基于項目教學(xué)法的單片機課程教學(xué)改革

王守峰

桂林理工大學(xué)南寧分校，廣西　崇左　532100

基于項目教學(xué)法的單片機課程教學(xué)改革

王守峰* 1

桂林理工大學(xué)南寧分校，廣西崇左532100

摘要：針對傳統(tǒng)單片機原理及應(yīng)用課程教學(xué)過程中存在的問題，引入項目教學(xué)法，在教學(xué)中采用“邊學(xué)邊做、學(xué)做結(jié)合”的方式對課程進行改革，仿真與實物相結(jié)合的學(xué)習(xí)方式，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動手實踐能力。

關(guān)鍵詞：單片機；項目教學(xué)法；課程改革

單片機原理及應(yīng)用這門課程是電氣類專業(yè)的一門專業(yè)必修課，該課程強調(diào)軟件和硬件相結(jié)合，應(yīng)用性較強，涉及到的知識點比較多，對于學(xué)生而言，其概念過于抽象，要學(xué)好單片機著實不易。但在自動化控制領(lǐng)域，越來越多的使用了單片機作為控制器，學(xué)生掌握單片機應(yīng)用技術(shù)，對于就業(yè)日益嚴峻的國內(nèi)形勢來說至關(guān)重要。為了培養(yǎng)學(xué)生具有扎實的單片機編程和應(yīng)用能力，適應(yīng)時代的發(fā)展，針對在單片機教學(xué)過程中存在的一些問題，引入了項目教學(xué)法對其進行改革。

一、課程教學(xué)存在的問題

(一)教學(xué)模式

在傳統(tǒng)的單片機教學(xué)過程中，仍然是以教師為主，按照教材章節(jié)進行講授，從單片機硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)到定時中斷、系統(tǒng)擴展，先講授理論后進行實驗，理論和實驗相脫節(jié)，課堂教學(xué)在主導(dǎo)地位，學(xué)生被動的接收知識，不能及時的消化吸收，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自信心下降。

(二)教學(xué)內(nèi)容

電氣類專業(yè)仍采用匯編語言教學(xué)，與實際應(yīng)用情況不符。目前單片機的應(yīng)用產(chǎn)品大多采用C語言進行設(shè)計，公司和單位招聘要求學(xué)生具有單片機C語言開發(fā)能力，雖然匯編在一定程度上更加有助于對硬件的理解，但為了適應(yīng)時代的發(fā)展，提高學(xué)生的就業(yè)競爭力，需要與時俱進，故采用以匯編和C語言相結(jié)合的方式進行教學(xué)。

(三)實驗環(huán)節(jié)

課程所開設(shè)的實驗只是利用現(xiàn)有的實驗箱進行驗證性的試驗，實驗內(nèi)容固定單一，缺乏新意，學(xué)生只是簡單地進行連線，對于內(nèi)部如何工作缺乏認知，不利于培養(yǎng)獨立開發(fā)單片機的能力，而且實驗室建設(shè)和維護成本較高，設(shè)備容易出故障，再加上學(xué)生的不正規(guī)操作，導(dǎo)致實驗箱經(jīng)常損壞，很難保證教學(xué)質(zhì)量。總之，這些教學(xué)方式效果不理想，不利于培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力，往往是學(xué)生學(xué)完課程，面對單片機應(yīng)用開發(fā)，仍然是一頭霧水，不知如何下手，所以，目前的教學(xué)方式需要及時的進行改革。

二、項目教學(xué)法在教學(xué)中的實施

項目教學(xué)法是指“邊學(xué)邊做、學(xué)做結(jié)合”的教育理念，將理論與實踐緊密結(jié)合。從項目的分析、方案制定、電路設(shè)計、硬件制作、軟件設(shè)計到系統(tǒng)的調(diào)試和總結(jié)報告的撰寫，每個步驟學(xué)生都參與其中，讓學(xué)生在“做”的過程中體會到“學(xué)”的樂趣和成果。從簡單項目到復(fù)雜項目，將單片機的各個知識點融入到項目中去，通過不同程度的項目設(shè)計，不斷加深學(xué)生對單片機的理解，并提高單片機的應(yīng)用開發(fā)能力。

