基于項目教學法的《單片機C51》課程設計及應用

宋偉

論述了《單片機C51》課程采用項目教學法的教學目標，設計原則，用一個項目具體闡述了項目教學法的設計步驟。從實際教學效果證明，采用項目教學法后能夠充分調動學生的學習興趣，鍛煉動手能力，培養團隊協作精神，在很大程度上提高《單片機C51》課程的教學效果。

項目教學單片機課程設計項目教學法是指圍繞著項目組織和開展教學，使學生直接全程參與，體驗、感悟、論證、探究。具體包括：（1）師生通過共同實施一個完整的“項目”工作來進行教學活動。（2）學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。（3）工作要主動，學習過程成為一個人人參與的創造實踐活動，注重的不是最終結果，而是完成項目的過程。

一、《單片機C51》課程簡介

《單片機C51》是我院電子工程系中多個專業開設的一門課程。本文所介紹的《單片機C51》課程，是機電一體化專業中設置的專業核心課程。能為從事機電產品生產與開發的企業培養具有單片機應用產品設計、分析、調試和制作能力的實踐型人才。機電一體化專業中本門課前導課程包括電路基礎、電子技術基礎、傳感器與檢測技術、電氣控制與PLC；平行課程包括液壓與氣動技術、機電一體化技術、數控技術應用；后續課程包括創新設計與實現、用戶控制界面開發。《單片機C51》課程采用項目教學法能讓學生更深入的理解單片機開發的過程，不僅提升了硬軟件設計能力，而且培養了職業素養，對于推動高職教學改革工作具有積極的意義。

二、《單片機C51》課程教學目標

本門課程教學目標分為三個方面：（1）知識目標。掌握單片機端口及端口的基本應用；掌握C51程序的基本結構及設計方法；掌握程序對單片機端口的控制方法；（2）技能目標。通過相應的項目學習，提高學生單片機控制電路的設計能力和動手操作能力，從而培養學生分析和解決實際問題的能力。（3）情感目標。通過師生互動讓學生在學習中有成功的欲望和獲得知識的喜悅，增強自信心；同時培養學生的職業道德、團隊精神和協作能力，培養創新意識。目標三位一體，全面培養具有豐富理論知識和很強動手能力的高級技術應用型人才，與高職院校培養目標接軌。

三、《單片機C51》課程采用項目教學法的設計原則

1.“先整體、后具體”的原則。先讓學生對本門課程有一個整體的認識和了解，掌握C51程序結構，以及端口的應用，然后用具體項目進一步拓展培養學生的編程思想，提高學生的分析問題和解決問題的能力。經過多年的積累我個人對本課程的認識總結了以下幾句話：時間改變狀態，狀態控制端口；端口驅動硬件，硬件實現功能；硬件端口分配，軟件功能分配。

2.虛擬仿真與試驗箱驗證相結合的原則。授課時使用Proteus仿真軟件、Keil C51編程軟件對項目進行原理圖布圖、代碼調試。然后與試驗箱連接，實現與外圍電路協同仿真，真正實現了從概念到產品的完整設計（完成從概念到具體應用的過程）。

3.以學生為主體，鼓勵學生主動探索，培養學生自主創新意識，提高學習興趣，享受成功的喜悅。

4.以教師為主導，對項目進行集中講解，個別輔導，充分發揮教師的指導、協助、協調和監督的作用。

四、《單片機C51》課程教學過程設計

本門課程設計了五個項目，包括項目一單片機實驗電路制作；項目二C語言程序識讀；項目三班級成績排名；項目四流水燈；項目五鍵控數碼顯示；項目六倒計時；項目七交通燈；項目八數字鐘。下面以具體的一個項目為例介紹教學過程，教學分為六個步驟。

1.情境導入。用多媒體播放交通燈畫面，把本項目內容形象化，讓學生樂于接受，易于理解。

2.項目任務。要求是只有紅燈、綠燈輪流切換。南北方向綠燈40秒，東西方向綠燈30秒，動態掃描顯示時間。

3.項目分析。學生按照分組首先分析項目任務，根據任務查找、搜集相關資料，設計硬件、軟件資源的分配，初步確定方案。

4.方案制定。小組討論方案，如有問題，分析解決，最終形成紙質文檔。以下是某一小組制定的方案，如表1。

5.方案實施。根據方案，使用Proteus仿真軟件、Keil C51編程軟件對項目進行原理圖布圖、代碼調試。主函數完成初始化，定時器T0完成動態掃描、倒計時、狀態變換。通過編譯、仿真驗證后與試驗箱連接，觀測效果，進一步完善設計。

