邱文軍

【摘要】項目教學(xué)法是應(yīng)對實踐性強的課程行之有效的方法之一。本文嘗試在《單片機應(yīng)用技術(shù)》課程教學(xué)中采用理論與實踐相結(jié)合，注重培養(yǎng)學(xué)生動手能力的項目教學(xué)法。實踐證明：項目教學(xué)法對調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生動手能力起到了積極的作用，說明此項目教學(xué)法具有一定的時效性。

【關(guān)鍵詞】項目教學(xué)法；單片機；課程

隨著社會的進步和科技的發(fā)展，依靠傳統(tǒng)的教學(xué)方法已不能滿足現(xiàn)代職業(yè)教育對職業(yè)能力培養(yǎng)的要求。因此，近二十年來，許多國家根據(jù)各自的情況和不同的要求，創(chuàng)造并系統(tǒng)開發(fā)了一些適應(yīng)社會、技術(shù)和生產(chǎn)發(fā)展要求的新的職業(yè)教育教學(xué)法或教學(xué)模式，特別是德國以培養(yǎng)關(guān)鍵能力為核心的行為引導(dǎo)型教學(xué)模式，使職業(yè)教育引入一種新的概念。新的教學(xué)模式，將對職業(yè)教育的發(fā)展產(chǎn)生極為深刻而廣泛的影響。

一、什么叫項目教學(xué)法

單片機課程是一門實踐性很強的專業(yè)課程。大多數(shù)學(xué)生在學(xué)習(xí)單片機時都是第一次接觸到各種元器件，對其沒有很深的感性認識，學(xué)習(xí)的時候常常束手無策。傳統(tǒng)的教學(xué)法是教師在課堂上按照課本上的章節(jié)講解理論知識，然后在實驗室進行若干驗證性的實驗對理論知識加以鞏固。這種形式的弊病是容易造成理論和實踐的分離，在課堂上學(xué)生對于許多抽象的概念只能機械的記憶和理解；在實驗室里，面對實驗箱上現(xiàn)成的硬件原理圖，只能進行驗證性的實驗，思維也被固定在一個模式下，毫無創(chuàng)造性可言。雖說可以對程序進行簡單的改寫，但是學(xué)生對于硬件系統(tǒng)是非常模糊和不清楚的，所以對鍛煉學(xué)生的程序編寫能力作用也十分有限。

為了解決傳統(tǒng)教學(xué)法存在的問題，更好的將理論和實踐相結(jié)合，提高學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力，我們采用了“在學(xué)中做、在做中學(xué)”的以項目為導(dǎo)向的教學(xué)法。項目教學(xué)法作為讓學(xué)生在教師指導(dǎo)下通過完成一個完整的“工作項目”而進行學(xué)習(xí)的教學(xué)方法，它將傳統(tǒng)的學(xué)科體系中的知識內(nèi)容轉(zhuǎn)化為若干個“教學(xué)項目”，圍繞著項目組織而開展教學(xué)，使學(xué)生直接全程參與，體驗、感悟、論證、探究。是師生通過共同實施一個完整的“項目”工作來進行教學(xué)活動。學(xué)生在教師的主持下以小組合作工作形式，自行組織完成項目。

二、項目教學(xué)法在單片機課程中的教學(xué)設(shè)計

單片機課程教學(xué)在教學(xué)內(nèi)容組織與安排上遵循了學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)循序漸進的基本規(guī)律，基于典型工作任務(wù)確定相應(yīng)學(xué)習(xí)領(lǐng)域與學(xué)習(xí)項目（教學(xué)內(nèi)容），依據(jù)項目教學(xué)法組織教學(xué)。項目內(nèi)容的難度是逐漸加深，不斷在“做中學(xué)，學(xué)中做”，教學(xué)內(nèi)容以電子產(chǎn)品生產(chǎn)及制造的過程為依據(jù)，經(jīng)過將實際內(nèi)容的提煉、整合，并進行必要補充和標準化。按照“認識-實踐-再認識-再實踐”的指導(dǎo)思想，在教學(xué)設(shè)計中，我們打破原有的按照硬件結(jié)構(gòu)，指令，匯編程序這種順序所編排的知識體系，將各部分知識重新編排組合，以項目設(shè)計為主線，以課堂理論講解為輔線，重新整合知識點，在學(xué)生完成項目的過程中，傳授給學(xué)生相關(guān)的理論知識和操作技能，通過系列的項目設(shè)計來完成整個教學(xué)過程。具體的教學(xué)設(shè)計如下：

（一）項目編排。好的學(xué)習(xí)項目，首先應(yīng)能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)其思考，使學(xué)生產(chǎn)生一種解決問題的愿望，所以項目設(shè)計、編排至關(guān)重要。在課程教學(xué)過程中盡量選擇一些貼近生活、實用性強的項目，如：報警器的小制作和00～59計時器的制作，等項目。促使學(xué)生把學(xué)到的知識技能應(yīng)用到日常的學(xué)習(xí)和實際生活，甚至社會生產(chǎn)中去。

