项目驱动教学法在单片机课程中的应用

李洁 杜玉杰

[摘 要] 为了更好地实现单片机课程培养目标，将项目驱动教学法应用到该课程的教学中。结合该教学法的实践运用，论述了该教学法中包含的项目选取原则、实施过程、实施内容、实施资源、评价原则及实施效果。实践表明，在单片机教学中融入项目驱动教学法，能够有效地达成学生创新实践能力方面的毕业要求。

[关键词] 单片机;项目驱动教学法;创新实践能力

[基金项目] 2019年第一批产学合作协同育人项目“融合‘三创教育的单片机教学改革与实施”（BZXYSYXM201709）;滨州学院校级实验技术研究立项项目“基于创新型人才培养的单片机实验教学模式研究与实践”（BZXYSYXM201709）

[作者简介] 李 洁（1982—），女，山东滨州人，硕士，滨州学院航空工程学院实验师，主要从事单片机教学与管理、实验室建设与管理研究。

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）40-0160-02    [收稿日期] 2020-03-31

“单片机原理与应用”课程作为一门实践性、应用性较强的课程现为电子信息工程、电气工程及其自动化等专业的必修课程，该课程是培养学生创新实践能力的关键一环[1，2]。为提高了人才培养质量，满足社会用人需求，在我校单片机课程教学中融入项目驱动教学法并开展了一系列有效探索[3]。

一、项目驱动教学法的引入

传统的单片机教学存在理论与实践脱节、不注重实验教学，行业结合不足等问题[4]。导致学生学习兴趣不高，动手能力较弱，不能满足企业用人需求，存在所谓的高分低能现象。项目驱动教学法以完成具体项目为载体，教师把教学内容融入具体项目中，讓学生通过自主学习的方式完成项目。我校教师在单片机教学中，按照项目导向、任务驱动教学模式，实现“教、学、做”一体化的课堂教学，以此来提高学生的知识应用能力和创新实践能力，从而提升学生的工程素质和职业素养[5]。

二、项目式教学法在单片机课程中的实施

（一）项目选取原则

项目在选取过程中以社会用人需求为导向，以工程实践能力培养为主线，以单片机课程培养目标中需达到的知识目标、能力目标、素质目标要求为主要依据而选取。在项目选取中结合单片机典型案例，融入实际生活最新技术，并将典型单片机设计竞赛题目和企业项目经过加工提炼后扩充项目库。

（二）项目实施内容

为锻炼学生探究能力，在项目的选择上以现实生活中典型实例为主，一方面提高学生学习兴趣，另一方面可加强学生工程实践能力培养[6]。每个项目应包含几个子项目，强调项目实施过程中循序渐进，在子项目完成的基础上，进行组合调试。现以简易物品数量清点机项目为例说明（见表1）。

1.项目一。通过外部脉冲对P3.4（T0）引脚进行计数，将其数值按二进制数在P0口驱动LED灯上显示出来。

2.项目二。用单片机的两位数码管动态显示0～99中的任何数字。

3.项目三。使用光电传感器（E18-D80NK）来实现对通过物体的监测，并把数据传送给单片机。

4.终极项目。设计一个简易物品数量清点机，使用光电传感器（E18-D80NK）来实现对物品数量的监测，并将监测结果在两位数码管上显示出来。此子项目为扩展项目，要求有能力的学生课下自行完成，不做具体要求可以看出，在简易物品数量清点机项目的实施过程中，包括计数、显示、中断、传感器检测四个模块，基本内容涵盖单片机的输入/输出端口，定时/计数器、中断系统、单片机动态显示等内容，该项目即接近生活实际又涵盖单片机课程中的几个主要知识点，可采用项目驱动教学法实施。

（三）项目实施过程

根据单片机教学的特点，学生以阶段性完成任务为目标开展项目实施。具体实施过程为：教师发布项目具体要求→学生调研、确立项目实施方案→硬件的搭建、软件程序编写→项目proteus仿真、开发版验证→项目答辩、作品验收。在整个项目实施过程中，将学生分成若干项目小组，组内成员采取分工协作的形式完成任务。教师在此过程中并非置身事外，以小组成员身份参与到每个小组中，在进行引导和答疑的同时起到对学生学习的督促作用。

（四）项目实施资源

1.Proteus软件仿真。Proteus仿真环境可模拟真实实验条件，使学生无须进入实验室便可对所做的实验进行验证，这对于项目的实施起到非常大的辅助作用，学生可随时利用课下时间对原理图、程序进行调试、修改，为学生自主学习和实践提供了便利条件，又节约了硬件搭建成本。

2.开发版验证。每位同学在单片机学习过程中均配有一块自己动手在电子工艺实验课程上焊接的开发板，每一小组配备一套口袋仪器。通过此方式摆脱上课时间有限和实验室空间有限的束缚，使学生可随时随地对编写的程序进行验证，同时将单片机理论教学搬进实验室，理论教学实验教学交叉进行，方便项目式教学的开展。

（五）项目评价原则

因单片机课程的学习更加注重学生单片机最小系统应用能力的培养，所以在项目评价中重点考查学生理论理解能力、自主学习能力、实际动手操作能力及答辩时的语言表达能力。在评价时，除指导教师给出评价外，采取小组成员之间互评的方式，因小组成员全程参与了项目的实施过程，对同学在项目中的表现更加了解，评价更加客观、真实（见表2）。

（六）项目实施效果

将项目驱动教学法融入单片机课程后，通过多渠道对项目实施效果进行了调查。从对600余名学生进行调查问卷结果发现，同学们普遍反映对单片机课程学习兴趣浓厚，通过课程学习自身动手能力、查阅资料能力、协作能力明显增强;从教学成果来看，学生参加与单片机相关的各类电子设计大赛成绩突出，申请国家级大创项目、实用新型专利，发表论文数量明显增多;从企业反馈来看，学生单片机知识掌握扎实，具有较强知识应用能力和实践操作能力。

三、结语

项目驱动教学法体现了以学生为中心，以实际项目为载体，以培养学生实践能力为目的的教学理念。对于单片机类实践性较强的课程来说，将项目驱动教学法融入课程教学过程中，能极大提高学生学习积极性和主动性，从而有效提升学生单片机知识的应用能力和创新实践能力。

参考文献

[1]张婧婧，李勇伟.单片机课程的项目驱动教学研究与探索[J].电气电子教学学报，2014，36（6）：86-88.

[2]刘耀明，刘电霆.“单片机原理及应用”课程教学改革探讨[J].电气电子教学学报，2007，29（4）：9-11.

[3]唐炜.基于“项目驱动”的单片机类课程实践教学改革[J].实验室研究与探索，2010，29（5）：130-133.

[4]李洁，李卫兵，杜玉杰.《单片机原理及应用》实验教学改革与实践[J].实验科学与技术，2012，10（4）：92-94.

[5]朱斌，曹漫祥，邢应寿，等.项目驱动教学模式及其在实践教学中的应用[J].科技教育，2015（6）：220-222.

[6]潘娜，秦磊，王晓.单片机项目式一体化教学的探索[J].农机使用与维修，2017（9）：72-73.