6.項目拓展。完成本設計后，教師進行引導，學生可以把本項目的編程思想拓展到不同領域，例如洗衣機的狀態，洗滌、漂洗、脫水這三個狀態和交通燈的紅燈、黃燈、綠燈這三個狀態類似。因此學生經過一個項目的實施，學會一類項目，學習能力大大提高。

7.小結與評價。以小組為單位進行成果展示，評價時采取自我評價、小組互評、教師評價相結合的形式進行。

五、應用“項目教學法”的幾點感觸

1.使學生真正感覺到了理論與實踐的有機結合，領悟到程序設計的基本方法。

2.使學生學會了怎樣學習和運用新知識、新技能的方法，學會了學習，體驗了知識技能的“邊學邊用，活學活用”的價值，自主學習能力初步形成。學會了面對問題、分析問題、解決問題的方法。

3.培養了學生協作學習、合作探究的學習能力，初步形成了團隊意識。

4.培養了學生搜集信息、分析取舍信息、整理信息的能力。

5.鞏固拓展了學生以前的知識技能，使學生完成專業任務的綜合能力得到提高。

6.自我評價、小組互評、教師評價相結合的形式，調動了學生的積極性。這個過程既培養了學生的獨立工作能力、協作精神，同時也有助于學生社會能力及綜合職業能力的養成。

項目教學法在網絡安全課程中的應用

鄭瑩

（湖南常德職業技術學院）

為了提高計算機專業學生的實踐動手能力，解決高職學院計算機專業課程中學生學習積極性不高、計算機教學效率低下的問題，在高職學院網絡安全課程中采用項目教學法顯得十分必要。

項目教學法網絡安全密鑰數字證書在當前的計算機教學中，一般老師在講授網絡安全課程時更多的是采用傳統教學管理模式。首先，對網絡安全的概念、安全服務、安全機制、網絡的層次結構以及各層的安全性等內容進行介紹；其次，介紹數據加密機制、數據完整性和簽名機制、密鑰的分配與管理和常見病毒等內容；最后，介紹一下網絡入侵與防火墻的概念。這種傳統的全理論教學模式看起來老師已經把網絡安全的知識全部傳授給了學生，但實際上，高職學院的學生只是似懂非懂地了解了一些安全知識，至于如何具體去建立和維護一個網絡的安全性仍然很茫然。

由于，高職教育是學歷教育和職業培訓相結合的教育模式，是讓學生接受理論知識和操作技能溶于一體的教育，為了努力提高學生的理論知識水平和實踐動手能力，我們在教學中采用了能充分發揮學生的主體性和創新性的項目教學法，并且取得了很好的效果。

一、項目教學法

建構主義學習理論認為，知識不是通過教師傳授得到的，而是學生在一定的情景下，借助他人（包括教師和同學）的幫助，利用必要的學習資料，通過意義建構的方式獲得。基于建構主義的教學法要求，學生在學習過程中，要以自身為中心，老師以幫助者角色，利用情景、協作、會話等學習環境要素，讓學生充分發揮主體性和創新精神，使學生有效地達到對當前所學知識的意義建構。

項目教學法就是在建構主義的指導下，以實際的工程項目為對象，先由老師對項目進行分解，并作適當的示范，然后由學生分組圍繞各自的工程項目進行討論、協作學習，最后以共同完成項目的情況來評價學生是否達到教學目的的一種新的教學方法。項目教學法針對高職學生素質普遍不高的情況，通過示范項目讓學生掌握最基礎的知識，并架起學習新知識的支點，然后運用知識遷移、協作討論來完成對知識的意義建構。

