摘 要： 針對(duì)國(guó)內(nèi)高校單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)存在的弊端，本文提出了一種項(xiàng)目式教學(xué)方案，目的是解決實(shí)訓(xùn)的單一性和脫離實(shí)踐的傾向問題。通過項(xiàng)目的實(shí)施，學(xué)生在實(shí)踐過程中可以系統(tǒng)地掌握項(xiàng)目中所涉及的芯片的應(yīng)用方法、源程序的編寫、PCB板的設(shè)計(jì)和傳感器的應(yīng)用等，在此過程中，還可通過仿真軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，為學(xué)生在今后從事嵌入式方面的開發(fā)工作打下良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞： 單片機(jī) 項(xiàng)目開發(fā) 實(shí)訓(xùn)教學(xué)

引言

“單片機(jī)原理與應(yīng)用”作為工科院校電子專業(yè)的必修課，是一門集合數(shù)電、模電、通信、計(jì)算機(jī)等為一體的綜合性課程。因此，課程難學(xué)抽象，學(xué)生在剛開始學(xué)習(xí)時(shí)比較難懂，難以掌握單片機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。為此，如何通過《單片機(jī)原理與應(yīng)用》實(shí)踐課程來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，如何將理論課程與實(shí)踐課程有機(jī)結(jié)合起來，以達(dá)到循序漸進(jìn)的教學(xué)效果，就成為單片機(jī)實(shí)踐課程體系改革建設(shè)的一個(gè)重點(diǎn)難題。

學(xué)生在學(xué)習(xí)單片機(jī)課程時(shí)，已經(jīng)具備一定的數(shù)電和模電的基礎(chǔ)知識(shí)，通過單片機(jī)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)后，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的單片機(jī)項(xiàng)目開發(fā)。這樣，學(xué)生通過幾次項(xiàng)目開發(fā)后，逐漸鞏固他們所學(xué)的理論知識(shí)，鍛煉實(shí)際動(dòng)手能力，以及培養(yǎng)創(chuàng)新能力和獨(dú)立思考能力。

1.項(xiàng)目選材

在選擇項(xiàng)目時(shí)，以最簡(jiǎn)單、最具有代表性的MCS-51系列單片機(jī)為重點(diǎn)，并且側(cè)重點(diǎn)應(yīng)有所不同，使之具備多樣化。在學(xué)習(xí)單片機(jī)基本原理的同時(shí)，詳細(xì)講解整個(gè)硬件結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)。教師在前期階段可把每個(gè)項(xiàng)目分解成若干個(gè)小課題，讓學(xué)生一個(gè)個(gè)去完成，鍛煉學(xué)生的調(diào)試能力和測(cè)試技巧，為以后的系統(tǒng)聯(lián)調(diào)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，對(duì)于在測(cè)試過程中，出現(xiàn)的一些問題要及時(shí)找到原因，通過測(cè)試的結(jié)果與理論設(shè)計(jì)的指標(biāo)進(jìn)行比較，改進(jìn)設(shè)計(jì)方案，從而達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)。盡量多展示項(xiàng)目完成后的演示效果，讓學(xué)生對(duì)系統(tǒng)有一定的宏觀概念。另外，盡量多選一些課題，讓學(xué)生都能找到自己的研究方向，并根據(jù)自己所學(xué)的知識(shí)找到項(xiàng)目的突破口。

2.項(xiàng)目實(shí)施

首先讓學(xué)生相互進(jìn)行組隊(duì)，每個(gè)隊(duì)伍的成員偏重點(diǎn)不同，這樣既能相互補(bǔ)充又能發(fā)揮每個(gè)學(xué)生的長(zhǎng)處，成立一個(gè)團(tuán)隊(duì)，對(duì)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神得到了鍛煉。隊(duì)伍確定后，便可分工合作，根據(jù)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求，完成整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)工作。負(fù)責(zé)硬件設(shè)計(jì)的同學(xué)必須拿出設(shè)計(jì)原理圖、PCB圖和調(diào)試報(bào)告；負(fù)責(zé)軟件設(shè)計(jì)的同學(xué)繪畫軟件流程圖并編寫程序，協(xié)調(diào)單元調(diào)試和系統(tǒng)聯(lián)調(diào)調(diào)試等；負(fù)責(zé)撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告的同學(xué)須將整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，方案比較，方案優(yōu)化，調(diào)試過程，系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)以及總結(jié)展望等詳細(xì)記錄下。

然后是進(jìn)行專題訓(xùn)練。因每個(gè)隊(duì)伍和每個(gè)學(xué)生的基礎(chǔ)不同，可能會(huì)有一些學(xué)生完成自己的課題有存在一些難度，此時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況需要，把學(xué)生遇到的問題提出來，作為專題來討論。這樣有針對(duì)性地解決問題，學(xué)生學(xué)習(xí)起來更有興趣，效果會(huì)更好。

