基于“項目驅動式”單片機類課程教學改革與實踐

莫莉　趙悅　倪妍婷　何欣

摘 要 本論文以高校工科專業單片機類課程教學為例，針對教師為主，學生為輔，理論重于實驗的傳統教學方式，提出一種全新教學模式“項目驅動式”，該模式以科研項目為導向，將項目實驗深入到課程框架每一個知識點，倡導學生為主，教師為輔，理論與實驗并重的新思路。實踐表明，該模式更好的將科研與教學有機結合，最大程度激發學生學習興趣和積極性，提高學生動手能力和團隊協作能力，為其繼續深造或創新創業打下堅實基礎。

關鍵詞 單片機 “項目驅動式” 教學改革 科研與教學相結合

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2018.06.052

Teaching Reform and Practice of Single Chip Microcomputer Course

Based on Project Driven Teaching Method

MO Li[1][2]， ZHAO Yue[1]， NI Yanting[1]， HE Xin[3]

（[1]Chengdu university， School of Mechanical Engineering， Chengdu， Sichuan 610106；

[2] University of Electronic Science and Technology of China， School of Mechanical and

Electrical Engineering， Chengdu， Sichuan 611731；

[3] Chengdu University Library， Chengdu， Sichuan 610106）

Abstract In this paper， a new teaching mode "project driven" is put forward， taking the teaching of single chip microcomputer course for engineering majors in universities as an example. The traditional teaching method thinks that the teacher is the main and the student is the second， and the theory is more important than the experiment. The new teaching mode is guided by scientific research projects， and the project experiment is penetrated into each knowledge point of the curriculum framework. It advocates a new idea of giving priority to students， teachers as the supplement， and paying equal attention to theory and experiment. Practice shows that the model is better combination of scientific research and teaching， to the greatest extent to cultivate students' interest in learning， improve students' practical ability， and enhance the level of students' business.

Keywords single chip microcomputer； "project driven"； reform in education； combination of scientific research and teaching

隨著人工智能逐漸深入工作與生活各個領域，單片機作為人工智能方向基本知識也逐漸成為我國各高校工科專業核心課程。該課程培養學生具備較強動手能力，團隊協作能力，創新創造能力，為其繼續深造和創新創業打下堅實基礎。

1 課程內容與教學現狀

單片機課程傳統教學主要按其知識體系進行，授課內容繁多抽象，授課形式主要為教師主動講解，學生被動接受，實驗內容少、形式單一、匯編語言與實際產品開發脫節，大部分知識點僅停留在紙上談兵階段。因此，本門課程教學改革的首要任務就是合理調整教學內容，理論與實踐結合，適當改變教學模式。

2 已實施教學改革措施及成效

筆者目前在課堂教學、實驗教學、考核與評定體系三方面已進行一系列改革，并應用于實踐。具體措施如圖1所示。其中，課堂教學主要增設C語言、Proteus和Keil應用軟件授課環節， C語言指令執行速度雖不及匯編語言，但語句兼容性好，可移植，可模塊化編程，與實際產品開發銜接良好，Keil軟件平臺用于編寫C51高級語言或匯編語言源程序，Proteus仿真平臺用于設計虛擬硬件電路，兩者結合，可針對每個知識點進行軟硬件聯合仿真調試，大大提高學生學習積極性；實驗教學主要通過加大實驗學時比重、增設課程設計、科研實踐等動手環節來提高學生自主學習能力與動手能力；考核與評定體系改革公平合理的對待個性不同的學生，激發學生學習積極性，使學生跳出“死讀書，讀死書”的怪圈，真正做到“活學活用，學以致用”。

3 “項目驅動式”新型教學改革方案

目前已采用的教改方案，在提高學生學習興趣和改善授課效果上起到一定促進作用，但實踐操作機會偏少，學生動手能力仍不足，因此，筆者在已有教學改革平臺上，采用全新教學模式“項目驅動式”進行二次改革。該模式以項目為導向，從簡單實例著手，深入到課程框架每一個知識點，要求學生動手參與項目執行過程每一個環節，伴隨各項目成功調試，學生學習效率、學習興趣逐漸提高，發現問題、分析問題、解決問題及實踐動手能力得到全面培養。