（二）課堂教學(xué)。在課堂教學(xué)上，圍繞項目所涉及到的知識點加以剖析和講解，對其中較為典型硬件知識，如：數(shù)碼管與單片機的電路，矩陣鍵盤的工作原理等，以及軟件知識，如：延時程序，查表程序，顯示程序等使用頻率較高的程序，讓學(xué)生熟練掌握，為下一步的動手實踐打下良好的理論基礎(chǔ)。同時，我們利用課堂時間來集中解決前一個項目留下的疑難問題，力爭每進行一個項目，就搞懂一個項目，就掌握一個項目。

（三）項目實施。學(xué)生掌握該項目的理論知識后，按小組分配材料，開展小組交流、討論，組員的分工與協(xié)助，在教師的指導(dǎo)下根據(jù)項目要求進行電路的焊接及程序的調(diào)試。

（四）項目總結(jié)。在完成項目后，對項目中所學(xué)到的知識和遇到的問題進行歸納總結(jié)，并完成報告。

三、項目實施

下面通過一個工作項目的實現(xiàn)來說明項目教學(xué)具體實施。

項目名稱：模擬開關(guān)燈

（一）學(xué)習(xí)目標

·進一步掌握單片機P0～P3口的輸入輸出含義。

·重點學(xué)習(xí)單片機指令JB、JNB、JC、JNC、JBC的用法。

·理解多路開關(guān)控制的基本方法。

（二）技能訓(xùn)練目標

·會讀、寫JB、JNB、JC、JNC、JBC指令。

·會讀、寫多路開關(guān)控制程序。

（三）項目任務(wù)分析

通過開關(guān)K1（接在P3.0端口上）控制發(fā)光二極管L1（接在單片機P1.0端口上）的開關(guān)狀態(tài)。如果K1合上，L1亮，K1打開，L1熄滅。

（四）操作步驟

第一步：選好硬件并在電路板上將它們焊接好。

第二步：將焊好的電路板通過下載線與電腦連接好。

第三步：檢測焊好的電路板是否有短路等問題。

第四步：待檢測無誤后，運行Keil軟件，新建工程項目，進行工程項目設(shè)置。

第五步：編寫程序。

第六步：編譯、連接、調(diào)試與運行，并觀察實際結(jié)果。

（五）技能檢測

任務(wù)一：用P3.7接開關(guān)控制P1.5所接發(fā)光二極管的亮滅。

任務(wù)二：用JNB指令重新編寫完成示范性任務(wù)。

任務(wù)三：根據(jù)“多路開關(guān)控制”任務(wù)流程圖編寫程序并進行調(diào)試驗證。

（六）課后思考

·本項目新學(xué)了那些指令？其功能和用法是怎樣的？

·什么是累加器A，程序狀態(tài)字寄存器PSW和進位標志位C？

（七）拓展閱讀

按鍵防抖的原理

四、教學(xué)設(shè)計的改進

在學(xué)生完成《單片機應(yīng)用技術(shù)》課程后，我們對學(xué)生進行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)這種教學(xué)方法受到了學(xué)生的普遍歡迎，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)以前覺得很神秘的東西，如夜晚的閃爍的霓虹燈，街上的廣告牌等，現(xiàn)在能通過學(xué)習(xí)也能自己設(shè)計和制作出來，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)成績相比傳統(tǒng)教學(xué)有了很大的提高。

雖然此教學(xué)法取得了初步的效果，但因為實施時間較短，教學(xué)經(jīng)驗欠缺，難免存在一些不足之處。如：①項目教學(xué)法中理論與實踐比重未分配好，導(dǎo)致學(xué)生動腦思考，動手實踐的部分較少；②項目涉及到的知識點比較零散，學(xué)生看到的只是點和線，未形成全面的系統(tǒng)；③在項目實施中，雖然學(xué)生都能夠參與到項目設(shè)計中去，但對單片機的開發(fā)流程仍不清楚。

為改善以上不足，我們將對教學(xué)設(shè)計做如下改進：①在本課程開始，就讓學(xué)生明白這個學(xué)期的任務(wù)就是通過一個個產(chǎn)品的開發(fā)、設(shè)計、制作的過程來學(xué)習(xí)單片機課程。②選擇難度適中的項目，并對項目進行合理的編排，做到各項目之間能夠有效的聯(lián)接，并能讓學(xué)生系統(tǒng)的、全面掌握單片機的知識。③嚴格按照單片的開發(fā)流程來完成整個項目的設(shè)計。為此，我們將對教學(xué)設(shè)計調(diào)整如下：

（一）課堂教學(xué)

