項目驅動教學法在單片機課程中的應用

李潔 杜玉杰

[摘 要] 為了更好地實現單片機課程培養目標，將項目驅動教學法應用到該課程的教學中。結合該教學法的實踐運用，論述了該教學法中包含的項目選取原則、實施過程、實施內容、實施資源、評價原則及實施效果。實踐表明，在單片機教學中融入項目驅動教學法，能夠有效地達成學生創新實踐能力方面的畢業要求。

[關鍵詞] 單片機;項目驅動教學法;創新實踐能力

[基金項目] 2019年第一批產學合作協同育人項目“融合‘三創教育的單片機教學改革與實施”（BZXYSYXM201709）;濱州學院校級實驗技術研究立項項目“基于創新型人才培養的單片機實驗教學模式研究與實踐”（BZXYSYXM201709）

[作者簡介] 李 潔（1982—），女，山東濱州人，碩士，濱州學院航空工程學院實驗師，主要從事單片機教學與管理、實驗室建設與管理研究。

[中圖分類號] G642.0? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）40-0160-02? ? [收稿日期] 2020-03-31

“單片機原理與應用”課程作為一門實踐性、應用性較強的課程現為電子信息工程、電氣工程及其自動化等專業的必修課程，該課程是培養學生創新實踐能力的關鍵一環[1，2]。為提高了人才培養質量，滿足社會用人需求，在我校單片機課程教學中融入項目驅動教學法并開展了一系列有效探索[3]。

一、項目驅動教學法的引入

傳統的單片機教學存在理論與實踐脫節、不注重實驗教學，行業結合不足等問題[4]。導致學生學習興趣不高，動手能力較弱，不能滿足企業用人需求，存在所謂的高分低能現象。項目驅動教學法以完成具體項目為載體，教師把教學內容融入具體項目中，讓學生通過自主學習的方式完成項目。我校教師在單片機教學中，按照項目導向、任務驅動教學模式，實現“教、學、做”一體化的課堂教學，以此來提高學生的知識應用能力和創新實踐能力，從而提升學生的工程素質和職業素養[5]。

二、項目式教學法在單片機課程中的實施

（一）項目選取原則

項目在選取過程中以社會用人需求為導向，以工程實踐能力培養為主線，以單片機課程培養目標中需達到的知識目標、能力目標、素質目標要求為主要依據而選取。在項目選取中結合單片機典型案例，融入實際生活最新技術，并將典型單片機設計競賽題目和企業項目經過加工提煉后擴充項目庫。

（二）項目實施內容

為鍛煉學生探究能力，在項目的選擇上以現實生活中典型實例為主，一方面提高學生學習興趣，另一方面可加強學生工程實踐能力培養[6]。每個項目應包含幾個子項目，強調項目實施過程中循序漸進，在子項目完成的基礎上，進行組合調試。現以簡易物品數量清點機項目為例說明（見表1）。

1.項目一。通過外部脈沖對P3.4（T0）引腳進行計數，將其數值按二進制數在P0口驅動LED燈上顯示出來。

2.項目二。用單片機的兩位數碼管動態顯示0～99中的任何數字。

3.項目三。使用光電傳感器（E18-D80NK）來實現對通過物體的監測，并把數據傳送給單片機。

4.終極項目。設計一個簡易物品數量清點機，使用光電傳感器（E18-D80NK）來實現對物品數量的監測，并將監測結果在兩位數碼管上顯示出來。此子項目為擴展項目，要求有能力的學生課下自行完成，不做具體要求可以看出，在簡易物品數量清點機項目的實施過程中，包括計數、顯示、中斷、傳感器檢測四個模塊，基本內容涵蓋單片機的輸入/輸出端口，定時/計數器、中斷系統、單片機動態顯示等內容，該項目即接近生活實際又涵蓋單片機課程中的幾個主要知識點，可采用項目驅動教學法實施。

（三）項目實施過程

根據單片機教學的特點，學生以階段性完成任務為目標開展項目實施。具體實施過程為：教師發布項目具體要求→學生調研、確立項目實施方案→硬件的搭建、軟件程序編寫→項目proteus仿真、開發版驗證→項目答辯、作品驗收。在整個項目實施過程中，將學生分成若干項目小組，組內成員采取分工協作的形式完成任務。教師在此過程中并非置身事外，以小組成員身份參與到每個小組中，在進行引導和答疑的同時起到對學生學習的督促作用。

（四）項目實施資源

1.Proteus軟件仿真。Proteus仿真環境可模擬真實實驗條件，使學生無須進入實驗室便可對所做的實驗進行驗證，這對于項目的實施起到非常大的輔助作用，學生可隨時利用課下時間對原理圖、程序進行調試、修改，為學生自主學習和實踐提供了便利條件，又節約了硬件搭建成本。

2.開發版驗證。每位同學在單片機學習過程中均配有一塊自己動手在電子工藝實驗課程上焊接的開發板，每一小組配備一套口袋儀器。通過此方式擺脫上課時間有限和實驗室空間有限的束縛，使學生可隨時隨地對編寫的程序進行驗證，同時將單片機理論教學搬進實驗室，理論教學實驗教學交叉進行，方便項目式教學的開展。

（五）項目評價原則

因單片機課程的學習更加注重學生單片機最小系統應用能力的培養，所以在項目評價中重點考查學生理論理解能力、自主學習能力、實際動手操作能力及答辯時的語言表達能力。在評價時，除指導教師給出評價外，采取小組成員之間互評的方式，因小組成員全程參與了項目的實施過程，對同學在項目中的表現更加了解，評價更加客觀、真實（見表2）。

（六）項目實施效果

將項目驅動教學法融入單片機課程后，通過多渠道對項目實施效果進行了調查。從對600余名學生進行調查問卷結果發現，同學們普遍反映對單片機課程學習興趣濃厚，通過課程學習自身動手能力、查閱資料能力、協作能力明顯增強;從教學成果來看，學生參加與單片機相關的各類電子設計大賽成績突出，申請國家級大創項目、實用新型專利，發表論文數量明顯增多;從企業反饋來看，學生單片機知識掌握扎實，具有較強知識應用能力和實踐操作能力。

三、結語

項目驅動教學法體現了以學生為中心，以實際項目為載體，以培養學生實踐能力為目的的教學理念。對于單片機類實踐性較強的課程來說，將項目驅動教學法融入課程教學過程中，能極大提高學生學習積極性和主動性，從而有效提升學生單片機知識的應用能力和創新實踐能力。

參考文獻

[1]張婧婧，李勇偉.單片機課程的項目驅動教學研究與探索[J].電氣電子教學學報，2014，36（6）：86-88.

[2]劉耀明，劉電霆.“單片機原理及應用”課程教學改革探討[J].電氣電子教學學報，2007，29（4）：9-11.

[3]唐煒.基于“項目驅動”的單片機類課程實踐教學改革[J].實驗室研究與探索，2010，29（5）：130-133.

[4]李潔，李衛兵，杜玉杰.《單片機原理及應用》實驗教學改革與實踐[J].實驗科學與技術，2012，10（4）：92-94.

[5]朱斌，曹漫祥，邢應壽，等.項目驅動教學模式及其在實踐教學中的應用[J].科技教育，2015（6）：220-222.

[6]潘娜，秦磊，王曉.單片機項目式一體化教學的探索[J].農機使用與維修，2017（9）：72-73.