PBL教學法在單片機技術實驗教學中的應用

張國龍 張鶴林 余 瑛

（江西中醫藥大學，江西 南昌 330004）

0 引言

《單片機技術》課程具有較強的理論性和實踐性，為了盡快讓學生掌握單片機應用技術，為他們在單片機軟件、硬件的開發與應用方面打下堅實的基礎，為今后的就業創造良好的條件，在開設理論課程的同時，還安排了相應的實驗課程。

傳統的實驗教學往往是預先由實驗教師設計好相應的實驗項目，如程序設計、I／O口使用、中斷與定時器使用、顯示與鍵盤、串行口通信、A／D等。然后由學生照本宣科地重復，完成所謂教學大綱所規定的實驗，這種實驗教學方法不利于培養學生的動手能力、創新能力和綜合運用知識的能力，也不能進一步激發學生的學習興趣和主觀能動性，甚至出現了學生不作實驗前的準備、抄襲他人程序和實驗報告的不良現象，學生普遍反映這種驗證式的實驗教學收獲不大。為了適應當今社會對電子類專業的人才需求，必須對單片機實驗教學進行改革。

PBL英文全稱為Problem Based Learning,即以問題為導向的教學方法，PBL最早起源于20世紀50年代的醫學教育中，目前已成為國際上較流行的一種教學方法。

PBL是基于現實世界的以學生為中心的教育方式，它把學習設置到復雜的、有意義的問題情境中,通過讓學習者合作解決真實性問題,來學習隱含于問題背后的科學知識,形成解決問題的技能,并形成自主學習的能力。PBL強調以問題解決為中心、多種學習途徑相整合,而不只是純粹的探索和發現,同時它強調學習者之間的交流合作,強調外部支持與引導在探索學習中的作用等。PBL教學法的精髓在于發揮問題對學習過程的指導作用，調動學生的主動性和積極性。

1 PBL教學法在單片機技術實驗教學中的實施

筆者在多年單片機技術課程的實驗教學中，應用PBL教學法通不斷地嘗試和實踐，對相應的實驗教學進行了一系列改革，積累了一些經驗，收到較好的效果。下面以廣告燈實驗為例介紹一些做法與心得體會。

1.1 PBL教學法中對教師的要求

PBL作為一種開放式的教學模式，對教師自身的素質和教學技巧都有很高的要求，要求教師不但對本專業、本課程內容熟練掌握，應該熟悉教學大綱和學生的能力情況，還應當扎實掌握相關學科知識，并要具備提出問題解決問題的能力、靈活運用知識的能力、嚴密的邏輯思維能力。和良好的組織管理能力，要善于調動學生積極性、寓教于樂、控制課堂節奏等技巧。在單片機技術的實驗教學中，教師要適時的提出問題，且對于學生經過討論沒找到思路或者無法解決的問題要給予指導。同時需要記錄學生在實驗中的表現結合實驗報告給出相應的成績。

1.2 問題的提出要密切聯系實際并能引起學生的興趣

問題的產生可以是學生自己在生活中發現的有意義、需要解決的實際問題，也可以是在教師的幫助指導下發現的問題，還可以是教師根據實際生活問題、學生認知水平、學習內容等相關方面提出的問題。如原廣告燈實驗（見程序）中只有簡單的查表程序和軟件延時這兩個知識點，并不能滿足現實生活中的各種廣告燈設計的實際需要。因此問題自然而然的要提出來了，需要設計設么樣的廣告燈、需要哪些功能、通過哪些手段可以實現等等。

1.3 問題的提出要圍繞課程大綱

實驗的目的最主要的還是讓同學們熟練掌握單片機的基本編程和調試方法，熟練掌握課程大綱所要求的知識能力、動手能力。如在廣告燈實驗中，可以提出如果要設計流水燈除了用查表的方法外還可以有什么方法？必要時可以告知用環移指令的方法。廣告燈中的閃爍時間如何控制？除了軟件延時還可以用定時器定時。這樣在廣告燈實驗中就能把定時器試驗結合在一起來完成。

1.4 問題的提出要循序漸進

一個宏大的工程是由若干個小的工程構成，同樣一個綜合性的設計實驗也可以由多個問題組成。問題的提出應該循序漸進，從最基本、最簡單的問題開始，逐步拓展，最終能解決一個大問題。這樣的過程，學生不僅在其中鍛煉了能力，還找到了逐步解決問題的的樂趣。如廣告燈實驗中可以依次提出如下問題：1）流水燈如何實現？2）延時時間控制在1S用軟件延時怎么實現？3）用定時器來實現1S定時。4）加入開關控制，實現不同廣告燈效果。5）用鍵盤控制實現不同廣告燈效果。6）廣告燈閃爍的同時播放音樂。在這個廣告燈實驗的過程中，學生不僅練習了查表程序、環移指令、軟件延時、定時器定時、開關量輸入、鍵盤輸入、分支程序等知識點，更在這個過程中實現了有特色、有個性的使用廣告燈的設計，體會到了成功的喜悅，增強了自信心。

1.5 改變實驗評價方式，增加學生積極性

實驗教學同理論教學一樣，是整個教學的重要組成部分。以往在成績考核中，筆試成績占主要部分，而實驗成績只是與平時成績一起考核，且占整個成績的很小比例，這樣，學生對相關實驗不會引起足夠的重視，從而帶來很大的負面影響。例如，有相當一部分同學在后期的專業課程設計和畢業設計中，不能獨立地完成相應的實驗。為此，須對當前的考核模式也進行改革。

首先，隨著課程改革實驗課時的增加，必須加大實驗成績在整個課程成績的比重，占總成績的50%。同時，實驗成績合格與否，作為學生具備筆試資格的必要條件，若實驗成績不合格，則取消其筆試資格。

其次，由于學生的水平不一致，導致對實驗中所提出的問題不是都能解決，這就要求調整考核方式，不能給一個絕對的標準，對于解決了基本問題的學生可以給出實驗成績的80%，而對哪些動手能力強，解決問題能力突出的同學酌情加分，最高能給滿分。

2 結語

在多年單片機技術實驗教學中，學生普遍反映PBL教學法提高了了學生的學習興趣，激發學生的學習積極性、主動性，增強了創新能力和綜合素質，并在實驗過程中提高了對自己的自信心和對所學專業的認可度。

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