項目教學法在單片機實訓教學中的重要作用研究

    齊曉旭

    摘要：文章以MCS-51單片機的實訓課程為例，通過分析單片機實訓的教學內容，單片機教學項目選取的具體方案，項目教學的注意事項及考核方法，項目教學的成果，說明它在該課程中的重要作用。

    關鍵詞：教學做一體化；項目教學法；單片機實訓

    項目教學法是順應目前職業技術教育發展而產生的一種新型教學模式，項目教學法，把理論教學與實際操作融為一體，讓學生通過聽、看、練等方法全面調動大腦的學習動機，使理論知識的學習與實際操作的訓練緊密結合教學時間和教學設備的利用率大大提高，教學內容更具有針對性，易于學生更快、更牢固地掌握所學知識。項目教學法最顯著的特點是“以項目為導向、以任務驅動；以教師為引導、以學生為主體”，提高學生學習的參與性、通過共同協作性完成項目目標。此外實際項目的設計能激發學生的學習情緒和興趣，使學生不覺得單調乏味，因而達到理想的教學效果。項目教學法符合教學做一體化的教育理念，強調教與學都必須以“做”為中心，“一面做，一面學，一面教”。以任務為驅動，以項目為導向，就是整個教學以項目為線索，圍繞工作任務的解決而展開，把各模塊抽象的理論知識巧妙地隱含在每個項目之中，突出知識的應用性，引導學生在學中做，在做中學。同時在解決項目任務中提高知識的運用能力、創新能力、團隊精神、綜合職業素質。

    1單片機教學中項目教學法的具體方案

    項目教學的指導思想是將一個個相對獨立的任務項目交予學生獨立完成，從信息的收集、方案的設計與實施，到完成后的評價，都由學生具體負責，通過項目的實施，要使學生了解和把握完成項目的每一環節的基本要求與整個過程的重點難點，而教師在教學過程中起咨詢、指導與解答疑難的作用?；诒局笇枷?，聯系單片機課程中要求學生掌握的基本內容，特意選取幾個日常生活中常用的小項目，將教材中的內容重新整合，把教學內容和教學目標巧妙得隱含在一個個的小項目中，循序漸進，便于學生由淺入深得消化所學知識。教師的“教”和學生的“學”都圍繞著一個個小項目的“做”來完成，最終將單片機的教學內容融合到一起，進而完成綜合項目的設計與實現。每個項目用于學習一定的教學內容，具有一定的應用價值，而且都能將某一教學課題的理論知識和實際技能結合起來.與職業崗位有直接的關系。

    結合教學內容，與時間安排，將此項目又分為如下幾個子項目。

    1.1警示燈設計

    單片機在日常生活中隨處可見，閃爍的報警燈，實際上就是最簡單的單片機控制電路。題目：用一個LED指示燈閃爍表示故障的出現。實現本項目，需要學生掌握的知識有，單片機的指令系統，程序設計方法，單片機最小工作電路，I/O口的控制。

    1.2霓虹燈設計

    日常生活中，單片機在廣告牌及各建筑物上的裝飾霓虹燈中的應用也很普遍。要求學生以8個LED燈和一個按鍵為例，設計霓虹燈的兩種閃爍方案，第一種，8個LED燈同時閃爍，每隔一秒亮滅交替變化一次；按鍵一次后，閃爍方式進入第二種，八個小燈從左到右依次亮起，間隔仍然為一秒；再次按下此鍵，霓虹燈恢復到第一種閃爍方式。通過本項目，鞏固指令系統，程序設計方法，及對I/O口的控制。此外按鍵部分加入了外部中斷，幫助學生了解外部中斷的工作方式，要求的1秒鐘定時，是單片機的定時器資源的應用，本項目可使學生能夠熟練應用單片機的中斷資源。

