浅谈项目教学法在单片机教学中的应用

宋若菡

摘 要：项目教学法的诞生基于欧洲的劳动教育思想，教师不直接将现成知识技能传授给学生，而是通过引导，使学生自身探究得出结果。项目教学法注重突出学生的主体地位，强调学生“学”和“做”相结合，在做中学，在学中做，动手动脑全面发展。中职学校教学的侧重点在于培养学生的动手操作能力，因此，项目教学法作为一种实践性比较强的教学方法，在职业教育中得到了广泛的应用。本文首先对项目教育法进行概述，而后引入单片机教学实例，说明具体应用过程。

关键词：项目教学法 单片机 中职教學

项目教学法是指师生协力合作，共同为一个“可操作性项目”共同探究而完成的教学活动，它最主要的优点是“以项目为主线、教师为主导、学生为主体”，颠覆了以往教师讲、学生听的被动教学模式。在项目教学法中，学生作为主体主持整个过程，而教师则充当“答疑解惑”的辅助者角色。陶行知先生曾经提出的“教学做合一”的思想，其实就是项目教学法凸显的核心部分。项目教学法的主要步骤应包括以下几个方面：首先，由教师根据实际教学需求，为学生布置项目任务；其次，由学生自主确定相关项目工作计划，并对工作步骤和程序加以明确；再次，学生进行分组探究，根据项目工作计划实施和完成教学任务；最后，由教师对课堂的项目实践情况进行总结讲评。

项目教学法在实际的教学中需要注意以下几方面的问题：一是在实践教学环节中要避免教学混乱、教学节奏杂乱无章而导致的教学无力化；二是项目教学法要避免拘泥于形式，项目的制定和评价要灵活多样化，不要太死板；三是在项目评价的过程中要防止模糊评价，防止教师对学生的激励无效或者低效。

一、学生学情

中职学校目前的生源质量情况并不是十分理想。学生们的学习习惯不太好、学习兴趣也比较低，普遍文化基础比较薄弱，厌学弃学的情况比较严重。但是他们喜欢接受新鲜的事物、动手能力比较强，也比较喜欢实际操作。传统的以教师为主体的讲授以及学生为辅的被动型学习就不适合中职学生，也不利于培养他们的创造性能力和发散性思维，违背了国家培养中职学生的初衷。十九大提出，“建设知识型、技能型、创新型劳动者大军，弘扬劳模精神，营造劳动光荣的社会风尚和精益求精的敬业风气”。培养出国家所需要的工匠，需要教师的用心培养。微型课堂、翻转课堂、小组合作法、项目教学法等等都是能调动学生积极性的好办法。现在笔者以单片机控制交通灯为例浅谈一下项目教学法在教学中的应用。

二、项目教学法的教学实例

1.项目准备阶段

一个大的项目包括互相独立却又相互联系的小项目，在项目实施的过程中会受到现实客观因素的影响和制约，要密切结合教学、场地的实际情况。在项目的部署准备阶段中，教师应当注意以下几点。

一是要根据场地、学情、目标具体分析项目的设立。在实训室场地机器设备都有限的情况下，在学生学习水平参差不齐的情况下，采取小组互助式探究学习法。在单片机为核心控制红绿交通灯的项目学习过程中，本身也存在着一些难度比较大的、需要小组共同协作的内容，因此教师要妥善分配好小组成员。技校生源中存在着许多散漫、对学习缺乏兴趣的学生。教师可以每组分配4～6人，每组设立小组长，小组长可以按照教师设置的项目任务带领组员完成任务。与此同时，笔者把全班学生分为三个梯队：第一梯队是特别认真能跟着教师思路走而且会独立思考的学生；第二梯队是通过学生间的互助和教师的指导可以完成项目任务的学生；第三梯队是需要教师反复强调以及课下加强学习才能勉强完成项目任务的学生。通过分成三个梯队，笔者发现第一梯队和第三梯队的学生人数比较少，第二梯队的学生人数比较多，人数呈正态分布。分组要遵循互补性、协调性原则，尽最大努力保证每一位学生都能得到全面的发展。在不同的小项目任务实施的过程中，小组成员可以进行重新分配。学生相互学习，任务有所分工。

二是要注意项目的可操作性与难易性。学生普遍对单片机的学习怀有很大的抵触情绪。因为单片机包含的知识较多，有C语言、汇编语言、硬件结构、接口的扩展、内存等知识，学习起来比较复杂，有一定的难度，所以很容易导致学生“学不懂就不喜欢学，不喜欢学就放弃学”的恶性循环。这时教师必须发挥积极主动的作用，合理制订教学计划，由易至难分层次制定项目目标，对于学生不同的学习水平，有针对性地进行教学；将书本中的难以理解的知识以布置项目任务的方式结合到实训中去，使学生们在做中学、学中做，动手动脑全面发展，在不知不觉中解决了单片机教材知识难被学生接受的问题。另一方面，教师可以勤思考，设计出比较有趣，贴近生活的项目任务，使学生能够将已学到的知识进行灵活的变通，从而极大地丰富学生的知识储备，提高学生的综合能力，如这次的单片机控制交通灯项目。

