高职单片机项目化教学研究与实践

嵇 萍刘泗岩

1.江苏海事职业技术学院 江苏南京 210017 2.南京航空航天大学 江苏南京 210016

高职单片机项目化教学研究与实践

嵇 萍1刘泗岩2

1.江苏海事职业技术学院 江苏南京 210017 2.南京航空航天大学 江苏南京 210016

传统的单片机课程教学片面强调知识体系的完整性而忽视理论与实践的有机融合，不符合高职学生的认知特点。介绍了项目化教学法在高职院校单片机课程教学中的应用实践，具体阐述了项目任务设计与成绩评价方法，并以报警器项目为例说明了项目教学的实施方法。结果表明通过项目化教学，不仅提高了学生的学习兴趣与学习效果，也增强了学生的职业素养。

单片机；项目教学；实践

Abstract: The traditional teaching method of MCU course puts undue emphasis on the integrity of knowledge hierarchy, while it ignores the integration of theory and practice and doesn’t conform to the learning characteristic of students in high vocational-technical college. This paper introduces the practice of project teaching method applied on MCU course in high vocational-technical college. It specif c states the designed project and task and the method of performance appraisal, and shows the manner of execution of project teaching method based on the example of alarm project. The teaching result indicates the project method can not only improve the learning interest and effects of students, but also enhances the professional quality of students.

Key words: MCU; project teaching, practice

单片机课程是高职电类专业的核心课程,具有很强的综合性与实践性。传统的单片机教学采用的是先理论教学后实践教学的方式。理论教学一般以单片机结构为主线,过于注重知识体系的演绎和推理,却忽视了高职学生抽象思维能力较弱、形象思维能力较强的特点。在教师花费了大量课时讲授单片机结构原理、指令系统等抽象理论知识后,学生往往难以消化吸收这些知识,越来越丧失学习信心及兴趣。而实践教学通常是安排在指令系统学习之后,此时学生对理论知识已经遗忘很多,实践教学安排的又是验证性实验,学生通常只是机械地按照实验指导书的步骤做一遍验证实验,对实验项目的软硬件原理并不能深入掌握,更不用谈尝试创新设计了。

鉴于传统单片机教学方式的弊端,我校电气工程系开始尝试打破传统的单片机授课体系,将项目教学法引入单片机课程教学,极大地激发了学生的学习积极性和主动性,提升了教学质量。

1 单片机项目教学法概述

单片机项目化教学,就是要以实际项目为载体,将所要讲授的各项理论知识和实践技能按照由浅入深、学以致用的原则分解到一个个具有明确应用目标的任务中去,让学生在规定时间内完成这些任务,在完成任务的同时也就完成了对知识点的学习。

单片机项目化教学打破了传统教学中教师讲授知识,学生被动接受的局面,它在项目任务推进过程中,促使学生主动发现问题,思考问题,进而主动产生对知识的渴求,吸纳知识,解决问题。在项目化教学过程中,我们不仅能培养学生掌握单片机知识和技能,还能培养学生查阅资料、分析问题、综合运用知识解决问题以及团队协作、与人沟通的能力,切实提高高职学生的综合素质和就业竞争力。

2 单片机项目教学实践

2.1 教学项目设计

在单片机项目化教学中,教学项目是单片机理论知识和实践技能的载体,教学项目的合适与否将直接影响到课程的教学效果。一方面,教学项目应贴近生活生产实际,具有一定的实用性,这样才能激发学生的学习兴趣；另一方面,教学项目要能涵盖单片机教学大纲中要求掌握的所有知识点和技能,且项目不能过于“庞大”,如果在一个项目中包含太多新的知识点和技能,会使学生产生畏难情绪。我们在充分考虑学生的接受能力后,在教学项目设计时安排了基础项目和综合项目两部分,通过基础项目的训练使学生循序渐进地掌握基本知识点,尽早地从项目任务中获得成功激励,然后再通过综合项目的训练融会贯通知识点,培养学生的大项目协作能力。

基于以上考虑,我们设计了8个基础项目和两个综合项目,具体的项目任务设计见表1。

表1 项目任务设计表

2.2 项目化教学案例

下面以报警器设计项目为例来阐述如何实施项目化教学,以期到抛砖引玉的作用。

2.2.1 项目引入

报警器是一种为防止或预防某事件发生所造成的后果,以声、光等形式来提醒我们的电子产品,它在安全防范、交通运输、应急救灾等领域发挥着重要的作用。本项目利用单片机设计一个报警器,当按下按钮时,蜂鸣器发出报警声。

2.2.2 项目分解

任务1：设计方波发生器

任务描述：系统上电后,在P1.1引脚输出周期为100ms,占空比为50%的方波,通过示波器观察波形。

任务分析：每隔50ms将P1.1引脚电平取反一次就可以实现任务要求。那么如何实现50ms精确定时呢？

相关知识：定时/计数器原理及应用

任务实施：①硬件设计；②软件设计

任务2：设计报警器

任务描述：按下SB1按钮,蜂鸣器发出“119”报警声。

任务分析：蜂鸣器为什么能发出声音？如何使蜂鸣器发出“119”报警声？

相关知识：①蜂鸣器工作原理；②音调与方波频率的关系

任务实施：①硬件设计；②软件设计

2.2.3 项目拓展 设计电子钟

2.3 学习成绩评价

传统的单片机课程成绩包括平时成绩和期末考试成绩。平时成绩一般是依据出勤记录和平时作业情况评定,由于有的同学会出现“人到心不到”课堂、作业抄袭的现象,所以这种评价方式并不能真正反映一个学生的平时学习情况。而期末考试由于考核方式的限制,更侧重于考查单片机的基本结构原理和指令分析等理论知识,即使有少量的编程设计题目也只能考查学生的初步设计能力,并不能反映学生的实际单片机调试及综合应用能力。

项目化教学的特点是从“以教师为中心”转变为“以学生为中心”,课堂上以学生活动为主,教师活动为辅。因此,对学生的考核可以贯穿整个教学过程,在每个教学项目的实施过程中,对学生的查找资料、方案设计、硬件设计、软件设计及系统调试能力等进行全方位考核,最终汇总成学生的项目考核成绩,这样不但能有效调动学生的学习积极性,也能客观反映学生的真实单片机应用水平。

3 结束语

单片机项目化教学法与传统教学方式相比,不仅大大提升了单片机课程的课堂教学效果,激发了学生学习单片机的兴趣,为学生后续自主学习单片机知识打下了良好的基础,更重要的是培养了学生思考问题、相互协作、综合运用知识解决问题的能力,缩短了在校生与合格职业人之间的距离,有效地提高了高职学生的就业竞争力。

[1] 胡敬朋,王聪.单片机项目教学研究及实践[J].电气电子教学学报,2009,10

[2] 刘高锁.项目教学法在单片机应用技术课程中的教学实践[J].中国职业技术教育,2007,9

Research and practice of project teaching method applied on MCU course in high vocationaltechnical college

Ji Ping1, Liu Siyan2
1.Jiangsu maritime institute, Nanjing, 210017, China 2.Nanjing university of aeronautics and astronautics, Nanjing, 210016, China

2010-11-02 稿件编号：1011010

嵇萍，硕士，讲师。

江苏海事职业技术学院校级教改课题“单片机课程项目化教学研究与实践”。