項目式教學法在微機課程教學改革中的應用與探討

摘要：目前，國內大多數實踐性課程的教學現狀是理論與實踐相脫節，學生難以做到學以致用。針對這一現狀，許多高校紛紛加強了課程設計、上機實驗等實踐環節，但鑒于教學條件有限，學生多以完成驗證性實驗為主，效果并不理想。因此，以“微機原理與應用”課程教改為契機，引入了基于Proteus的項目式教學方法，詳細闡述了該教學方法的構建模式。最后結合該教學方法的實踐效果，對該教學方法提出一些建議。

關鍵詞：教學方法；教學手段；項目式教學法；教學改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）27-0055-01

目前，我國大學每年招收近數百萬大學生，招生規模已穩居世界第一位。人才培養是大學的基本任務，本科教育則是大學培養人才的基本手段。然而，隨著我國高等教育在改革開放后的快速發展，本科教育過程中的問題已漸露端倪：理論環節與實踐環節相脫節，學生難以做到學以致用；課堂以面授理論知識為主，學生被動接收知識，學習興趣不高，也難以培養學生的創新性思維。在著名的“錢學森之問”的前提背景下，[1]本科教育的傳統教學理念、教學方法和教學模式面臨著巨大的挑戰。[2]因此，本文以“微機原理與應用”課程教革為基礎，從教學方法、教學手段改革的角度出發，對如何提高大學課堂教學質量，更好地培養學生創新精神和綜合實踐能力進行探索研究。

一、基于Proteus項目式教學法的應用構建模式

項目式教學法是教師在授課過程中，以提出的具體實際項目或者案例為基礎，通過提出問題、分析問題、解決問題、升華問題，以激發學生的學習自主性和創新意識，達到教學相長的一種積極的學習過程和教學活動。教育家施瓦布指出：“如果要學生學習科學的方法，那么有什么學習比通過積極地投入到探索的過程中去更好呢？”[3]基于此，結合“微機原理與應用”課程教改的契機，現就項目式教學法在實施過程中的要點、注意事項、存在的問題等進行闡述和探討。

1.精心設計項目

在項目式教學法的實施過程中，項目的選擇是成功的關鍵，它直接決定著該教學方法實施的效果。教師只有結合學生的學習能力、接受能力等狀況，精心設計一個好的項目，才可能取得比較好的實際效果。教師要將教學內容拆分成若干塊，針對每一塊精心設計項目。教師在設計項目時，首先，一定要以教學內容為依據，所設計的項目一定要能涵蓋該塊教學內容的所有知識點；其次，教師設計的項目要有層次感，由易到難，由簡到繁，逐步地提出問題，引導學生思考問題、分析問題直至解決問題，通過這個過程，讓學生體驗逐步探究問題的樂趣，實現創造性學習。最后，項目要能夠升華，留給學生一定的創新空間。在基本項目的基礎上，學生可以發揮自己的想象力，實現不一樣的現象，有助于學生思考問題、解決問題能力的進一步提高，培養學生的創新意識和創新精神，提高學生的綜合實踐能力。

2.針對項目進行基礎知識講授

教師在項目開展之前，首先要對項目中所涉及到的基本知識點進行講授，讓學生掌握設計項目的必要基礎知識和工作原理，這是項目順利開展的基礎和保障。學生對基礎知識的掌握情況在很大程度上決定了項目教學法的實施效果。

3.提出項目

授課教師針對教學內容提出項目，注意這時提出的項目應是比較簡單容易的，只要能涵蓋教學內容的基本知識點即可，教師要逐步引導項目的實施，切不可好高騖遠，如果項目過于復雜，學生的自信心受到打擊，對項目的開展非常不利。

4.給出方案

以就近為原則，讓學生自由成立小組進行項目方案的討論，要求每組給出一個項目的解決方案。在這個過程中，教師要注意把握時間，且不要隨意干涉學生的討論，讓學生能充分調動學習的自主性，鍛煉思考問題、解決問題的能力。討論結束后，老師讓各組學生陳述解決方案，注意一定要綜合各組不同的解決方案，這樣有助教師了解學生對基礎知識的掌握情況及對理論知識的應用能力，加以合理引導。

5.辨析方案

以各組提出的不同解決方案為基礎，教師以引導為主，采用討論、問答等方法，和學生一起確定最優解決方案。教師要多鼓勵學生，激發學生的創新意識，提高學生思考問題、解決問題的能力。