    1.3四路搶答器的設計

    題目：用5個按鍵，兩個LED數碼管設計四路搶答器。1-4號鍵按下，根據按鍵內容顯示對應數字，5號鍵按下，復位，可重新搶答。LED是將I/O口所驅動的小燈，擺成數字的造型，顯示幾個數字，涉及多個I/O口，自然而然引入I/O口擴展，及專用芯片8255。要求學生掌握8255芯片與單片機的連接方法及工作原理。

    1.4數字鐘的設計。

    要求學生用0-9，10個數字鍵，及8個數碼管顯示時間，格式如下12：52：23。由于按鍵較多，本項目將前幾個項目中的獨立按鍵，擴展為行列式鍵盤，引入鍵盤及顯示專用芯片8279。要求學生體會8279在鍵盤及顯示控制中的優勢。

    1.5溫度檢測儀的設計

    甲機用0-5V直流電壓模擬溫度變化，將模擬信號轉換為數字信號，并傳送至乙機，在乙機的LED數碼管上顯示。本項目可模擬工業現場的溫度采集，在按鍵及顯示的基礎上加入A/D轉換的知識，要求學生熟練掌握ADC0809與單片機的連接方法，及工作原理，此外還加入了串行中斷的知識，使學生對單片機的中斷資源有了全面的掌握。

    截止第5個項目，學生對單片機的內部資源，（包括I/O口，中斷資源的應用），單片機的接口技術，（包括I/O口擴展，鍵盤及顯示擴展，A/D轉換器擴展）都有了深入理解，能夠熟練應用相關知識。

    2項目教學法的教學過程及考核方法

    教學做一體化中項目教學法的目的在于培養學生的自學能力和獨立思考問題，解決問題的能力，要求學生起主導作用，教師在教學中起組織、引導、促進、控制、咨詢的作用。針對該教學目的，項目教學過程如下。

    教師講授項目所需基礎知識，將學生分為多個小組，提出項目要求和考核方法。

    學生根據要求查詢相關資料，經小組討論后，設計程序流程圖，項目硬件電路圖，編寫調試程序，上機驗證。

    教師點評學生項目設計情況，挑選優秀項目設計組的組員，講解設計方案，并提出改進意見。

    項目教學的考核結果，分為三部分。（1）平時成績，包括學習態度及組織紀律性，項目的設計思路，編寫及調試能力，硬件電路的理解及調試能力，權重60%。（2）答辯成績，描述項目所涉及單片機程序設計及擴展電路，教師答辯提問。權重20%。（3）實習日志及項目驗收表，要求書寫整潔，流程圖及單片機接口電路圖正確簡潔，權重20%。

    通過對學生完成項目的考核，可以培養和引導學生正確的學習動機，能夠有效地提升項目過程的質量，促進學生綜合能力的提高。

    3項目教學法的效果

    項目教學法在我校實行時間尚短，僅對電氣1005、06及熱自1001、02實行，為驗證項目教學法的教學結果，對以上126名學生，進行問卷調查，調查顯示84%的學生認為在最短的時間內掌握了很多的知識，加強了理論和實踐的聯系；79%的學生認為在項目設計的過程中提高了團隊合作精神和實踐動手能力；63%的學生認為項目教學法有利于提高創新能力，拓展創新思想。

    此外教師在教學的過程中也對學生對該課程的理解程度，應用水平有了深刻的認識，體會到項目驅動法在單片機實訓教學中的重要作用。

    總體來說，項目教學由原來的知識目標，習題訓練，教師主體，轉變為現在的能力目標，任務訓練，學生主體從而真正實現教學做一體化，使單片機技術的學習過程變成了一個不斷開發、不斷學習鞏固、不斷成功前進的過程。項目驅動法在4周的單片機實訓教學中取得了顯著效果，學生能夠熟練應用MCS-51單片機，更重要的是，通過單片機技術的學習，掌握了一門自動化控制技術，能夠觸類旁通，舉一反三，為學習對其他型號單片機，如ATMEL公司的51系列單片機，AT89S51，AT89S53，WINBOND公司的其他51系列單片機，W77E58，甚至其他的自動化控制技術如：PLC，DSP，打下良好的基礎。