浅谈项目教学法及其在单片机教学中的运用

夏建平

随着社会的进步和科技的发展,依靠传统的教学方法已不能满足现代职业教育对职业能力培养的要求。因此,近二十年来,许多国家根据各自的情况和不同的要求,创造并系统开发了一些适应社会、技术和生产发展要求的新的职业教育教学法或教学模式,特别是德国以培养关键能力为核心的行为引导型教学模式,使职业教育引入一种新的概念。新的教学模式,将对职业教育的发展产生极为深刻而广泛的影响。

一、项目法在单片机课程教学中的意义

项目教学法是行为引导型教学方法中的一种,是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。学生通过项目的完成,不但可以学习知识,提高工作中与其他同学协调、合作的能力,还可以充分发掘他们的创造潜能,并促使其在动手能力和推销自己等方面不断提高。项目教学法在整个教学过程中既发挥了教师的主导作用又体现了学生的主体作用,充分地展示现代技工教育“以能力为本”的价值取向,使课堂教学的质量和效益得到更大幅度的提高。本文就《单片机原理》课程中项目法的运用进行分析。

随着单片机系统在现代工业测控领域的广泛应用,该课程在工科类专业的开设日趋普遍。从教学的角度讲,它是一门难度较大的课程。分析其原因,一方面由于单片机课程以电子技术等相关专业知识为基础,内容既涉及硬件知识,又涉及软件编程,学生基础知识不是非常扎实的话,学习中会有一定的困难;另一方面,目前单片机课程的教学安排,往往是按讲解单片机硬件结构、讲解指令、软件编程、单片机系统的扩展、各种外围器件的应用、实例分析的顺序进行教学,这种模式往往使学生在学完了空对空的硬件知识和抽象难懂的寻址方式后,还未及理解,又一头扎入111条指令的学习,等到此两部分内容学完,许多学生已产生畏难情绪,而软件编程又是以硬件和指令作为基础和支撑,前面知识掌握得一知半解,势必使编程的学习和掌握变得难上加难,至此能够达到入门级水准的学生可谓风毛麟角,甚至到全部内容学完时,对一个完整的单片机开发过程还缺乏了解,从而造成了学生难学、教师难教的局面。针对这些情况,在教学过程中,笔者根据技工学校学生的特点,尝试采用了项目教学法。

二、项目教学法在单片机教学中的运用

采用项目教学法教学,“项目”直接影响教学效果,因此,“项目”设计、编排非常关键。首先,“项目”设计要有明确的目标,要求教师在学习总体目标的框架上,把总目标细分成一个个的小目标,并把每一个学习模块的内容细化为一个个容易掌握的“项目”,通过这些小的“项目”来体现总的学习目标。其次,“项目”设计要符合学生特点,不同学生接受知识的能力往往会有很大的差异。教师进行“项目”设计时,要从学生实际出发,充分考虑学生现有的知识水平、认知能力、年龄、兴趣等特点,做到因材施教。再次,“项目”设计要注意分散重点、难点。掌握知识和技能是一个逐步积累的过程,在进行“项目”设计时要考虑“项目”的大小、知识点的含量、前后的联系等多方面的因素。最后,以“布置项目”的方式引入有关概念,展开教学内容。在传统的教法中,引入有关概念时,往往是按“提出概念→解释概念→举例说明”的顺序。在项目法教学中引入新概念、新知识时,应以学生的认知规律为依据,以“布置项目→介绍完成项目的方法→归纳结论”的顺序引入有关概念,展开教学内容。现结合实际案例进行分析。

在单片机教学过程中,打破原有知识单元间的界限,即不分一般教材中硬件结构、指令、编程的先后顺序,将各部分教学内容分解成一个个知识点,遵循学生的认知规律,按照由易到难、由浅入深的原则,将不同知识点,加以组合,完成某一控制功能。使得学生在学习过程中逐个地完成一个个功能电路,从中不断地获得成功感。同时随着每个控制电路功能的实现,知识点的学习也在循序渐进中完成。

以“P1口作为输出口应用”这一项目为例,该课题最终须通过用P1口完成控制8个发光二极管循环点亮,其教学目的是理解P1口作为输出口的基本工作原理和相关的应用知识。实际教学中将整个教学内容分成四个子项目,二十六个知识点。

1.子项目一:点亮一只发光二极管

知识点:(1)完成硬件电路的连接;(2)引入操作码、操作数概念;(3)掌握指令:MOV、END;(4)了解编程器和基本的单片机开发过程。

2.子项目二:点亮八只发光二极管中相隔的四只

知识点:(1)复习巩固子项目一中所学的指令;(2)熟悉和掌握编程器的和基本的单片机开发过程。

3.子项目三:实现一个发光二极管的闪烁控制

知识点:(1)引入标号、时序、机器周期、指令周期及程序中出现的相关寻址方式等概念和知识;(2)掌握指令LCALL、AJUMP、DJNZ、RET;(3)重点理解和掌握延时子程序的编程思路及延时1s的算法。

