單片機(jī)課程項(xiàng)目法教學(xué)探索

馮 軍 袁鋒偉 李必文

0 引言

單片機(jī)課程是工科類一門核心課程，在學(xué)生課程體系中占據(jù)重要地位。同時，常規(guī)的弱電控制都可以利用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)，因此它在學(xué)生實(shí)踐中應(yīng)用非常廣泛。單片機(jī)課程學(xué)習(xí)效果好壞直接影響學(xué)生的下一步學(xué)習(xí)及工科實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。但是，現(xiàn)在單片機(jī)教學(xué)方法老舊，不少還采用填鴨式教學(xué)方法，而單片機(jī)本身需要各方面知識的融合，比如：模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、C 語言，甚至包括匯編語言等，因此這種教學(xué)方法的效果比較差。課堂上，學(xué)生沒有學(xué)習(xí)興趣，積極性差，本課程的教學(xué)質(zhì)量無法得到保證。因此，將項(xiàng)目法引入到單片機(jī)課程教學(xué)中，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，體現(xiàn)單片機(jī)課程的工程應(yīng)用能力，具有一定的實(shí)際意義。

1 實(shí)施方法

單片機(jī)課程項(xiàng)目法教學(xué)的具體實(shí)施流程如圖1 所示。

1.1 項(xiàng)目的選擇

（1）項(xiàng)目要緊緊抓住單片機(jī)課程的教學(xué)內(nèi)容及關(guān)鍵知識點(diǎn)，項(xiàng)目由簡單到復(fù)雜，由單個知識點(diǎn)到多個知識點(diǎn)的綜合，而且要與學(xué)生本身專業(yè)的知識點(diǎn)融合相關(guān)；如果是通信專業(yè)工程的學(xué)生，可考慮加入無線通信方面的控制，如果是測控技術(shù)專業(yè)的學(xué)生，可融合傳感器的使用。

（2）項(xiàng)目的必須來源于生活、企業(yè)，緊隨時代腳步，可考慮解決現(xiàn)代城市中的交通、智能家居、消防等等，并融合現(xiàn)代最新技術(shù)（如：物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、5G、機(jī)器人、北斗等等）。此類項(xiàng)目不僅可提高學(xué)生的興趣，也可拓寬視野，并為其就業(yè)打下一定基礎(chǔ)。

圖1 單片機(jī)課程項(xiàng)目法的實(shí)施流程

1.2 課堂教學(xué)

課堂教學(xué)是本改革的重要環(huán)節(jié)，主要分為2 步，首先進(jìn)行：

（1）課堂授課。教師將對單片機(jī)的相關(guān)知識進(jìn)行詳細(xì)講解，包括重點(diǎn)、難點(diǎn)以及應(yīng)用，并對項(xiàng)目的背景知識及拓展知識進(jìn)行分析。

（2）項(xiàng)目討論及設(shè)計(jì)。讓學(xué)生進(jìn)行分組，一般3- 4 人分為一組，根據(jù)個人的特點(diǎn)及特長，分別負(fù)責(zé)硬件、軟件、調(diào)試及總結(jié)。在課堂上，針對項(xiàng)目所要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，在教師的引導(dǎo)下，讓學(xué)生積極思考，進(jìn)行自由討論、設(shè)計(jì)，最終實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目整體系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)，搭建基本的框架。

1.3 課后實(shí)踐

課后實(shí)踐是本改革的關(guān)鍵部分，要保證學(xué)生課后實(shí)踐與課堂教學(xué)時間比大于3：1，要求各小組課后進(jìn)行獨(dú)立的學(xué)習(xí)及實(shí)踐，主要有以下具體的要求：

（1）根據(jù)組員的基本情況進(jìn)行分工，以單片機(jī)為核心，進(jìn)行外圍的硬件及功能的開發(fā)，開展具有特色的項(xiàng)目研發(fā)，保證各小組既有相同處又有不同點(diǎn)。

（2）鼓勵各小組進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐，積極采用新技術(shù)、新知識、新思路，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)“做中學(xué)”。

（3）開放部分實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生可以利用相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備及基本的元器件；任課教師進(jìn)行具體的實(shí)踐指導(dǎo)，保證每周至少一次；組織學(xué)生進(jìn)行小組內(nèi)部及小組間的討論及學(xué)習(xí)，取長補(bǔ)短，促進(jìn)項(xiàng)目的開展。

1.4 項(xiàng)目總結(jié)及評定

（1）項(xiàng)目總結(jié)將采用“公開的學(xué)生答辯+ 教師點(diǎn)評”的形式進(jìn)行，經(jīng)過相關(guān)過程，最終形成課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告。學(xué)生提前準(zhǔn)備好PPT 及單片機(jī)實(shí)物系統(tǒng)，答辯時，對系統(tǒng)進(jìn)行講解分析，包括技術(shù)參數(shù)的介紹以及創(chuàng)新點(diǎn)，然后進(jìn)行實(shí)物的演示，進(jìn)行性能評價；教師將對該項(xiàng)目進(jìn)行點(diǎn)評、分析，并提出改進(jìn)的建議，特別要對存在困難指明處理方法；最后，各小組之間進(jìn)行相互討論及交流，加強(qiáng)相互學(xué)習(xí)共同進(jìn)步。

（2）項(xiàng)目評定將進(jìn)行各小組間的評定及小組內(nèi)部的評定，綜合后給出相應(yīng)的評定結(jié)果，其中各小組間的評定占70%。小組間的評定，主要為教師對單片機(jī)實(shí)物系統(tǒng)的創(chuàng)新性、完成度、茁壯度等情況的綜合打分；小組內(nèi)部的評定，主要是對個別優(yōu)秀同學(xué)的肯定。最終評定= 各小組間的評定占70%+ 小組內(nèi)部的評定占20%+ 出勤率10%。后續(xù)將根據(jù)最終評定結(jié)果，在學(xué)院的安排下，推薦優(yōu)秀學(xué)生參與學(xué)校的創(chuàng)新競賽及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

2 改革初步取得的成果

為盡量客觀評價改革的效果，選定了固定教師，對同一專業(yè)的兩屆的單片機(jī)課程，分別進(jìn)行了傳統(tǒng)方法和項(xiàng)目法教學(xué)，并對最終的單片機(jī)課程期末考試成績進(jìn)行對比，具體情況如表1 所示。其中1 班采用傳統(tǒng)方法，2 班采用項(xiàng)目法。

表1 不同教學(xué)方法的成績百分比

由表1 可知，采用項(xiàng)目教學(xué)法后，優(yōu)秀生的比例（80 分以上）得到了較大的提高，由此可知，單片機(jī)課程項(xiàng)目法教學(xué)具有一定的成效。

同時，根據(jù)學(xué)生的反映，通過項(xiàng)目教學(xué)法改革，其工程實(shí)踐能力得到了一定的提高，在各類學(xué)科競賽及創(chuàng)新設(shè)計(jì)中，都有所體現(xiàn)。

3 總結(jié)

通過單片機(jī)項(xiàng)目法教學(xué)，學(xué)生的學(xué)習(xí)由“理論方面的單一維度”變到“理論+ 實(shí)踐+ 創(chuàng)新的多維度”，使得學(xué)生的單片機(jī)成績得到了提高，其工程實(shí)踐能力得到了提高，在畢業(yè)時得到了相關(guān)用人單位的肯定。因此，本教學(xué)改革具有一定借鑒意義。