三是项目背景的引入，通过引入红绿灯的小背景知识引发学生的兴趣。1858年，伦敦主街头安装了红蓝两色的机械扳手式信号灯。这种信号灯是以燃煤气为光源的，作为世界上最早的交通灯，它不能定时，也极其不安全，甚至引发了爆炸。后来在1914年，在美国出现了由电气启动控制的红绿灯。随着科技的发展，以单片机为核心的控制系统出现了，并替代了电路相当复杂而且体积大成本高的数字电路式传统交通控制灯。教师讲解了这些背景知识后，便引发了学生思考。

2.项目制定阶段

项目制定的主要内容是根据已经获得的信息，分析项目目标及需求，设计与规划完成项目的步骤与方法，形成一个初步可行的方案。项目的制定会参考学生的意见。项目制定的主体是学生，教师是引导者、参与者、协助者，但并不意味着教师就任由学生做一切决策。决策是通过一系列活动最终确定实施方案的过程，有多个方案时要评选出最优方案，需要师生间的讨论及教师的肯定。决策分为组内决策和组间决策两种形式。组内决策可以在小组成员充分讨论的前提下，由小组表决或由组长做出决定。组间决策即在各小组的方案之中评优。这也是一种常用的决策方法，但注意不要因为小组间方案评优，影响到后续方案实施阶段的积极性。

项目采用MSC-51系列单片机来控制交通灯来实现上述的功能，并要求学生掌握单片机系统中扩展简单I/O接口的方法。另外，除了能够实现单片机控制交通灯系统的基本功能，还要保证系统具有较强的稳定性。可以根据实际的需要，给项目增添一些简单又有意思的小功能。教师在项目制定明确后，可以提出相关可行性的建议，并准备好相关资料，鼓励引导学生自主探究。

3.项目实施阶段

（1）硬件设计。在项目实施阶段中，教师要充分发挥引导作用，同时，要关注每名学生在这个阶段的个人表现，对学生的动手情况、协同能力、学习态度进行及时指导帮促。在项目实施过程中注意以下一些问题。一是动手操作能激发学生学习单片机的积极性。许多学校为了供学生实验而购买相关的单片机实验模块，学生学习后认为自己学会了单片机操作，结果相反。虽然运用实验模块某种程度上可以快捷方便地进行操作，但是其缺点是不能进行单片机的硬件部分设计。而单片机硬件和软件部分是密切联系在一起的，所以单纯使用实验箱还是有一定的缺陷。因此，项目要求学生设计并焊接调试一个单片机控制交通灯的系统。实践证明，通过完成项目中的硬件设计可以激发学生学习单片机的积极性，可以实现事半功倍的效果。

（2）软件设计。最重要也是最难的部分是软件设计，尤其是指令系统中的知识是非常枯燥乏味的。如何讲好指令系统，值得教师思考研究。贴近生活多举实例，在硬件的基础上适当增加难度，让学生编写程序，并通过添加到设计好的硬件系统，软件与硬件结合起来检测软件的编写是否能够完成大项目。如果没有实现这个功能，就要逐条检查编写的程序语句。最初项目布置编写一个最简单的程序，例如使LED亮，并不含有延时功能，只需要几句简单的指令即可。在此基础上，教师提问学生如何实现交通灯的功能，即在前面程序的基础上增加时钟及复位功能。教师一定要让学生尝试自己编写，然后给出正确答案和讲解。

4.项目评价

在所有项目实施完成之后，必须以项目评价作为结束。项目评价可以以非常灵活的方式来呈现，有学生互评、教师点评、微视频校内网络参评等。对在实施过程中遇到的问题以及解决这些问题所用的方法要进行重点评价。项目评价的目的是帮助学生更好地整理课本所学的知识点，指出学生在学习过程中出现的不足之处。客观而且全面的项目评价可以鼓励学生的自信心、提高学生的学习积极性、促进学生的全面发展。

三、小结

综上所述，项目教学法是通过师生共同为一个可操作性项目而共同探究所完成的教学活动。它更突出学生的主体位置，是一种实践性比较强的教学方法。项目教学法比较适用于中职教育，有助于提高学生的学习兴趣、操作技能和学习质量，促进学生发展解决问题的能力、逻辑思考能力以及交流沟通的能力。项目教学法一改传统的教师教学生学的教学方法，是顺应职业发展和社会需要的结果，是一种有效的教学方法。

参考文献：

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[4]宋锦.单片机课程项目教学法的探索和实践[J].武汉职业技术学院学报，2006（5）.

（作者单位：山东省青岛市即墨区高级技工学校）