根據(jù)本課程的特點，授課教師注重將本課程的傳統(tǒng)教學(xué)模式（模型加掛圖）與現(xiàn)代教育技術(shù)（多媒體課件）相結(jié)合，在教學(xué)方法上突出啟發(fā)式、討論式、師生互動式等形式，使課堂氣氛生動活潑，針對不同的內(nèi)容采用不同的教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進學(xué)生積極思考。根據(jù)學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的特點，在課堂上注重處理好難點與重點、概念與應(yīng)用的關(guān)系，做到精講多練、邊講邊練、講練結(jié)合。以“必需、夠用”為度，選擇具有實用性、趣味性、直觀性的教學(xué)項目，這樣有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，更有利于學(xué)生的專業(yè)課學(xué)習(xí)。

（二）項目實施

1、產(chǎn)品設(shè)計思想及功能分析。根據(jù)在課堂上掌握的理論知識來提出實現(xiàn)該產(chǎn)品功能的具體方法，

2、收集整理與產(chǎn)品相關(guān)的信息。本環(huán)節(jié)主要任務(wù)是培養(yǎng)

學(xué)生查找資料的能力。在掌握一定理論的基礎(chǔ)上，要求學(xué)生通過多種途徑（圖書館、網(wǎng)絡(luò)等）尋求相關(guān)的技術(shù)資料，并進行整理，不理解的內(nèi)容可在課堂上進行討論，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。

3、產(chǎn)品的原理圖和硬件設(shè)計。其實任何一個產(chǎn)品的設(shè)計都是從原理圖的設(shè)計開始，在原理圖的設(shè)計過程中，要求學(xué)生對前面所學(xué)知識靈活應(yīng)用，如模擬電路，數(shù)字電路，protel。在這個過程中，要以學(xué)生自主設(shè)計為主，對于任何一個問題，教師都不輕易給出答案。小組之間展開討論，教師應(yīng)對討論過程進行必要的指導(dǎo)，在討論的過程中讓學(xué)生充分了解實現(xiàn)產(chǎn)品某種功能的多種電路的原理和區(qū)別，最后確定最優(yōu)的技術(shù)方案。

4、PCB板的制作。PCB板的設(shè)計師產(chǎn)品設(shè)計的重要一步。PCB板應(yīng)有合理的元器件布線、布局及各種抗干擾措施。PCB板的設(shè)計能力是一個產(chǎn)品開發(fā)人員的基本技能之一，也是企業(yè)十分注重的能力。

5、電路的調(diào)試。驗證原理圖及PCB板正確性的唯一辦法就是通過電路調(diào)試。調(diào)試的過程是檢測設(shè)計是否可行的過程，也是把理論知識轉(zhuǎn)化為實際產(chǎn)品的過程。在電路調(diào)試的過程中，能發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，加強對理論知識的理解，同時也能掌握常用儀器儀表的使用，如：萬用表，電烙鐵，示波器等，培養(yǎng)學(xué)生分析問題解決問題的能力。

6、系統(tǒng)軟件的設(shè)計。以單片機為核心的產(chǎn)品設(shè)計，包括硬件電路和軟件的設(shè)計，因此軟件在產(chǎn)品設(shè)計中占據(jù)十分重要的地位。編寫程序的目的是為了實現(xiàn)產(chǎn)品的具體功能，故在編寫程序之前應(yīng)該讓學(xué)生充分了解該程序是為了實現(xiàn)什么功能，然后畫出程序流程圖，再分別寫出每個模塊的程序。在完成程序后對程序進行調(diào)試，以達到產(chǎn)品預(yù)期的效果。

7、項目總結(jié)。在完成以上的工作后，整個項目的設(shè)計及制作基本完成，教師安排分小組討論在項目實施過程中所學(xué)到的知識，在項目中所遇到的問題，或項目有待改進創(chuàng)新的地方提出自己的見解進行總結(jié)并形成文字歸檔。

五、結(jié)束語

綜上所述，針對于單片機這種側(cè)重實踐應(yīng)用的課程，如果采用傳統(tǒng)集中式理論授課方式，將無法將理論與實踐緊密結(jié)合，不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也較難提高學(xué)生設(shè)計開發(fā)的技術(shù)能力，不符合高職教育以就業(yè)為導(dǎo)向的培養(yǎng)目標。采用項目式教學(xué)可以在項目的實現(xiàn)過程中進行模塊化的理論教學(xué)，將抽象的理論寓于淺顯的實踐中，使得理論教學(xué)與實踐教學(xué)有機地結(jié)合在一起，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識，有利于培養(yǎng)學(xué)生扎實的理論基礎(chǔ)和較強的動手能力。

參考文獻：

[1]孫飛.淺談項目教學(xué)在單片機綜合應(yīng)用課程中的應(yīng)用[J].常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報.2009（4）

[2]夏建平.淺談項目教學(xué)法及其在單片機教學(xué)中的運用[J].職業(yè).2009（32）

[3]劉力.基于工作過程的單片機課程改革研究[J].電大理工.2012（01）