項目教學(xué)法要在教學(xué)過程中取得良好效果，教師的作用至關(guān)重要。首先要選擇合適的項目，對項目進行合理的編排，選擇的項目要符合先易后難，簡單實用的原則，能夠體現(xiàn)出單片機知識點的運用。其次要制定詳細的實施方案，合理分配課時量。讓學(xué)生按照步驟進行學(xué)習(xí)，親自參與其中，把課堂的時間交給學(xué)生，教師起到引導(dǎo)、啟發(fā)作用，并及時的幫助學(xué)生解決遇到的難題。最后對學(xué)生的作品進行評估，組織討論分析在設(shè)計過程中遇到的各種問題，表揚做得好的學(xué)生，展出優(yōu)秀作品，讓他們體會到成功的喜悅，以帶動學(xué)習(xí)單片機的興趣。

在課程教學(xué)中，規(guī)劃了7個項目，分別是(1)點亮LED燈；(2)跑馬燈；(3)60s倒計時；(4)搶答器；(5)交通燈；(6)直流電機調(diào)速控制；(7)溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計。這些項目包含了單片機所有硬件資源及外圍電路設(shè)計，I/O控制及擴展，定時/計數(shù)器和中斷控制等。在前期的基本理論學(xué)習(xí)中采用多媒體教學(xué)手段，引入Proteus和Keil軟件平臺，利用Proteus設(shè)計原理圖，Keil進行編程調(diào)試，縮短開發(fā)周期，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。因為Keil和Proteus軟件可以進行聯(lián)合調(diào)試，能夠更加逼真的模擬項目運行狀況，驗證程序設(shè)計的正確性和可行性。這使得學(xué)生可以將更多精力放在單片機項目設(shè)計和編程上面來。同時也節(jié)省了實驗室的建設(shè)和維護費用。在后期實踐階段，模擬仿真成功之后，投入硬件設(shè)計，從元器件采購、電路板設(shè)計、元器件的焊接到電路板的軟硬件調(diào)試都由學(xué)生自己動手完成，程序的下載利用燒寫器來完成，最后驗板成功后由教師打分。

現(xiàn)以項目“交通燈”為例，說明項目教學(xué)法在教學(xué)中的實施過程。在項目開始階段，教師提出項目要求，學(xué)生分組討論設(shè)計方案，由學(xué)生獨立完成電路設(shè)計和程序編寫。要求先使用Proteus進行驗證，在設(shè)計中，主要使用了AT89S51單片機，LED燈，三極管和兩位數(shù)碼管顯示器。該項目主要考查學(xué)生單片機定時/計數(shù)器的使用方法以及LED數(shù)碼管顯示原理。仿真成功之后，還需要進行實物設(shè)計，雖然模擬仿真在一定程度上方便了學(xué)生學(xué)習(xí)單片機，但不能完全依靠軟件，畢竟在實物制作中會遇到各種各樣的問題，同時也是提高學(xué)生實際動手能力的有效方式。在項目完畢后，要求學(xué)生以書面報告的形式對設(shè)計過程中遇到的各種問題進行總結(jié)。教師對其作品和報告進行點評，并鼓勵學(xué)生積極參與課堂中來，對其在制作作品的過程中遇到的難題以及解決的方法進行講解和討論，以加深對單片機開發(fā)的理解。

三、結(jié)論

將項目教學(xué)法應(yīng)用于單片機課程教學(xué)之中，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識和獨立解決問題的能力。在教學(xué)中，教師負責(zé)引導(dǎo)學(xué)生，幫助他們解決難題，鼓勵他們動手實踐，讓學(xué)生能夠更好地掌握專業(yè)技能，同時對任課教師來說也是一種鍛煉的經(jīng)歷。經(jīng)過教學(xué)改革的初步嘗試，單片機課程的教學(xué)效果得到明顯改善，學(xué)生積極參加科技活動月和創(chuàng)新性項目，并在大學(xué)生電子競賽中取得優(yōu)異的成績。

[參考文獻]

[1]趙月靜，陳繼榮.項目驅(qū)動教學(xué)法在“單片機原理及應(yīng)用"課程中的應(yīng)用[J].河北工業(yè)科技，2012，29(4)：239-242.

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*作者簡介：王守峰(1984-)，男，漢族，山東菏澤人，桂林理工大學(xué)南寧分校，研究生，主要研究方向：計算機控制技術(shù)。

中圖分類號：TP368.1-4

文獻標識碼：A

文章編號：1006-0049-(2016)11-0097-01