項(xiàng)目教學(xué)法在單片機(jī)教學(xué)及實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用探討

楊立生 趙 航 魯娟娟 徐洪慶

正德職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇南京 211106

單片機(jī)原理與應(yīng)用[1]是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，相應(yīng)的教學(xué)及實(shí)訓(xùn)具有很強(qiáng)的技術(shù)性和應(yīng)用性，在本專業(yè)教學(xué)中占有很重要的位置。項(xiàng)目教學(xué)的目的是在單片機(jī)原理與應(yīng)用課程教學(xué)中使學(xué)生容易理解和掌握單片機(jī)的基礎(chǔ)知識，掌握與其相關(guān)外圍電子電路的分析、設(shè)計(jì)方法，掌握軟硬件電路仿真與設(shè)計(jì)，掌握故障的分析、查找及解決方法等。

單片機(jī)教學(xué)及實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容組織和過程管理，在很大程度上決定了單片機(jī)教學(xué)及實(shí)訓(xùn)效果的好壞。在傳統(tǒng)教學(xué)及實(shí)訓(xùn)過程中，偏重理論教學(xué)，實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)過程中驗(yàn)證的成分過多，學(xué)生缺少獨(dú)立創(chuàng)新方面的鍛煉。為改變這一現(xiàn)狀，在教學(xué)及實(shí)訓(xùn)中采用項(xiàng)目教學(xué)法，指導(dǎo)教師提出教學(xué)及實(shí)訓(xùn)任務(wù)，并將任務(wù)進(jìn)行剖析，分解成不同的小任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生對任務(wù)進(jìn)行分析、仿真和設(shè)計(jì)，精心組織教學(xué)及實(shí)訓(xùn)過程，鼓勵(lì)學(xué)生相互討論、上網(wǎng)查閱資料和提出不同的意見，甚至拋開教師布置的任務(wù)獨(dú)立選擇課題，以最大限度地激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。

1 項(xiàng)目設(shè)計(jì)與過程管理

1.1 教學(xué)及實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

采用項(xiàng)目教學(xué)法進(jìn)行單片機(jī)教學(xué)及實(shí)訓(xùn)，首要的任務(wù)就是進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的內(nèi)容要盡可能涵蓋單片機(jī)知識點(diǎn)[2]，同時(shí)要能吸引學(xué)生，項(xiàng)目設(shè)計(jì)的難易要有梯度性，以滿足不同學(xué)生的需求。例如設(shè)計(jì)校時(shí)數(shù)字鐘時(shí)，基本要求為：任務(wù)一中要求8位數(shù)碼管顯示一串?dāng)?shù)字(學(xué)號)；任務(wù)二中要求設(shè)計(jì)完成一個(gè)數(shù)字鐘(不可校時(shí))。此外還有擴(kuò)展要求。任務(wù)一擴(kuò)展：8位數(shù)碼管切換顯示學(xué)號和生日，切換時(shí)間為1 s，通電后先顯示學(xué)號；任務(wù)二擴(kuò)展：擴(kuò)展3個(gè)按鍵K1，K2，K3，能對數(shù)字鐘進(jìn)行時(shí)、分和秒的校時(shí)。

每個(gè)項(xiàng)目既有總體目標(biāo)，又分別由不同的任務(wù)組成，由淺入深，循序漸進(jìn)，兼顧不同層次的學(xué)生，同時(shí)精心編寫教學(xué)及實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書，給學(xué)生相應(yīng)的指導(dǎo)。

1.2 教學(xué)及實(shí)訓(xùn)過程組織

教學(xué)及實(shí)訓(xùn)過程的有序組織是教學(xué)及實(shí)訓(xùn)質(zhì)量的保障，通過對教學(xué)及實(shí)訓(xùn)過程的有效控制，既能調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，也能提高教學(xué)及實(shí)訓(xùn)的可操作性和實(shí)踐性。

1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

教學(xué)及實(shí)訓(xùn)的目的之一就是模擬企業(yè)的生產(chǎn)過程，讓學(xué)生感受未來的工作要求與標(biāo)準(zhǔn)。在教學(xué)及實(shí)訓(xùn)中，電路設(shè)計(jì)與技術(shù)指標(biāo)采取企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，讓學(xué)生體會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)過程，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)與工作作風(fēng)。如硬件電路原理圖和PCB版圖的設(shè)計(jì)，從器件的型號到PCB板的尺寸、線間距及圖紙大小，都有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。