緊接著讓學(xué)生把系統(tǒng)的各個(gè)模塊組合起來。這期間也會(huì)存在很多問題，比如模塊之間信號(hào)不兼容、相互干擾等，針對(duì)這些問題，讓學(xué)生提出自己的解決辦法，在此過程中，讓學(xué)生感受到系統(tǒng)的概念，掌握系統(tǒng)集成的辦法。系統(tǒng)完成后，對(duì)系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，與設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行比較，修改設(shè)計(jì)，通過一次次反饋、修改，最終完成任務(wù)。

最后，教師集中學(xué)生對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行總結(jié)，對(duì)出現(xiàn)的普遍問題進(jìn)行重點(diǎn)研究，對(duì)設(shè)計(jì)過程中存在的薄弱環(huán)節(jié)要加強(qiáng)專題訓(xùn)練。教師根據(jù)每個(gè)隊(duì)伍的評(píng)測(cè)結(jié)果和撰寫報(bào)告的質(zhì)量給出實(shí)訓(xùn)的綜合成績(jī)，完成整個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。

3.改革特色

傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)模式是讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)箱上完成，插一些芯片，接一些線等，不直觀，不能直接反應(yīng)單片機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)過程。而改革后的實(shí)訓(xùn)模式則完全不一樣，教師將項(xiàng)目引入實(shí)訓(xùn)中，讓學(xué)生進(jìn)行相互討論，這樣不僅使課堂氣氛更加活躍，而且更增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)的興趣和積極性。通過實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，學(xué)生自己查閱資料，方案討論，體現(xiàn)了學(xué)生的自主性學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等。

項(xiàng)目式實(shí)訓(xùn)教學(xué)方法能讓學(xué)生在實(shí)訓(xùn)的過程中發(fā)現(xiàn)問題，并分析解決問題，同時(shí)進(jìn)一步提升自身的綜合能力。教師在課堂教學(xué)時(shí)，可根據(jù)需要，引入一些電子設(shè)計(jì)類的項(xiàng)目或電子競(jìng)賽的試題，將其融入到課堂中，讓學(xué)生進(jìn)行討論，這樣不僅活躍了課堂氣氛、增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，還加強(qiáng)了老師與學(xué)生之間的溝通，共同探討項(xiàng)目中的難點(diǎn)和解決的辦法。在項(xiàng)目式教學(xué)的課堂上，老師是一名協(xié)助者，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主人，使整個(gè)課堂充滿活力、精彩紛呈。

另外，教師可以通過校企合作平臺(tái)，引入一些與企業(yè)合作的項(xiàng)目作為實(shí)訓(xùn)的課題。一方面，這些題目與實(shí)際生產(chǎn)相關(guān)，具有一定的實(shí)用性，并且這些項(xiàng)目都進(jìn)行可行性分析和市場(chǎng)調(diào)查，能夠在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用起來；另一方面，讓學(xué)生接觸一些與實(shí)際生產(chǎn)相關(guān)的項(xiàng)目，有助于對(duì)專業(yè)的理解，對(duì)提高學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的興趣有極大的促進(jìn)作用，學(xué)生還可以充分發(fā)揮自己想象力和創(chuàng)新能力，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行改進(jìn)，提出更好的設(shè)計(jì)方案，充分體現(xiàn)了單片機(jī)教學(xué)的創(chuàng)新型。

實(shí)訓(xùn)課程一般是三周時(shí)間完成，安排在每個(gè)學(xué)期的最后三周。學(xué)生在本學(xué)期已經(jīng)系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了單片機(jī)原理課程，并且做過一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，對(duì)單片機(jī)的外圍電路及模塊有初步的認(rèn)識(shí)，初步學(xué)會(huì)單片機(jī)編程方法。時(shí)間可大致劃分為方案設(shè)計(jì)、論證一周時(shí)間，硬件仿真、軟件仿真一周時(shí)間，焊接、調(diào)試、撰寫報(bào)告和答辯一周時(shí)間。這樣安排時(shí)間比較合理，不會(huì)太緊也不會(huì)太松，讓每個(gè)學(xué)生都有事情干。

實(shí)訓(xùn)報(bào)告的撰寫要有詳細(xì)的設(shè)計(jì)理論、電路、調(diào)試方法、測(cè)試儀表及測(cè)試報(bào)告等。另外要附上電路圖、PCB圖、軟件流程圖及元器件清單。這樣規(guī)范處理，有助于學(xué)生形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)設(shè)計(jì)理念。

結(jié)語

本文從實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，通過大量的實(shí)踐驗(yàn)證，取得了不錯(cuò)的效果，因此在此基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)際案例，提出了一種項(xiàng)目式教學(xué)的方法，為單片機(jī)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)做了一些創(chuàng)新性探索。本文所提出的方法和步驟具有前瞻性和啟發(fā)性，并且使得理論和實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合在一起，對(duì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣愛好有極大的幫助，還能強(qiáng)化學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神，鍛煉學(xué)生的決策能力。

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