項目教學(xué)法在單片機實訓(xùn)教學(xué)中的重要作用研究

齊曉旭

摘要：文章以MCS-51單片機的實訓(xùn)課程為例，通過分析單片機實訓(xùn)的教學(xué)內(nèi)容，單片機教學(xué)項目選取的具體方案，項目教學(xué)的注意事項及考核方法，項目教學(xué)的成果，說明它在該課程中的重要作用。

關(guān)鍵詞：教學(xué)做一體化；項目教學(xué)法；單片機實訓(xùn)

項目教學(xué)法是順應(yīng)目前職業(yè)技術(shù)教育發(fā)展而產(chǎn)生的一種新型教學(xué)模式，項目教學(xué)法，把理論教學(xué)與實際操作融為一體，讓學(xué)生通過聽、看、練等方法全面調(diào)動大腦的學(xué)習(xí)動機，使理論知識的學(xué)習(xí)與實際操作的訓(xùn)練緊密結(jié)合教學(xué)時間和教學(xué)設(shè)備的利用率大大提高，教學(xué)內(nèi)容更具有針對性，易于學(xué)生更快、更牢固地掌握所學(xué)知識。項目教學(xué)法最顯著的特點是“以項目為導(dǎo)向、以任務(wù)驅(qū)動；以教師為引導(dǎo)、以學(xué)生為主體”，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的參與性、通過共同協(xié)作性完成項目目標(biāo)。此外實際項目的設(shè)計能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒和興趣，使學(xué)生不覺得單調(diào)乏味，因而達到理想的教學(xué)效果。項目教學(xué)法符合教學(xué)做一體化的教育理念，強調(diào)教與學(xué)都必須以“做”為中心，“一面做，一面學(xué)，一面教”。以任務(wù)為驅(qū)動，以項目為導(dǎo)向，就是整個教學(xué)以項目為線索，圍繞工作任務(wù)的解決而展開，把各模塊抽象的理論知識巧妙地隱含在每個項目之中，突出知識的應(yīng)用性，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)中做，在做中學(xué)。同時在解決項目任務(wù)中提高知識的運用能力、創(chuàng)新能力、團隊精神、綜合職業(yè)素質(zhì)。

1單片機教學(xué)中項目教學(xué)法的具體方案

項目教學(xué)的指導(dǎo)思想是將一個個相對獨立的任務(wù)項目交予學(xué)生獨立完成，從信息的收集、方案的設(shè)計與實施，到完成后的評價，都由學(xué)生具體負(fù)責(zé)，通過項目的實施，要使學(xué)生了解和把握完成項目的每一環(huán)節(jié)的基本要求與整個過程的重點難點，而教師在教學(xué)過程中起咨詢、指導(dǎo)與解答疑難的作用。基于本指導(dǎo)思想，聯(lián)系單片機課程中要求學(xué)生掌握的基本內(nèi)容，特意選取幾個日常生活中常用的小項目，將教材中的內(nèi)容重新整合，把教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)巧妙得隱含在一個個的小項目中，循序漸進，便于學(xué)生由淺入深得消化所學(xué)知識。教師的“教”和學(xué)生的“學(xué)”都圍繞著一個個小項目的“做”來完成，最終將單片機的教學(xué)內(nèi)容融合到一起，進而完成綜合項目的設(shè)計與實現(xiàn)。每個項目用于學(xué)習(xí)一定的教學(xué)內(nèi)容，具有一定的應(yīng)用價值，而且都能將某一教學(xué)課題的理論知識和實際技能結(jié)合起來.與職業(yè)崗位有直接的關(guān)系。

結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，與時間安排，將此項目又分為如下幾個子項目。

1.1警示燈設(shè)計

單片機在日常生活中隨處可見，閃爍的報警燈，實際上就是最簡單的單片機控制電路。題目：用一個LED指示燈閃爍表示故障的出現(xiàn)。實現(xiàn)本項目，需要學(xué)生掌握的知識有，單片機的指令系統(tǒng)，程序設(shè)計方法，單片機最小工作電路，I/O口的控制。

1.2霓虹燈設(shè)計

日常生活中，單片機在廣告牌及各建筑物上的裝飾霓虹燈中的應(yīng)用也很普遍。要求學(xué)生以8個LED燈和一個按鍵為例，設(shè)計霓虹燈的兩種閃爍方案，第一種，8個LED燈同時閃爍，每隔一秒亮滅交替變化一次；按鍵一次后，閃爍方式進入第二種，八個小燈從左到右依次亮起，間隔仍然為一秒；再次按下此鍵，霓虹燈恢復(fù)到第一種閃爍方式。通過本項目，鞏固指令系統(tǒng)，程序設(shè)計方法，及對I/O口的控制。此外按鍵部分加入了外部中斷，幫助學(xué)生了解外部中斷的工作方式，要求的1秒鐘定時，是單片機的定時器資源的應(yīng)用，本項目可使學(xué)生能夠熟練應(yīng)用單片機的中斷資源。

