項目教學法在“單片機原理與應用技術”課程的深化改革

韋翠華 朱克佳 董佳琦

(1.廣東創新科技職業學院，廣東東莞 523960；2.廣州白云山醫藥集團股份有限公司白云山制藥總廠，廣東廣州 510000)

隨著智能化時代的爆炸，單片機原理與應用技術這門課在機電專業中越來越重要，高職類院校的學生掌握單片機技術更是勢在必得的發展趨勢。單片機原理與應用技術是一門理論和實踐相結合的課程，而且單片機原理與應用技術的學習對學生的要求很高，不僅要熟悉電子學，還要精通編程語言。針對工科課程的特點，項目教學法這幾年已慢慢地引入高職高專類工科院校的課堂中，并解決了傳統教學法遇到的瓶頸，讓學生通過項目教學法不再僅僅局限于課本，而是接近行業的發展，同時對理論知識的接受也更容易，改變了以往學生學習知識的思維方式。

1 項目教學法的應用

項目教學法以某個項目的教學任務和教學目標作為起點，讓學生在課堂上以完成某個項目作為驅動過程，引導學生學習具備完成這個項目的知識，尋找和學習要完成這個項目要掌握的技能，教師在這個過程中更多的是引導和分析，幫助學生理清思路，引導學生學習技能，讓學生自己綜合所學知識和技能獨立完成這個項目，所以學生不僅是學習了理論知識，更是學會了如何完成和開發一個項目，真正地做到以學生為核心的項目教育法。

1.1 項目內容和模式的選擇

目前高職高專類單片機原理與應用技術的教材編寫多是以項目形式編寫，普遍以二極管，數碼管，矩陣按鍵，電動機，顯示屏，串口輸入輸出，串行通信，溫度傳感器，模數轉換等模塊作為51單片機的入門課程。通過本課程的學習，學生能夠掌握以MCS-51系列為主的單片機的基本結構、指令系統、存儲系統及輸入輸出接口電路、中斷系統、系統擴展等方面知識。

在項目教學法下，根據單片機原理與應用技術的學習目標，這門課程分成了九個項目模塊，每個模塊分給適當的學時。每個項目模塊，我們根據現在行業的發展情況和人才技能的要求，選擇仿真法和實驗法相結合來進行課堂教學。站在智能化的時代隊列里，對高職高專的學生的要求，除了掌握扎實的技能實踐能力，還需要擁有項目開發的能力，所以仿真法的重要性不明而喻。而且對某些項目，真實的設備無法支撐的時候，仿真法能驗證這個項目的電路原理圖和編程代碼是否可行，便于激勵學生的學習和研發能力。

1.2 學生的合作模式和情況

以前傳統的上課方式都是個體的，在項目教學法下的課堂是以三人為一小組的形式來完成每一個項目的，這種學習方法對于以理論和實踐結合的課程有利而無一害。俗語說“三人行必有我師”，每個小組里總有人理論知識理解能力強，也有人實踐操作能力強，取各自強勢就是團隊的力量，不但能起到互相學習，互相激勵的效果，還能養成良好的職業素養。

單片機原理與應用這門課的學習要求較高，不但要求會用仿真軟件畫原理圖，用C語言編寫程序，還要求會用51單片機實驗開發板實現項目的效果。這種較高難度必須是小組的合作模式，而且還會因此將學習的積極性衍伸到課外，所以這種合作模式越來越能調動學生的學習積極性，達到良好的效果。

圖1 51單片機實驗開發板

圖2 單片機小型產品電子秤

2 項目教學法的深化改革

現在的項目教學法相對以前傳統的教學方法取得較好的教學效果，學生基本都能夠掌握以MCS-51系列為主的單片機的基本結構、指令系統、存儲系統及輸入輸出接口電路、中斷系統、系統擴展等方面知識和實踐操作的能力，但是學生要擁有能夠真正實現設計小型產品這樣的研發能力還是有一定的距離，所以需要在教學改革方面不斷的思考。

既然項目教學法在單片機原理與應用這門課上取得不錯的教學效果，那在項目教學法上繼續深化改革就是一種可取的方法。

現行的項目教學法中，已經很注重學生的實踐能力，但是實驗法是在51單片機實驗開發板上實現的。51單片機實驗開發板的都是以模塊化的形式封裝好的，如圖1所示。采用這種實驗器材做實驗方便學生快速入門，掌握單片機的基礎操作技能，但是卻無法鍛煉學生自己設計小型產品并做成實物的能力。針對這個弱點對此進行深化改革，以制作小型產品來代替開發板做實驗，更能全面培養開發學生精通單片機這門課的綜合能力。可以從以下三方面來體現改革后的項目教學法的優越性。

2.1 增加項目的綜合型

根據這門課的學習目標和學習內容，選用幾個囊括必需知識的小產品作為課堂項目來教學。為了讓學生熟悉獨立設計一個小型產品的流程，我們的項目教學法按照產品從設計到制作來完成，首先根據產品要具有的功能來決定選擇元器件，讓學生課前查閱產品相關的資料；接著在課堂上指引學生繪制產品的電路原理圖，編寫產品原理圖相應的程序代碼，然后進行仿真，調試到無錯誤為止，購買需要的元器件制作產品，最后寫產品文案。這樣一個流程下來，學生不但是主動地去學習項目相關的理論知識，還能從實物制作中認識和熟悉電路原理圖與焊接電路板的差異，突破動手制作中遇到的困難。在學習完成一個產品后，取得巨大的信心和學習下一個項目的動力，同時還能養成學生的互相合作，互相學習的團隊精神。例如圖2中的小型產品。

2.2 增強學生學習和動手的能力

現行的項目教學法已體現重視學生的動手和學習能力，但是因為仿真法和實驗法的局限，學生無法全方位地對電子元器件做到有更深層次，更全面的認識，往往電路原理圖上的引腳排布和實物的引腳排布是有差別的，所以要幫學生去除心里上的障礙，就讓他們以三人為一小組的形式主動獨立制作產品，在遇到問題時迫切尋找解決問題的方法和相應的理論。這樣深化改革后的項目教學法真正地從學生的內核需要出發，驅動和增強他們的學習和動手能力。

2.3 加強老師在項目教育法中的作用

深化改革后的項目教學法的綜合性是很強的，學生在制作的過程中容易迷失方向和遇到各種難題，這時候老師的作用就顯而易見了。高職高專的學生自主思考和研究的能力一般，所以每個項目的開始，老師都要以布置任務的形式來指引學生，讓他們慢慢找到思路，找到方向，從而進入狀態。但在深化改革的項目教學法中，學生始終占主體地位，以學生為核心，老師給予適當的幫助和引導。老師不僅僅是理論知識的輸入者，更是實踐制作產品的指路燈。

3 結語

深化改革后的項目教學法符合新一代人工智能和智能制造的發展趨勢，學好單片機原理與應用技術這門課是實現智能制造的基礎。所以高職高專院校要根據學生的內核需求出發，根據課程的特點，把項目教學法不斷深化研究，以滿足和適用學生能更好更快地掌握技能。