1.2.2 利用好仿真教學(xué)軟件

教學(xué)及實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的實(shí)施，是學(xué)生進(jìn)行電路設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)及綜合調(diào)試的過程，特別是在電路安裝調(diào)試時(shí)，學(xué)生會(huì)出現(xiàn)各種各樣的錯(cuò)誤，需要不停地修改，但這樣容易造成元器件的損壞。如果先利用仿真軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)[3]，這樣，絕大部分的錯(cuò)誤就可以在仿真軟件上進(jìn)行修改，既降低對元器件的損壞，又可以提高教學(xué)及實(shí)訓(xùn)效率，達(dá)到事半功倍的效果。

例如數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)，先在Proteus軟件上進(jìn)行硬件電路設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，最后在Proteus仿真軟件上進(jìn)行綜合調(diào)試，軟硬件上的修改方便快捷。只有仿真成功后才可以進(jìn)行電路板的焊接與調(diào)試，這樣，絕大部分的錯(cuò)誤在仿真過程中得以解決，既節(jié)約了時(shí)間，又減少了元件浪費(fèi)。

1.2.3 教學(xué)及實(shí)訓(xùn)過程強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主

以實(shí)驗(yàn)室為教學(xué)及實(shí)訓(xùn)室，每名學(xué)生一臺(tái)電腦，一組元器件，一套工具，創(chuàng)造獨(dú)立的工作環(huán)境與氛圍。在此基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)學(xué)生獨(dú)立完成教學(xué)及實(shí)訓(xùn)任務(wù)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性與主動(dòng)性。例如項(xiàng)目硬件設(shè)計(jì)、軟件編寫，完全以學(xué)生為主，尊重學(xué)生的選擇，哪怕是錯(cuò)誤的實(shí)現(xiàn)方法，也要慢慢引導(dǎo)，使其領(lǐng)悟到錯(cuò)誤的原因。教師通常在項(xiàng)目實(shí)施前期對項(xiàng)目功能、重點(diǎn)理論與操作方法等做簡要介紹，對教學(xué)及實(shí)訓(xùn)過程中的共性問題進(jìn)行講解，項(xiàng)目完成后進(jìn)行問題的剖析總結(jié)，做輔助性和引導(dǎo)性的工作。

1.2.4 教學(xué)及實(shí)訓(xùn)考評方式強(qiáng)調(diào)過程考評

考評的方式、方法在很大程度上影響教學(xué)及實(shí)訓(xùn)過程的實(shí)施和效果，如果只看結(jié)果而忽略過程，就會(huì)打擊部分學(xué)生的積極性。例如，一名學(xué)生積極努力地去實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目中的某個(gè)子任務(wù)，但沒有完成，如果給出較差的考評就可能使其失去信心和主動(dòng)性，或者干脆放棄后面的任務(wù)。

因此，考評要注重教學(xué)及實(shí)訓(xùn)過程，兼顧結(jié)果，要讓那些努力的學(xué)生取得不錯(cuò)的成績，使取得成功的學(xué)生成績優(yōu)秀，這樣就能調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，促使其繼續(xù)查找問題、更改設(shè)計(jì)并取得好的成果。

1.3 教學(xué)及實(shí)訓(xùn)過程總結(jié)

教學(xué)及實(shí)訓(xùn)采用項(xiàng)目教學(xué)法，而且是采用項(xiàng)目中任務(wù)的遞進(jìn)方式進(jìn)行，在每個(gè)任務(wù)完成以后，都要進(jìn)行總結(jié)，首先搜集教學(xué)及實(shí)訓(xùn)中出現(xiàn)的各種問題，其次是與學(xué)生一起分析發(fā)生問題的原因，最后是找出問題的解決方法并避免問題再次發(fā)生。這樣，既總結(jié)分析了當(dāng)前的問題，又為后面的教學(xué)及實(shí)訓(xùn)打下基礎(chǔ)。

2 結(jié)束語

單片機(jī)教學(xué)及實(shí)訓(xùn)是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的教學(xué)過程，除了單片機(jī)知識，還涵蓋了數(shù)字電路、模擬電路等知識，既有硬件設(shè)計(jì)，又有軟件編程。既要設(shè)計(jì)涵蓋知識面豐富的項(xiàng)目，又要精心組織其過程。這就需要教師不斷地加強(qiáng)科學(xué)研究，并把科研成果反映在教學(xué)及實(shí)訓(xùn)中；還需要教師不斷地改進(jìn)教學(xué)及實(shí)訓(xùn)方法，提高教學(xué)及實(shí)訓(xùn)效果。

[1] 謝維成,楊加國.單片機(jī)原理與應(yīng)用及C51程序設(shè)計(jì)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2009.

[2] 黃巧亮.Proteus在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].科技信息,2007(30):78-79.

[3] 楊立生.單片機(jī)教學(xué)方法研究[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2010(17):84-85.