1.3四路搶答器的設(shè)計

題目：用5個按鍵，兩個LED數(shù)碼管設(shè)計四路搶答器。1-4號鍵按下，根據(jù)按鍵內(nèi)容顯示對應(yīng)數(shù)字，5號鍵按下，復(fù)位，可重新?lián)尨稹ED是將I/O口所驅(qū)動的小燈，擺成數(shù)字的造型，顯示幾個數(shù)字，涉及多個I/O口，自然而然引入I/O口擴展，及專用芯片8255。要求學(xué)生掌握8255芯片與單片機的連接方法及工作原理。

1.4數(shù)字鐘的設(shè)計。

要求學(xué)生用0-9，10個數(shù)字鍵，及8個數(shù)碼管顯示時間，格式如下12：52：23。由于按鍵較多，本項目將前幾個項目中的獨立按鍵，擴展為行列式鍵盤，引入鍵盤及顯示專用芯片8279。要求學(xué)生體會8279在鍵盤及顯示控制中的優(yōu)勢。

1.5溫度檢測儀的設(shè)計

甲機用0-5V直流電壓模擬溫度變化，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并傳送至乙機，在乙機的LED數(shù)碼管上顯示。本項目可模擬工業(yè)現(xiàn)場的溫度采集，在按鍵及顯示的基礎(chǔ)上加入A/D轉(zhuǎn)換的知識，要求學(xué)生熟練掌握ADC0809與單片機的連接方法，及工作原理，此外還加入了串行中斷的知識，使學(xué)生對單片機的中斷資源有了全面的掌握。

截止第5個項目，學(xué)生對單片機的內(nèi)部資源，（包括I/O口，中斷資源的應(yīng)用），單片機的接口技術(shù)，（包括I/O口擴展，鍵盤及顯示擴展，A/D轉(zhuǎn)換器擴展）都有了深入理解，能夠熟練應(yīng)用相關(guān)知識。

2項目教學(xué)法的教學(xué)過程及考核方法

教學(xué)做一體化中項目教學(xué)法的目的在于培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和獨立思考問題，解決問題的能力，要求學(xué)生起主導(dǎo)作用，教師在教學(xué)中起組織、引導(dǎo)、促進、控制、咨詢的作用。針對該教學(xué)目的，項目教學(xué)過程如下。

教師講授項目所需基礎(chǔ)知識，將學(xué)生分為多個小組，提出項目要求和考核方法。

學(xué)生根據(jù)要求查詢相關(guān)資料，經(jīng)小組討論后，設(shè)計程序流程圖，項目硬件電路圖，編寫調(diào)試程序，上機驗證。

教師點評學(xué)生項目設(shè)計情況，挑選優(yōu)秀項目設(shè)計組的組員，講解設(shè)計方案，并提出改進意見。

項目教學(xué)的考核結(jié)果，分為三部分。（1）平時成績，包括學(xué)習(xí)態(tài)度及組織紀(jì)律性，項目的設(shè)計思路，編寫及調(diào)試能力，硬件電路的理解及調(diào)試能力，權(quán)重60%。（2）答辯成績，描述項目所涉及單片機程序設(shè)計及擴展電路，教師答辯提問。權(quán)重20%。（3）實習(xí)日志及項目驗收表，要求書寫整潔，流程圖及單片機接口電路圖正確簡潔，權(quán)重20%。

通過對學(xué)生完成項目的考核，可以培養(yǎng)和引導(dǎo)學(xué)生正確的學(xué)習(xí)動機，能夠有效地提升項目過程的質(zhì)量，促進學(xué)生綜合能力的提高。

3項目教學(xué)法的效果

項目教學(xué)法在我校實行時間尚短，僅對電氣1005、06及熱自1001、02實行，為驗證項目教學(xué)法的教學(xué)結(jié)果，對以上126名學(xué)生，進行問卷調(diào)查，調(diào)查顯示84%的學(xué)生認(rèn)為在最短的時間內(nèi)掌握了很多的知識，加強了理論和實踐的聯(lián)系；79%的學(xué)生認(rèn)為在項目設(shè)計的過程中提高了團隊合作精神和實踐動手能力；63%的學(xué)生認(rèn)為項目教學(xué)法有利于提高創(chuàng)新能力，拓展創(chuàng)新思想。

此外教師在教學(xué)的過程中也對學(xué)生對該課程的理解程度，應(yīng)用水平有了深刻的認(rèn)識，體會到項目驅(qū)動法在單片機實訓(xùn)教學(xué)中的重要作用。

總體來說，項目教學(xué)由原來的知識目標(biāo)，習(xí)題訓(xùn)練，教師主體，轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的能力目標(biāo)，任務(wù)訓(xùn)練，學(xué)生主體從而真正實現(xiàn)教學(xué)做一體化，使單片機技術(shù)的學(xué)習(xí)過程變成了一個不斷開發(fā)、不斷學(xué)習(xí)鞏固、不斷成功前進的過程。項目驅(qū)動法在4周的單片機實訓(xùn)教學(xué)中取得了顯著效果，學(xué)生能夠熟練應(yīng)用MCS-51單片機，更重要的是，通過單片機技術(shù)的學(xué)習(xí)，掌握了一門自動化控制技術(shù)，能夠觸類旁通，舉一反三，為學(xué)習(xí)對其他型號單片機，如ATMEL公司的51系列單片機，AT89S51，AT89S53，WINBOND公司的其他51系列單片機，W77E58，甚至其他的自動化控制技術(shù)如：PLC，DSP，打下良好的基礎(chǔ)。