彭志剛

(湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣工程系， 湖南 長沙 410208)

項(xiàng)目層次化在“單片機(jī)技術(shù)”課程教學(xué)中的應(yīng)用

彭志剛

(湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣工程系， 湖南 長沙 410208)

針對當(dāng)前“單片機(jī)技術(shù)”課程普遍采用的項(xiàng)目式教學(xué)法以及傳統(tǒng)教學(xué)模式教學(xué)內(nèi)容單一的特點(diǎn)，本文提出了將項(xiàng)目設(shè)計成不同層次來實(shí)施課程教學(xué)的模式，給出具體實(shí)例說明項(xiàng)目層次化教學(xué)的過程。實(shí)踐證明，項(xiàng)目層次化對學(xué)生創(chuàng)造能力的培養(yǎng)、教學(xué)相長、學(xué)生選擇教學(xué)內(nèi)容、提高自主學(xué)習(xí)能力以及項(xiàng)目考核方面能起到良好的作用

單片機(jī)技術(shù)；項(xiàng)目層次化；分層次教學(xué)

0 引言

目前，“單片機(jī)技術(shù)”課程常采用模塊化、項(xiàng)目化合一的教學(xué)方法，收到了良好的教學(xué)效果[1～3]。但這種教學(xué)方式，沒有充分考慮到學(xué)生個體的差異，對所有學(xué)生的教學(xué)內(nèi)容一樣，學(xué)習(xí)要求一樣，學(xué)生的創(chuàng)新能力、自主學(xué)習(xí)能力和個體差異性難以發(fā)揮出來。文獻(xiàn)[4]提到采用項(xiàng)目分層次教學(xué)加以改善，但沒有具體實(shí)施過程。筆者在近年教學(xué)工作中嘗試將“單片機(jī)技術(shù)”課程的一個項(xiàng)目設(shè)計成三個不同層次來組織教學(xué)，充分考慮到學(xué)生的個體差異，做到因人施教。

實(shí)踐證明，這種教學(xué)模式對于學(xué)生創(chuàng)造能力的培養(yǎng)、教學(xué)相長、學(xué)生個性發(fā)展、激發(fā)其學(xué)習(xí)潛能都起到了良好的作用。

1 項(xiàng)目層次化設(shè)計

筆者嘗試的具體過程如下：首先將本課程分解成7個項(xiàng)目，每個項(xiàng)目設(shè)計成3個層次，每個層次具有相對獨(dú)立性，層次之間保持密切的聯(lián)系，且具有擴(kuò)展性，即后一個層次是在前一個層次基礎(chǔ)之上進(jìn)行功能擴(kuò)展而實(shí)現(xiàn)的，使層次內(nèi)容由點(diǎn)到面，由簡單到復(fù)雜，體現(xiàn)每個項(xiàng)目的綜合性和系統(tǒng)性[5]。所設(shè)計的項(xiàng)目層次如表1所示。

表1 項(xiàng)目層次化設(shè)計表

項(xiàng)目層次化設(shè)計時，“基礎(chǔ)層次”是重點(diǎn)，包含了本項(xiàng)目必備的知識與技能，又是“提高層次”和“發(fā)揮層次”得以實(shí)現(xiàn)的基石?！疤岣邔哟巍痹谟布O(shè)計與軟件設(shè)計上比基礎(chǔ)層次復(fù)雜些，綜合性更強(qiáng)，學(xué)生需要較強(qiáng)的綜合知識與技能才能完成。“發(fā)揮層次”靈活性更大，功能沒有限制，學(xué)生可以在教師提出的要求之外再提出其它功能并實(shí)現(xiàn)，因此“發(fā)揮層次”留給學(xué)生更多的發(fā)揮空間。

2 項(xiàng)目層次化教學(xué)舉例

以“定時與中斷”項(xiàng)目教學(xué)為例，“基礎(chǔ)層次”為簡易數(shù)字鐘，要求能顯示時、分和秒即可。“提高層次”是在基礎(chǔ)層次的基礎(chǔ)上增加按鍵，用于控制數(shù)字鐘的啟動、停止和清零功能，該層次留給學(xué)習(xí)興趣高、學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生?！鞍l(fā)揮層次”是在前兩個層次基礎(chǔ)上進(jìn)一步增加時間可調(diào)、整點(diǎn)報時提示及提高計時精度,減小計時誤差等功能[6]，該層次是留給有鉆研精神的學(xué)生完成。由于層次之間的銜接性，學(xué)生只有將項(xiàng)目的前一層次任務(wù)完成后才可以做后一層次。

