

5 结语

在当下中职学校单片机教学中出现的问题中，我们结合学校培养班组长型人才的定位，来培养电类专业学生成为应用型、操作性型及创新型人才。并实践出一条单片机应用系统开发的教学主线，将项目教学法为主，把Proteus仿真教学为辅，通过培养学生能力为目标，建立出一条“单片机”教学改革新道路。

通过近两年的教学实践，我们将单片机课程的教学开展为每一个小项目，让学生通过Proteus软件及Keil软件来构建相应的硬件平台从而实施项目式教学。实践证明，利用单片机项目式教学手段，让学生的学习兴趣得到提高。

参考文献

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