项目导向教学法在单片机实践课程中的应用

2018-07-12王静

新校园·上旬刊 2018年4期

摘要：单片机实践课程是电气和电子类专业实践课程之一。本文分析了传统教学方式的弊端、阐述了项目导向教学法在单片机实践课程中的应用，总结了教学成果。可以看出，在单片机实践课程中采用项目导向教学法，能够激发学生的学习兴趣，提高教学质量，培养学生的工程应用意识。

关键词：项目导向教学法；电子；电气；单片机

随着工业化进程的不断深入，社会对中国高等教育培养的工程人才提出了更多挑战。大连理工大学城市学院始终将应用型高级工程技术人才作为培养目标，在电气类专业中积极开展实践类课程的教学改革。

一、单片机实践课程改革的必要性

1.实践与理论脱节

传统的实践教学大多是基于已有的单片机硬件开发板，主要偏重软件设计；而单片机的理论教学，偏重于对单片机硬件的工作原理进行讲解，如CPU、存储器、I/O口、定时/计数器及相关外部设备键盘、显示器等。传统的单片机实践课程和理论教学的侧重点不同，容易使学生混淆学习重点，打击学生的学习信心。

2.被动式学习

传统的单片机实践课程以教师授课为主体，单方面灌输教材内容，学生只能被动地接受知识，对于单片机在工程实践中如何应用，以及在开发设计过程中可能遇到的关键技术问题知之甚少。因此容易局限学生的思维，降低学生的学习热情。

3.缺乏实用性

工程应用中，对单片机的开发设计，一般需要多个模块协同工作。而传统的单片机实践课程仅侧重于对单一模块的设计，如I/O口控制、定时/计数器应用、数码管显示等。现阶段对于单一模块的软、硬件设计已非常成熟，并非难点，只掌握这些不能满足工程应用的要求。

二、项目导向教学法的实施

所谓项目导向教学法，是基于“在实践中学习”理念，以完成“项目”为导向的教学方法。教师基于相关理论，结合工程应用提出具体的项目设计要求。学生以分组形式开展设计工作，解决实际问题。基于项目导向教学法，对单片机实践课程的教学改革从以下三方面进行。

1.教学准备

为了使学生更好地理解单片机应用系统的硬件原理，需要搭建新的实验平台。将单片机、LED数码管、键盘等子系统模块化，使学生能够根据项目具体要求设计硬件电路。同时，新的设备淘汰了某些陈旧的实验模块，增加了如I2C总线、SPI总线等现阶段被应用较多的新器件。

以新的实验设备为平台，结合单片机的理论教学和工程应用，教师提出多个设计项目。如关于LED数码管的数字钟的设计；关于A/D转换的数字电压表的设计等。针对每一个设计项目都提出了具体的功能要求，同时考虑到学生学习能力的差异性，也为了激发学生的创新能力，允许学生根据实际应用对项目功能進行合理扩展。

2.教学安排

根据教学大纲要求，单片机实践课程合计16学时。第1～4学时，学生以小组为单位任选一个项目，经过组内讨论，初步确定设计方案，并进行预答辩阐述设计思路。第5～12学时，搭建硬件电路，编写程序，不断系统调试直到满足设计要求。第13～16学时，展示设计成果，并通过答辩方式对设计方案、设计过程中的重点进行汇报。

3.考核方式

单片机实践课程的考核方式由5部分构成：预答辩10%、实际操作30%、创新性10%、成果展示35%、总结报告15%。结合学生的课堂表现、理论知识、应用技能、创新意识、综合素质等方面综合考评。合理的考核方式能够促进学生自主学习，更好地完成教学目标。

三、教学成果

采用项目导向教学法后，学生对于单片机在工程中的应用有了更深刻的理解，学生的学习兴趣明显提高，学习主动性加强，对于单片机的开发设计能力有了一定的提高。通过分组形式的教学，培养了学生的团队合作意识，沟通能力。

此外，项目教学法能充分发挥学生的主观能动性。例如：对项目功能的合理扩展。学生将功能单一的数字钟扩展为集时钟、闹钟和秒表为一体的多功能时钟；在成果展示环节，学生没有局限于传统PPT的汇报方式，通过动画设计、制作视频等方式生动呈现；这也培养了学生的综合素质。

四、结语

将项目导向教学法应用于单片机实践课程的教学，能够较好地将理论知识与工程应用相联系，明显提高了学生的学习兴趣，使学生由被动式学习变为主动学习，培养了学生工程应用的意识以及解决实际问题的能力，这些都将为后续课程的开展甚至学生未来的就业打下良好的基础。

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