二、項目教學法的教學案例

項目教學法要求在教學過程中，以完成一個一個具體項目為線索，把教學內容巧妙地隱含在每個項目之中，讓學生在實踐中自己發現問題，并經過獨立思考和老師的指導，自己解決問題，學會自我學習的方法。根據網絡安全課程特點，我們結合北京網證通科技有限公司簽發的數字證書為例來確立密鑰分配與管理的知識體系結構，它包括密鑰產生、對稱密碼體制和公開密碼體制的密鑰管理、Kerberos的鑒別和密鑰分配模型、數字證書的申請和管理、驗證等幾個部分。每個部分包括學生應掌握的理論知識，然后再通過項目教學法來體現這些理論知識的實際應用，做到理論聯系實踐。

學生通過登陸廣東電子商務認證中心的主頁，參加申請證書、安裝證書、利用數字證書進行加密和驗證幾個模塊的學習，切實地掌握從理論知識到實踐操作的過渡，滿足企業對人才的能力要求。整個教學過程中，需要學生動手操作才能實現教學目標。學生在完成實踐操作的過程中，分析問題、解決問題的能力得到提高，獨立探索及合作學習的意識得到強化。

項目教學法的實踐操作教學環節采用四級教學法：

（1）準備。在此階段首先應確定課題和明確教學目的，將學生分成若干項目小組，整個項目分成若干小的項目，然后讓學生分組選擇小項目。

（2）示范。由實踐指導教師慢慢地演示操作步驟，同時闡明要做什么和為什么這么做，指出可能會出現的錯誤和操作中的技巧。

（3）仿做。學生按項目小組的分工進行操作，教師在一旁作解釋指導，并糾正大的錯誤，同時給予幫助，表揚能正確掌握要領的學生，鼓勵后進學生。

（4）應用。由指導教師給出應用練習題，學生獨自解決問題，要求不僅要正確，而且要能較快較熟練地解決問題。在實踐教學過程中，不僅要培養學生實踐操作的基本技能，職業（崗位）專業技能，而且還要重視學生的職業基本素質的培養，包括守時、準時及工作責任心，工作態度，行為規范的訓練，團隊協作、相互溝通的能力，獨立計劃、組織、實施的能力，發現、分析并解決問題的能力。

三、項目教學法在具體實踐中應該注意的問題

在項目教學中，學習過程成為一個人人參與的創造性的實踐活動，它注重的不是最終的結果，而是完成項目的過程。在項目的具體實踐中，教師應該注意以下問題：

1.確立實用、優秀的項目

項目的確立不是一件輕松隨便的事。首先，項目要包含全部教學內容并盡可能自然、有機地結合多項知識點；其次，項目的難易度要針對學生的實際水平來確定；再次，項目要被大多數學生喜愛，并可以用某一標準公平準確地給予評價。當然，不是每個項目都能面面俱到，老師要根據具體的培養方向來確立最合適的項目。

2.項目活動團體的確立要根據具體情況妥善安排

項目是由學生獨立完成，還是分組合作來完成，要根據項目的具體特點來確立。我們通過多次的教學實踐得出：單純針對某一新知識的項目，以學生獨立完成較合適；而對于涉及知識面較廣、難度較大的項目，則要分組合作完成，因為學生們各有所長，知識的互補性可以幫助他們解決更多的問題。

3.老師的指導要恰到好處

學生在完成項目的過程中遇到困難，老師應及時給予指導。針對不同層次的學生，老師指導的深度要有所不同。項目教學法的根本宗旨是讓學生自己發現知識、提高技能，因此，老師一定要把握好指導的尺度。即使學生有問題，也應該是啟發性的，非正面、非全面地提示性指導不但使學生記憶深刻，還能鍛煉學生的發散思維，培養其創新能力。

4.項目總結必不可少，并要進行項目拓展和延伸

項目完成過程是學生自己探索鉆研的過程，為了能學眾人之長，項目完成后的總結也相當重要。它應包括思路總結和技巧總結。思路總結可以幫助學生明晰項目完成的最佳思考方法，找到自己理論上的不足。技巧總結中，“一題多解”是應該極力推薦的，每一種方法不管難易都應該展示給學生，再由老師與學生共同評價各種方法的優缺點及適用范圍，這樣，學生可以學到更多的操作技巧，全面吸收整個項目活動的精髓。

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