項目驅動教學法在數據采集技術教學中的探討

張海寧

摘要：數據采集是一門工程實踐性、應用性很強的專業課，它強調的不是原理，而是如何采用具體芯片來實現數據采集系統。采用傳統的教學方法，效果不理想。本文將項目驅動教學法應用于數據采集技術教學中，采用了較完整的過程和方法，在教學中，發現此方法能夠明顯提升學生主動參與意識，激發學生的學習興趣，各方面有所提高，繼而提高工程實踐的能力，對教學效果很滿意。

關鍵詞：數據采集技術；項目驅動教學法；知識轉化為能力；主動學習

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）46-0279-02

一、引言

現代信息處理都是采用數字信息處理，而數字信息處理的前提是外界的信息如何進入到計算機中，即如何將外界的信息（模擬的、數字的）采集到計算機中，這是所有數字信息處理的源頭，而這就是《數據采集技術》這門課程所研究的內容。

《數據采集技術》是電子信息工程、電子信息科學與技術的一門專業課程。綜合了《模擬電路》《數字電路》《微機原理》《單片機原理》《嵌入式系統原理》等多學科的知識，信息采集廣泛應用于各行各業，是實踐性和應用性很強的課程。課程學習的目的是：實實在在能夠采用相關的硬件（芯片）、軟件，設計并實現可用的信息采集系統，是知識但更重要的是能力的培養。

然而傳統教學的弊端是老師按照教學大綱，在一個學期按章節將整個看似系統的知識、技術講授結束后，學生一直是被動的接受知識，看似什么都學了，其實什么都不“會”。若以考試、做題的方式考核學生，還能合格。如果要求設計一個具體的采集系統，都不知道從何處下手。所以從應用的角度考核，無法令人滿意，屬于“有知識沒有能力”。

舉個例子：當你買了一個操作復雜的設備回來后，你把說明書全部看完后，去進行某項具體的操作時，你會發現根本不會。但當你需要進行某項具體操作時（目的），再去看說明書后，你很容易就學會了，這是主動學習的結果（有目的學習）。從效果上來看，前一種有點像傳統的教學，而后者屬于根據需求去學習，有點像我們從事實際項目開發的學習過程。

二、項目驅動課程教學法探討

針對傳統教學存在的問題，將項目驅動教學法應用于數據采集技術教學中。項目驅動教學就是師生為完成某一具體的工作任務而展開的教學行動。項目驅動教學是一種方法，更是一種方案。按照實際進行項目研發的過程、思路引導學生，將知識轉化為能力。具體做法如下：

（1）首先提出項目目標：設計一個單片機數據采集系統（項目所涉及的知識技術點要符合教學要求）。讓學生都知道我們的目標是要設計數據采集系統，整個教學過程是圍繞如何設計完成這個項目。

（2）做項目方案：帶領學生分析項目，根據項目的需求，做出項目的實施方案。這一過程學生沒有經歷，其實也是指導學生如何根據客戶需求進行方案設計。

（3）劃分子項目（模塊）：將該項目方案根據課程的知識點，劃分成若干個子項目（模塊）。如：模擬多路開關模塊、信號調理子模塊、模數轉換子模塊、處理器及周邊模塊、模數轉換模塊、數字信號采集模塊等，每個模塊包含了專業課程的一個或多個知識點。

（4）按子項目授課，每個授課單元不再按照教材的章節進行，而是以項目的模塊為單位，進行該模塊的理論、實踐一體化的單元式教學，每個單元教學都以應用該項技術完成該子項目（模塊）結束，并進行下一個模塊的教學。讓學生掌握該模塊實際的完整電路，而不是課本上斷章取義的局部電路圖。

（5）授課的方式：有的放矢，帶著問題聽課。提前要求學生進行該模塊的設計，設計時需要查閱、學習相關的知識，不管對錯，有問題下次上課講解。傳統授課時一般將某章節的所有內容按順序講授，太多，有點像前面說的先看說明書一樣，效果差，在這里，我們根據項目具體的要求進行講解。比如在模數轉換模塊環節里：

（a）首先，AD轉換的選型，AD轉換的芯片很多，為什么選擇該芯片，講出選擇的理由，這也是將來學生工作所面臨的問題，教會學生根據需要選擇芯片；

（b）其次，如果選擇了某個芯片（如AD574），則給學生教授該芯片的使用方法，軟件硬件接口，要以該芯片的廠商DATASHEET為依據；要告訴學生它的使用方法，不是你、我或者誰發明的，而是廠商研發設計的，我們使用者要嚴格遵守廠商的技術條件。讓學生知道以后自己如何學習芯片的使用；

（c）然后，糾正錯誤，給出該芯片正確的設計方法以及該模塊的完整的設計電路，讓學生有該芯片實際應用的完整電路，而不是課本上斷章取義的局部電路圖。

（6）強調系統思路：當所有模塊設計結束，我們就完成了一個完整的實際應用數據采集系統的設計，也很有成就感。避免了傳統教學中知識、技術上支離破碎、斷章取義的缺點。在整個過程中學生的注意力（目的）放在如何完成各個模塊的設計，以至于為了完成設計而四處查閱資料、平時學習知識的過程的枯燥都被“忽略”了，沒有平時學習課本知識的那種痛苦了，學生們不知不覺地經歷了實際的項目開發設計的過程，也學會了在項目開發過程的學習方法。

（7）觸類旁通：當把該項目完成后，項目所涵蓋的知識技術點已經融會貫通，然后再把課本上與之相關的知識學習一下，就容易多了，這樣會擴大我們的知識面。先集中精力學習一點、再一條線、然后是一個面。

三、項目驅動課程教學法的效果

（1）在教學內容上：不再用以前的以“知識點”為線索的方式，而是根據學生的接受能力需求，改用以“項目”為線索，以“子項目”為模塊，精心組織教學內容，使其符合學生的認知特點，也符合人類實際從事科學研究的學習方法。

（2）在教學方法上：強調學生的自主學習和探索，強調培養學生的自學能力。在教學過程中不斷地根據“項目”的需求來學習，變被動地接受知識為主動地尋求知識，改變學生傳統的學習觀，由“學會”到“會學”。

（3）在能力培養上：著重培養學生的主觀意識和合作意識，學生在完成“項目”的過程中，會積極地去思考、探索。每個人的思路、想法不盡相同，老師可引導他們進行討論和交流，并適當地給予點評和鼓勵，使他們相互取長補短，既調動學生的積極性，又培養了他們的合作意識。

四、結論

項目驅動教學法在數據采集技術教學中的應用，采用了較完整的過程和方法，在教學中，發現明顯提升學生主動參與意識，激發學生的學習興趣，各方面有所提高，繼而提高工程實現的能力，對教學效果很滿意。但方法不太適合理論性強的課程，而更適合培養工程實踐能力的課程，如：《DSP原理及應用》《微機原理》《單片機原理》《嵌入式原理及應用》。

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