項目教學法在技校單片機教學中的應用

賴金梅

(龍巖技師學院，福建 龍巖 364000)

在多年的單片機教學中發現采用以教師為主導的常規教學模式，學生處于被動學習的狀態，即使實驗課時學生按照老師的安排按部就班地練習，缺少學習時的獨立思考和同學間的相互合作。為了提高學生自主學習的積極性、主動性，提高其學習的興趣，培養學生與他人的協作能力，在單片機教學中嘗試采用項目教學法是一項有益的探索。

所謂項目教學法就是以項目為中心，以學生為主體，在教師的引導下，通過圍繞各個項目展開教學活動的教學方法。項目教學法能激發學生的學習熱情，引導學生主動地學習。項目教學法與傳統教學法相比，實現了三個轉變:由教師為主導轉變為以學生主體；以教材為中心轉變為以實際項目任務為中心；以課堂理論為中心轉變為實際操作技能為中心。

傳統的單片機教學是以教師為主導的課堂教學，按照教材的章節順序來講授。這本教材的章節順序是硬件結構→指令系統→程序設計方法→單片機系統的擴展→中斷技術→定時器/計數器→串行通信→接口擴展技術→實例。如此講授《單片機原理及接口技術》對于技工院校的學生來說無異于天書。因為學生本身文化基礎比較差，未學過計算機結構方面的知識和計算機編程語言，又剛接觸數字電路，這些給學生學習單片機帶來了極大的難度。教材剛開始便是總線、地址等概念，而后更是抽象，難理解的尋址方式。學生學完單片機的尋址方式后，已然一頭霧水。隨后緊接著是擁有111條指令的指令系統，到此學生已經望而生畏了，最后是程序設計方法，學生未學過編程語言，短時間內很難掌握編程知識和編程技巧。因此學生在單片機學習過程中飽受挫折，從心里抗拒甚至放棄對單片機的學習，對單片機感興趣更是無從談起了。再者即使有學生堅持學完所有單片機知識，但由于教師講授的單片機知識與單片機的應用之間時間間隔太長，學生對所學單片機知識印象不深，甚至遺忘嚴重，造成理論與實踐的嚴重脫節。

基于以上情況，在單片機教學中嘗試以項目為教學模塊，打破原有的教學模式，靈活掌握課程的教學順序，合理安排教學任務，把各部份知識和技能融入到各個項目中，實現理論教學與實踐教學的無界化。同時遵循由易到難，由淺入深的原則加以組合，使學生在不斷完成項目的過程獲得連續、系統的專業知識和基本操作技能。

在教學過程中圍繞不同的項目展開，根據教學大綱的要求和根據中技學生基礎弱，水平有限等實際情況，對《單片機原理及接口技術》教材內容針對性地作了適當的刪減和調整，把教學內容分割成模塊，制定項目任務，循序漸進地加大項目規模，提高項目難度，設置了具體的各個項目，每個項目包括整體方案的設計、硬件和軟件系統的設計、電路的安裝和程序仿真，軟硬件綜合調試、提交報告等。

教學過程中緊緊把握項目教學法以項目為中心，以學生為主體的特點，現以循環流水燈項目為例，談談項目教學法在《單片機原理及接口技術》教學中的應用。

1）項目名稱。循環流水燈。

2）項目目的。構建MCS-51系列單片機的最小系統。熟悉并掌握單片機的最小系統硬件設計，掌握單片機的復位、時鐘電路以及單片機仿真器的應用方法、程序存儲器的擦除及重寫方法。掌握單片機最小系統的軟件設計，包括各指令，延時程序，子程序調用等方面的知識。

3）項目前準備。第一，是教師布置項目的具體任務，制作循環流水燈。具體要求是以AT89C51仿真器的P1口作為輸出口，接8只發光二極管，使接在P1口的8個LED發光二極管循環閃爍，即P1.0接的發光二極管亮1S滅1S后，P1.1口接的發光二極管亮1S滅1S,而后P1.2…以此類推。

第二，是提出該項目需解決的問題。一是硬件方面，復位電路、時鐘電路如何實現？發光二極管和P1口怎樣連接才會發光？共陽極還是共陰極？ 腳的如何處理？二是軟件方面的問題，如何編寫程序實現發光二極管的P1.0到P1.7輪流亮滅？如何實現由P1.7到P1.0的循環？

第三，是安排學生收集與教師提出的疑問有關的資料，亦可從該項目所涉及到的單片機知識和內容搜集資料，其知識和內容如下：（1）單片機的復位電路、時鐘電路；（2）單片機最小系統的構成；（3）輸入輸出 P1口的使用；（4）指令：匯編起始結束偽指令、MOV指令、移位指令、調用指令、跳轉指令、DJNZ指令、返回指令；（5）進制及轉換；（6）延時時間的計算；（7）延時子程序的編寫；（8）子程序調用。

4）項目實施過程：

首先，教師按學生的能力不同錯位分組，做到各組實力相當。同時要求學生先搭建硬件電路圖，而后進入軟件編程。各組組員自行分工合作，把各組員負責搜集的資料和所涉及的單片機內容進行研討，在研討中發現問題，提出問題，解決問題。研討的內容包括循環流水燈的項目分析、復位電路、定時電路的設計、硬件制作、程序的編寫和仿真、軟硬件綜合調試等電子系統設計的全過程。

第二，是教師根據學生的需要在旁指導，幫助學生解決他們無法克服的難題。及時糾正項目實施過程中的不足，針對問題，及時補充授課內容。在循環流水燈項目的實踐中，學生出現了延時程序時間的計算困難和延時程序的編寫困難，調用指令和移位指令的應用困難。便及時給予幫助，通過相似的例子講解時間的計算和程序的編寫，詳細地講解了調用指令和移位指令知識，例舉了相應的例子。在實施過程中，還發現學生還時常出現一些錯誤，比如發光二極管接成共陰極， 引腳接地，焊點虛焊，搭焊等問題。便及時予以糾正。

再者在所有項目完成之后，學期結束之前，教師需幫助學生梳理《單片機原理及接口技術》的各知識點，使學生所學到的單片機知識更系統、更全面，使學生能構建出完整的單片機知識體系。

5）項目評價：教師集中對作品進行驗收，每個小組派代表對自己的循環流水燈的功能演示和講解，并對此項目進行總結。同時也可各組間、各成員間開展自評和互評。而后教師針對各組項目的完成的情況進行評價，總結在項目實施過程中學生出現的問題和難點，給出解決問題的方法，提出今后項目實施過程中需注意的問題和事項。

6）給出參考的程序流程圖、硬件設計圖和參考程序。

實踐結果表明，學生接受這種項目教學法，并能用自己獨特的思維模式和學習方法，竭盡全力地完成項目任務。同時在項目進行的過程中，也相應學會了單片機軟硬件知識和實踐技能。

綜上，項目教學法克服了傳統教學的呆板、被動的缺點，將教學轉化為一個個明確而具體的學習項目，采用理論與實訓相結合、分組教學、師生互動等多種方式方法，調動了學生的學習興趣，提高了學生的動手能力、思維能力、創新能力以及與組員間的溝通和交流能力，讓學生在項目制作中不僅掌握理論知識，同時也提高了技能水平。