教學(xué)實(shí)施過程中，重點(diǎn)介紹基礎(chǔ)層次所需知識，如定時器/計數(shù)器的工作原理，與定時器/計數(shù)器有關(guān)的特殊功能寄存器以及定時器的工作方式和計數(shù)初值的計算，數(shù)碼管動態(tài)顯示原理。詳細(xì)講述數(shù)字鐘硬件電路的設(shè)計原理與制作注意事項(xiàng)以及C51控制程序的編寫。確保所有學(xué)生都能完成基礎(chǔ)層次的功能，以便學(xué)生掌握該項(xiàng)目所需的知識和技能。學(xué)生完成基礎(chǔ)層次后，可以根據(jù)自己的情況選擇是否進(jìn)入“提高層次”。對于“提高層次”，教師只給予適當(dāng)提示，提出方法與思路，并不針對所有學(xué)生。鼓勵完成“提高層次”的學(xué)生進(jìn)入“發(fā)揮層次”，如果課堂上不能全部完成可以通過課后查閱資料、相互討論來完成，三層次對應(yīng)的電路硬件框圖如圖1所示。

圖1 數(shù)字鐘電路硬件框圖

程序設(shè)計上，也是分層次，“基礎(chǔ)層次”程序由主函數(shù)、顯示函數(shù)和定時器中斷函數(shù)構(gòu)成?！疤岣邔哟巍痹凇盎A(chǔ)層次”之上增加了按鍵檢測函數(shù)，用于識別按鍵來控制數(shù)字鐘的啟動、停止和清零功能?！鞍l(fā)揮層次”在“提高層次”之上增加了整時判斷和整時提示函數(shù)。三層次的流程圖如圖2所示。因此，項(xiàng)目在軟件設(shè)計上也是前后相連，環(huán)環(huán)相扣，體現(xiàn)了層次之間的相互聯(lián)系與擴(kuò)展性。

(a)“基礎(chǔ)層次”流程圖 (b)“提高層次”流程圖 (c)“發(fā)揮層次”流程圖

項(xiàng)目小結(jié)評比時，從“提高層次”和“發(fā)揮層次”完成得好的學(xué)生中各選一個代表，在課堂上展示自己的作品，以教師身份介紹功能實(shí)現(xiàn)的具體方法。學(xué)生的示范作用，即能活躍課堂氣氛，又能促進(jìn)學(xué)生之間的相互學(xué)習(xí)。

3 項(xiàng)目層次化教學(xué)的作用

1) 有利于自主選擇項(xiàng)目層次

將項(xiàng)目設(shè)計成不同層次后，學(xué)生可以根據(jù)自己的特點(diǎn)、興趣來選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容。如部分學(xué)生由于基礎(chǔ)知識薄弱，學(xué)習(xí)上比較吃力，完成“基礎(chǔ)層次”內(nèi)容就達(dá)到了學(xué)習(xí)目的。學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生可以選擇“提高層次”與“發(fā)揮層次”來提高知識技能水平，這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)上有了選擇余地，既能保證教學(xué)效果，又允許個體差異的存在。

2)有利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

項(xiàng)目的“發(fā)揮層次”沒有功能限制，留給學(xué)生更多的發(fā)揮空間。如設(shè)計數(shù)字鐘時，有的學(xué)生顯示元件不采用LED數(shù)碼管，而是采用低功耗的液晶顯示器，整點(diǎn)提示功能除了用蜂鳴器外，有的學(xué)生還嘗試用語音模塊實(shí)現(xiàn)語音報時。這種創(chuàng)新能力的培養(yǎng)正是我們教學(xué)過程中所冀望的，同時，可以將優(yōu)秀學(xué)生選拔出來，作為競賽的人才加以培養(yǎng)。