4.子项目四:实现用P1口控制循环点亮8个发光二极管

知识点:(1)引入堆栈等概念;(2)掌握指令RL、NOP;(3)理解并掌握移动及循环的实现方法。

在四个子项目的教学实施过程中,学生学习的层次是逐步加深的,可以通过思考题的设置,进一步拓宽学生的思维空间,而且通过上机调试运行、验证,直观的观测结果和感性认识将帮助学生掌握知识。随着教学项目的逐个进行,学生所掌握的知识在逐渐增加,知识结构在逐步完善,能力也随之提高,由此可展开单片机课程设计,课程设计从某种意义上讲,是对前面学习成果的检验,也是一种促进学生单片机综合应用能力提高的有效手段,特别是在这种以完成某一实用性较强的课题任务为目标的教学活动中,学生在单片机方面的实际应用能力将会有质的提高。

三、项目教学法实施的方法及要点

项目法教学具有以项目为主线、教师为主导、学生为主体的基本特征。学生作为学习的主体,通过独立完成项目把理论与实践有机地结合起来,不仅提高了理论水平和实操技能,而且在教师有目的地引导下,培养了合作、解决问题等综合能力。同时通过学习过程使学生形成良好的学习习惯,引起浓厚的学习兴趣,增强学习毅力,使学生由厌学、弃学到愿学、会学,切实提高学生的学习品质,全面落实“以生为本”的教育理念,真正达到教书育人的目的。教师也必须进行角色转换,从讲授灌输转变为组织引导;从讲台上讲解转变为走到学生中间与学生交流讨论,合作学习。项目法教学要求教师必须明确自己所担当的角色,认识到学生的知识不是靠教师的灌输被动接受的,而是在教师的指导下,由学生主动建构起来的。在整个教学过程中,教师不是可有可无、无事可做,而是比传统教学中的作用更加重要、更加不可缺少。在教学模式中,教师要充分地了解学生。

1.充分理解教师对所涉及的重点知识的讲解

项目教学法的是让学生在独立完成项目的过程中发现知识、解决问题、提高技能,易错易混淆的知识应该是学生自己在实践中发现的,实践经验也应该是学生自己摸索总结出来的。因此,实施项目教学法中,教师只对重点教学内容进行讲解,一般的是通过简单的例子用实操的方法进行 ,学生只有充分理解和接受了,才能为独立完成项目打下良好的基础。

2.记清项目实施的具体步骤

项目实施的步骤,教师要解释清楚,相关资料要及时给出。学生要知道即将完成的项目是什么,还应该清楚先做什么、后做什么。这样,学生既可避免面对项目时束手无策,又能避免在完成项目时走不必要的弯路。

3.注意项目完成的方式

项目是由学生独立完成,还是分组合作来完成,要根据项目的具体特点来确立,一般来说,对于单纯针对某一新知识的项目,学生独立完成较合适;而对于涉及知识面较广、难度较大的项目,则要分组合作完成。项目的确立应考虑学生的培养方向,以便灵活多变地确立活动团体,更全面地提高学生能力。

4.适当要求教师进行指导

学生在完成项目的过程中遇到困难,应及时向教师请求指导。针对不同层次的学生,教师指导的深度要有所不同。项目教学法的根本宗旨是让学生自己发现知识、提高技能,因此,教师一定要把握好指导的尺度。非正面非全面的提示性指导不但使学生记忆深刻,还能锻炼学生的发散思维,培养其创新能力。

5.对项目的总结必不可少

项目完成过程是学生自己探索钻研的过程,为了能学众人之长,项目完成后的总结也相当重要。它应包括思路总结和技巧总结:思路总结可以帮助学生明晰项目完成的最佳思考方法,找到自己理论上的不足;技巧总结可以让学生熟练掌握操作流程。教师应该极力推荐“一题多解”,每一种方法不管难易都应该展示给学生,再由教师与学生共同评价各种方法的优缺点及适用范围。这样,学生可以学到更多的操作技巧,全面吸收整个项目活动的精髓。

项目教学法并不是日常教学的全部,它只是教学环节中一个非常重要的部分,却不可能代替全部的环节。项目教学法的应用可以帮助教师实施整体教学,推动教研教改及课程设置改革,从而不断提高教学质量。

(作者单位:江苏省苏州技师学院)