項目式教學法在微控制器應用綜合實驗教學中的應用

陳劍雪+王嬈芬

摘要：在微控制器應用綜合實驗教學中引入項目教學法，學生分組完成項目任務，可以培養學生的創新能力、團隊協作能力和解決實際問題的能力。學生作為教學活動的主體，能激發學生的學習興趣，極大地提高了教學效果。

關鍵詞：項目教學法；微控制器應用綜合實驗

1. 概述

微控制器應用綜合實驗是本校自動化專業的一門主要實踐類課程。它的任務是培養學生對現代電子控制技術的認識，使學生掌握微控制器、常用電子元件的原理和結構，學會使用Altium Designer軟件進行常見控制系統電路的原理圖設計、PCB設計和電路板制作。

在“微控制器應用綜合實驗”這門課程中，所涉及的電子元器件較多，電路的設計和制作步驟較為復雜，涉及的知識面較廣，學生在學習過程中會遇到一些困難，有些學生還會在學習過程中還會覺得枯燥乏味，在教學過程中引入項目教學法，可以激發學生的學習興趣，從而取得較好的教學效果。用工程實踐項目進行新知識的引入，激發學生的學習動力，每個項目組在教師的引導下主動思考，自主進行電路圖的設計和繪制，以及印刷電路板的設計，使得學生在項目自主完成的過程中切實地掌握控制系統的電子元件和電路設計理論知識，提高實踐動手能力。

2. 項目教學法的實施

項目教學法中，項目的設計需要將大量的知識與技能有機地串接起來，設計的項目應該具有一定的實用性、綜合性、典型性、覆蓋性和挑戰性，對此我們綜合學科知識，以行動為導向，以學生的能力培養為本位，設計了應用型較強的項目，如溫度檢測系統原理圖及PCB板設計，智能家居控制系統原理圖及PCB板設計等。學生分小組協作共同完成多個項目，每個項目都有一個項目負責人，在不同的項目中小組成員輪換角色。因為對涉及知識面較廣、難度較大的項目，學生分組合作完成，可以更好地發揮各自的特長，知識的互補性可以使項目組更好地解決項目過程遇到的困難。

1）溫度檢測系統原理圖及PCB板設計

單片機對溫度進行檢測和控制是工業生產中經常會遇到的問題。采用單片機來對溫度進行檢測和控制，不僅具有檢測和控制方便、靈活性等優點，而且可以大大提高溫度檢測和控制的準確性。設計時，將溫度檢測系統分為電源模塊、顯示模塊、溫度傳感器模塊和單片機模塊，并要求學生將溫度檢測系統原理圖設計為層次結構，包括頂層原理圖設計和底層原理圖設計。溫度檢測系統的頂層原理圖如圖1所示。

在參考原理圖中，選用了PIC167C2單片機、串型溫度傳感器TCN75和DMC-50488N LCD顯示器。在完成該項目的過程中，學生熟悉了原理圖中元器件和元器件封裝的制作方法、原理圖的設計方法、PCB中元件的布局和布線方法等。

2）智能家居控制系統原理圖及PCB板設計

智能家居控制系統通過家居智能管理系統的設備來實現家庭安全、舒適、信息交互與通信的能力。智能家居控制系統通過傳感器采集溫度、光線、煙霧濃度等數據，在單片機中進行信息的讀取和處理，做出相應的操作。設計時，將智能家居控制系統分為單片機最小系統模塊、光電感應模塊、顯示模塊、溫濕度模塊、煙霧測試模塊、電機驅動模塊、時鐘模塊、報警電路模塊等。要求學生分組進行各模塊的電路設計，然后設計總系統的PCB板。

在參考原理圖中，選用了STC89C52RC單片機 STC89C 52RC、DHT11溫濕度傳感器、MQ-2煙霧傳感器、LCD1602液晶顯示器、LM298電機驅動模塊等。在項目完成的過程中，學生進一步熟悉了原理圖和PCB板的設計方法。

3. 結論

項目式教學法以學生為中心，充分調動學生的思維，讓學生在學習過程中發現問題、思考問題和解決問題。在“微控制器應用綜合實驗”這門課中，應用項目式教學法，可以提高學生的學習興趣，能更好地培養學生的實際操作技能和團隊合作精神。

參考文獻

[1]陳瑞森. 基于課程體系的項目教學探索—以應用電子專業為例[J]. 高職教育與研究， 2014（5）： 47-49.

[2]黃書童， 王偉. 項目教學法在“電子電路設計與制作”教學中的探索與實踐[J].教育觀察， 2015， 4（29）： 98-99.

基金項目：上海工程技術大學微控制器應用綜合實驗建設項目（p201602001）