3) 教學(xué)相長

將項(xiàng)目設(shè)計成不同的層次，也是對教師的一種考驗(yàn)，教師要根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)、知識技能的掌握程度將項(xiàng)目設(shè)計成不同層次，特別是“發(fā)揮層次”屬于較難部分，學(xué)生可能會向教師請教，教師要有充分的準(zhǔn)備才能解答學(xué)生的問題。同時，學(xué)生完成項(xiàng)目過程中新思想、新方法也可與教師交流。因此，教師教學(xué)過程中也可以從學(xué)生中獲得新的思想與方法，這是一個教學(xué)相長的過程。

4) 有利于課外學(xué)習(xí)

“提高層次”和“發(fā)揮層次”的功能難以在課堂內(nèi)全部完成，需要學(xué)生在課外完成，這樣便于學(xué)生課外學(xué)習(xí)交流，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。學(xué)習(xí)過程中需查閱資料，與同學(xué)討論，所有這些能力的培養(yǎng)對今后的工作是有很大幫助的。

5) 便于項(xiàng)目考核

現(xiàn)在課程考核普遍采用學(xué)習(xí)過程考核方式[6]，其中項(xiàng)目考核是一項(xiàng)重要指標(biāo)，而且占了很大的比重，教師根據(jù)項(xiàng)目分層次的完成情況，很容易、合理地給出學(xué)生的項(xiàng)目成績，也便于教師更好地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況[7]。

4 結(jié)語

經(jīng)過2年的實(shí)踐教學(xué)探索，學(xué)生選擇項(xiàng)目各層次的比例基本恒定，“基礎(chǔ)層次”約占70%，“提高層次”約占20%，“發(fā)揮層次”約占10%，該比例分布符合學(xué)生的認(rèn)知和學(xué)習(xí)規(guī)律。項(xiàng)目層次化后，讓學(xué)生既能掌握基本知識和技能，確保課程的教學(xué)效果，又為提高能力、拓寬知識面提供了空間，同時還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的知識技能綜合運(yùn)用能力。到底將項(xiàng)目分為幾個層次更合適，怎樣更科學(xué)合理地實(shí)施分層次教學(xué)仍值得探討。

[1] 謝芳芳,胡邦南. 比較式項(xiàng)目教學(xué)在單片機(jī)課程中的應(yīng)用[J].南京： 電氣電子教學(xué)學(xué)報, 2014, 36(5):116-118

[2] 葉瑋琳. 單片機(jī)教學(xué)中學(xué)生能力辨識與提升[J].南京：電氣電子教學(xué)學(xué)報, 2014 ,36(4):20-21

[3] 田會峰，周瑜等.面向應(yīng)用性人才的“單片機(jī)”課程教學(xué)改革[J].南京：電氣電子教學(xué)學(xué)報, 2014 ,36(6):47-49

[4] 張婧婧，李勇偉. 單片機(jī)課程的項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)與研究[J].南京：電氣電子教學(xué)學(xué)報, 2014 ,36(6):87-88

[5] 王靜霞.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)(C語言版)第2版[M] 北京:電子工業(yè)出版社 , 2014.5

[6] 劉帆，林育茲等.用C51語言實(shí)現(xiàn)單片機(jī)高精度定時的新算法[J].北京:電氣技術(shù), 2008(3):34-37.

[7] 馬世榜，郭愛玲.單片機(jī)課程教學(xué)改革探索與實(shí)踐[J].南陽:南陽師范學(xué)院學(xué)報，2014,13(12)：68-70.

Application of MCU Technology Teaching Based on Project Hierarchy

PENG Zhi-gang

(DepartmentofElectricalEngineering，HunanIndustryPolytechicCollege,Changsha410208,China)

In allusion to widespread project-based teaching methods for the MCU Technology course, and traditional teaching mode of teaching content with single features, this paper presents the project design into different levels to implement curriculum teaching mode, and gives specific examples to illustrate teaching process with project hierarchy. It has been founded that the project hierarchy has a good effect on cultivation of students' creative ability, the teachers and students to choose teaching content, the improvement of the autonomous learning ability and assessment of the project.

MCU technology； project hierarchy； teaching at different levels

2015-06-17;

2015-09- 08

彭志剛(1974-)，男，講師，主要從事微電子技術(shù)的教學(xué)與研究工作,E-mail:879635559@qq.com

G712

A

1008-0686(2016)02-0116-03