基于“項目引領\\任務驅動”的單片機教學模式

目前，大多數院校的單片機課程實踐環節所采用的教學模式內容單一，綜合訓練不夠。經過多年的探索，在單片機課程教學環節中，通過采用“項目驅動”這一全新教學模式，以實際項目導入教學為主線，讓學生充分參與項目實施的全過程，從而優化單片機課程教學體系和知識結構，培養學生的實踐動手能力、解決問題及團隊協作能力。

一、項目驅動教學的優勢

以教師為中心，以教材為中心，以課堂為中心的傳統教學模式中，教師是教育的主動實施者，而學生是被灌輸知識的對象、是被動接受者。而項目驅動教學強調以學生為中心，教師充當組織者、指導者的角色，利用情境、協作等環境要素充分發揮學生的主動性、積極性和創造性，最終達到使學生有效地實現對所學知識重新進行建構的目的。與傳統的教學方法相比，“項目驅動法”能更大地激發學生的學習興趣和求知欲望。

二、單片機課程項目驅動教學的模式

在單片機課程項目驅動教學模式中，項目設計是整個教學的關鍵。教師應緊扣教學內容，以能力培養為出發點，結合單片機技術的實際應用，擬定切實可行的項目。

1.在設計項目時，應把握的原則

（1）實用性。理論知識應具有較強應用價值，與實際技能訓練緊密結合。

（2）可行性。選擇學生易理解、感興趣的項目，盡量貼近企業產品實施過程與實際產品研發。

（3）難度適中。選取難度適宜的項目，提高學生的積極性。

（4）綜合性。注重理論聯系實際，注意與其他課程在專業知識體系的融合。

2.單片機項目驅動實踐教學應側重于工程訓練

（1）相關理論知識的理解與運用能力的培養。

（2）單片機應用系統設計與調試能力的培養。

（3）了解系統的開發流程，熟悉相關開發工具，熟練使用相關儀器設備。

（4）充分體驗從設計到產品的全過程，鍛煉其工程實踐能力。

（5）鍛煉技術交流、團隊合作等技能。

在項目的早期，教師處于主導地位，與學生充分交流和探討，幫助完成主要調研和確定總體方案；但隨著項目的進行，幫扶逐漸變成協助，越來越多的內容由學生獨立完成，教師只需定期檢查項目進展，并對難點問題進行及時指導；而在項目的后期，教師的作用主要是引導學生一步步邁向成功。前述單片機項目在實施時，一般由4人組成1個團隊，由教師下達統一的任務，但每人分工各有側重，實施中，團隊成員通力協作，最終形成一套完整的實驗裝置。

三、舉例分析

在目前教學中，選擇“基于單片機控制的機器人小車”作為訓練項目是切實可行的。該項目強調多門課程知識的融合與有機集成，可以給學生提供較大的發揮空間。

機器人小車的控制部分如圖1所示，主要完成：上位機PC和單片機之間的串行通信；通過鍵盤進行參數設定；利用紅外傳感器和超聲波傳感器等組成網絡對環境進行探測，避免傳感器之間的相互干擾；用蜂鳴器、發光管等進行聲、光報警；電動機閉環控制。利用碼盤進行；轉速反饋，采用PID算法進行轉速控制；利用PC機模擬遙控器，對小車進行無線控制。

總控軟件采用模塊設計思想，主要功能模塊以結構層次圖的形式如圖2所示。

該項目實施流程為：“需求分析”→“項目調研與資料整理”→“控制系統總體方案設計”→“硬件電路設計”→“基于PROTEL的線路板制作”→“元器件安裝與焊接”→“硬件調試”→“軟件編程”→“軟件調試”→“系統聯調”→“形成系統”→“資料歸檔”。

實踐表明，項目驅動是機電專業綜合性實踐教學改革中行之有效的方法，單片機類課程實踐教學的嘗試，不僅有效地激發學生的學習熱情和鉆研精神，而且明顯提高了學生的工程素質、實踐動手能力和意識，這無疑為學生今后就業打下了較好的基礎。

（作者單位：嚴冬冬，江西冶金職業技術學院；

吳發根，江西新余學院）