6.演示方案

在確定最優方案的基礎上，為了讓學生真實感受項目開發的全過程，教師要在課堂上演示方案。然而，課堂時間有限，從購買元器件到焊制電路板，再到演示成功，是根本不可能實現的。Proteus仿真軟件很好地解決了這個問題，是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具，具有易學易用等優點。首先，教師要帶領學生以Proteus軟件為基礎，從元器件選型到硬件原理圖的確定，逐步完成項目仿真圖的搭建。通過這個過程，可以讓學生深刻地理解項目的硬件原理，解決了傳統驗證性實驗“只見樹木，不見森林”的弊端。然后，利用單片機的程序開Keil軟件，按照確定的最優方案，進行編程。教師可以和學生一邊寫一邊下載到仿真圖中實時觀察現象，如果遇到問題再進行討論修正，直至最終實現項目。這一過程，可以讓學生充分體驗探究的樂趣，實現學生的創造性學習，實現“理論與實踐的一體化”教學。

7.升華項目

教師的課堂授課時間畢竟有限，教師提出的項目主要起到“拋磚引玉”的作用。以課堂解決的項目為基礎，教師要對項目進行進一步的升華，且升華后的項目主要靠學生自主完成。學生現在基本上都是人手一臺電腦，只需在電腦上安裝編程軟件Keil、下載軟件和仿真軟件Proteus就可以實時開發和仿真程序，教師只需提供必要的答疑幫助即可。比如，在單片機輸入/輸出口應用這一塊，教師可以設計“流水燈”項目，然后通過上述一系列的方法實現后，進一步要求學生實現“往復流水燈”或“花樣燈”等項目。項目成果必須要求學生給出Proteus仿真圖和驗證成功的程序。這樣，一方面鞏固學生上課所學知識，另一方面進一步提高學生的綜合實踐能力。

二、效果與改進

1.教學效果

在本學年的兩個學期中，筆者聯合系電子科學和技術、電子信息工程專業的兩位專業課教師，共四個班，計388人，就基于Proteus項目式教學法效果進行了問卷調查；并隨機抽選不同層次的學生開展座談會，以確保客觀、全面的掌握實施效果。經我們最終的分析、總結、討論得出，本方法的教學效果主要體現在以下三個方面：一是經實踐證明，該教學方法，在不需要硬件投入的條件下，學生普遍反映，對單片機的學習比單純學習書本知識更容易接受，更容易提高。從另一個方面看，該方法也很好地解決了“微機原理與應用”課程教學中，理論與實踐脫節，而又由于經濟限制，教學條件有限，硬件又難以配套的難題。二是激發了學生的學習興趣，提高了學習效率。邊做邊學不僅易于知識的理解，而且印象深刻。大部分同學表示，通過該方法獲取知識的記憶時間可以更長。三是讓學生在探究中研究知識并獲取知識，開拓了思維，增強了實際分析、解決問題的能力，提高了綜合實踐水平。

基于Proteus的項目式教學法很好得實現了大學課堂教、學、研的統一，教學效果的調查結果總體令人滿意，得到了學生和教師的普遍認可，今后我們將繼續深入探討項目式教學法。

2.改進設想

在“微機原理與應用”課程的教學體系中增加實訓環節，完善項目開發。教師在課程結束后，綜合整體教學內容給出難易適中的項目，三個學生為一組，從項目分析到項目實施全部由學生自主完成，要求學生在Proteus軟件仿真可行的基礎上，要購買實物元器件，焊制開發板，直至最終硬件調試成功。這樣可以讓學生在實際生活中體驗項目開發的完整過程，進一步提高自己的綜合實踐能力。此外，還要完善考核測評機制，根據每一組學生提出的方案、項目完成的效果以及每個成員在小組中扮演的角色，制定合理的評分標準，做到“分有所依”進一步激發學生的學習自主性。另外，現在大學中多為大班教學，具有學生人數多，個性差異大等特點，如何做到因材施教以達到更好地教學效果，還有待進一步思考。

參考文獻：

[1]冉隆鋒.錢學森之問：對高等教育現實狀態的拷問[J].黑龍江高教研究，2012，（8）：20-22.

[2]胡飛虎，張彥斌.關于“微機原理與應用”課程教學改革的幾點思考[C].第四屆全國高校電氣工程及其自動化專業教學改革研討會論文集，367-370.

[3]刑大偉.探究式教學法的應用實踐與探索[J].教育教學論壇，

2014，（4）：207-208.

（責任編輯：劉翠枝）