圖1 已實施教學改革措施

3.1 “項目驅動式”教學內容

筆者借鑒其他高校教學經驗并結合自身特點，歸納出適合我院單片機類課程教學知識點框架如圖2所示，與各知識點匹配的基礎實驗項目如圖3所示。

圖2 單片機課程教學項目框架圖

圖3 單片機課程基礎實驗項目

針對知識點十一，A/D和D/A接口，與其對應基礎實驗項目為A/D轉換實驗和D/A轉換實驗。針對該項目設置5個任務，分別為：任務一認識ADC0808、ADC0809數模轉換器；任務二數模轉換LED顯示；任務三數字電壓表設計與實現；任務四認識DAC0832數模轉換器；任務五三角波發生器設計與實現。五項任務由需求分析、電路設計、程序設計、仿真與調試四個步驟組成，環環相扣，層層遞進，任務完成，知識點也牢記于心。

實踐改革中，“項目驅動式”教學法不僅應用于基礎授課環節，還應用于課程設計環節，引導學生發揮其創新創造力，為其繼續深造或創新創業打下堅實基礎。課程設計項目如表1所示。

3.2 “項目驅動式”課程考核與評價體系

上一輪教學改革后，課程考試與評價體系由平時成績（10%）、實驗成績（20%）、上機成績（20%）和期末成績（50%）四個部分組成，一定程度上能考核到學生的動手能力、學習態度以及學習效果，執行“項目驅動式”教學改革后，課程考核與評價體系進一步調整：

（1）平時成績10%：出勤率和課后作業；

（2）實驗10%：教學大綱中制定的3個實驗計劃；

（3）項目完成度20%：項目完成情況（電路設計、程序設計、聯調效果等）；

（4）上機考試20%：Proteus+Keil計算機仿真操作考試，該項考試采取固定式命題方式，要求學生在規定時間內設計出題目所要求的電路和程序，并聯調成功，主要對學生掌握各知識點情況進行實踐考查；

（5）期末筆試40%：學期結束后，針對該課程統一進行的閉卷筆試，主要對學生掌握各知識點情況進行理論考查。

3.3 “項目驅動式”教學效果

“項目驅動式”教學特點在于“學生為主，教師為輔”，從根本上改變了傳統教學模式“教師為主，學生為輔”的老思路。授課過程中，教師主要以引導為主，更多的還是提倡學生自己動手，激發學生學習興趣和鉆研精神，培養學生認識問題、分析問題、解決問題及與他人溝通協作的能力。目前，我系學生積極參加四川省及全國各項電子類競賽，均獲可喜成績，學生畢業設計逐漸由理論性較強的文字闡述轉變到理論與實踐相結合的具體電子作品，優秀畢業論文比例明顯提高，畢業生繼續深造比例，適應社會能力，就業崗位層次也明顯提升。

3.4 “項目驅動式”教學問題及改進

引入“項目驅動式”教學進行技能教學效果良好，但仍然存在一些問題需要改進：

（1）教學進度有待把控。“項目驅動式”教學主要提倡學生自己動手，參與項目實施。學生不同，對待知識點的理解和掌握程度不同，動手能力也不同，導致學生在項目實施過程中進度不同，有的同學能夠保質保量完成，有的同學只能草草收兵，甚至渾水摸魚。今后教學環節中，還需采取相關措施，既能保證學習效果，又能保證教學進度。

（2）課堂紀律有待把控。“項目驅動式”教學課堂是非常靈活的，項目實施過程中，學生在任何一個環節遇到問題都可以和老師或同學進行討論，部分同學能夠在此輕松自由的環境中酣暢學習，也有部分同學濫竽充數，甚至影響他人。今后教學環節中，還需采取相關措施，約束學生在課堂中的行動，有效把空課堂紀律。

4 結論

“項目驅動式”教學使學生真正成為學習的主體，很好的激發了學生的學習興趣和學習熱情，發掘學生的鉆研精神，培養學生的動手能力，溝通協調能力和發現問題解決問題的能力。教師也可以做到因材施教，將書本理論知識與項目實踐經驗相結合，更有助于培養出適應社會發展需要的應用型人才。

基金項目：國家自然科學基金（51505042）；四川省教育廳基金項目（14ZB0369）；四川省教育廳教改項目（P09398）；成都大學校教改基金項目（cdjgb2017079）

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