基于项目的学习模式在单片机课程教学中的应用研究

邓明华 葛蓁

摘 要 在单片机课程中采用了基于项目的学习模式，设计了基于项目的学习模式在单片机课程教学中的学习流程：确定学习目标→讲授理论知识→设计项目→准备教学场地→实施项目→提交项目成果→评价项目成果，并对每个流程的设计展开了分析，最后以访谈的形式对基于项目的学习模式的结果进行了调查分析。

关键词 项目学习模式 单片机课程 学习流程设计

中图分类号：G424 文献标识码：A

Application Research of MCU Course on Project-based Learning

DENG Minghua， GE Zhen

（Engineering College， Wuhan Yangtze Business University， Wuhan， Hubei 430065）

Abstract This paper proposed a new learning process： set learning goals→teaching theoretical knowledge→design project→prepare teaching site→The implementation of the project→evaluation results of the project， The design of each process are analyzed， and finally analysis the result of the application research of MCU course on Project-based Learning

Key words project learning mode； learning process design of MCU Course

0 引言

单片机技术及其应用课程是武汉长江工商学院电子类专业的一门必修课程，该课程以模拟电子技术、数字电路、C语言程序设计等课程为基础，这些知识在单片机课程中延伸、综合、重组和提升，要使得学生学会运用这些知识。通过近几年的改革，考虑本校学生人才培养定位于“应用型”人才的培养，已经将难懂且不太实用的微机原理课程的部分内容删除，实用的内容融合到单片机技术及其应用课程中讲解。该课程本身所蕴含的教学理念和实际操作，与基于项目的学习模式很接近。

1 课程学习流程的设计

在单片机课程的学习中，学生的学习方式发生了改变，不再是被动地接收知识，而是积极主动地参与到教师设计的项目中，教师教学的方法也发生了改变，不再是逐个地讲解知识点，而是通过设计一个个的项目，让学生通过项目的完成来学习课程的知识点。结合课程本身的特点，设计了如下的学习流程：确定学习目标→讲授理论知识→设计项目→准备教学场地→实施项目→提交项目成果→评价项目成果。

在开展单片机技术及其应用课程的学习之前，教师确定了该门课程的学习目标，让学生清楚学习的目的，这是进行一门课程学习的第一步；为了使学生能够顺利完成项目，教师对该课程的核心概念和原理进行了一定程度的讲解，给学生一个框架，同时对设计的项目涉及的领域知识及相关背景做了大体的介绍，便于学生选择自己感兴趣的项目；接下来学生们自由分组，老师对不合理的分组进行适当的调整，避免学习好的学生扎堆的现象；学生在实验室借助实验设备的软硬件资源开展学习，项目完成后学生通过网络上交设计报告，设计的实物暂时由学生自己保管，答辩结束后愿意上交实物的同学可以上交，想自己留下来继续开展设计工作的学生给予支持，使学习不仅仅只是课堂上的事情，学习不再只是为了完成任务，而是真正地锻炼学生的实践能力和应用能力。

2 学习目标分析

电子类专业总体的培养目标注意强调学生的“应用能力的培养，本课程就是一门应用性很强的课程，在本课程中，根据选定的题目，确定项目的学习目标，如下列这些学习目标：（1）让学生们熟悉他们将来可能在实际工作中可能要面对的问题，这些问题有一定的影响力，他们在今后一个相对较长的时间内对学生产生影响。（2）让学生通晓这些有影响力的问题，这些知识并非取自单一学科，可能来自多门学科。（3）培养学生应用这种知识的能力，在项目完成的过程中，让学生运用知识来解决各类问题。在应用知识的过程中，学生会发现自己理解知识与能够运用知识之间的差距。这种感受会刺激他们重温课程内容，从而加强对知识的领会。（4）发展解决问题的能力，由于难以预测未来实际工作中问题的特征，必须把注意力放在提升发现、框定、分析和解决的技能方面。（5）发展自我学习的能力，由于知识的不断更新。种种问题的不断变化，作为将来电子领域从事工作的工程师，需要一系列技能。

3 教师讲授分析

本课程主要是要让学生通过完成项目来学习知识，但并没有因此而忽略教师的讲授。教师的讲授也是必不可少的一个阶段，1～9周为理论课时间，教师不必再像上理论课那样面面俱到，只需要讲授本课程的关键点。如：选择讲解内部结构、用汇编语言进行编程、接口总线、地址译码、定时计数和中断等，学习者具备一定的基础知识。这里的讲授和传统的讲授有很大的区别，所讲知识都是在设计项目中要用到的，同时对设计、选择的项目做一个大体的介绍，以便学生根据自己的兴趣爱好和实际情况选择适合自己的项目进行学习。

4 项目分析

在单片机技术及其应用课程中，项目是促进教师和学习者开展教学过程的真实性任务。它贯穿于整个教学过程中，项目主要通过某一真实性的学习任务设计，凝练相关学科的知识技能，将理论知识和实践知识联系起来，作为一种开展整个教学过程的驱动力。项目的选择或设计在基于项目的学习中至关重要，本课程设计的项目具有如下特征：（1）与电子领域的知识具有相关性，反映了工程师在企业解决问题中的实践活动，对于学习者来说具有一定的意义和代表性，这些项目能使学生在经验世界中产生共鸣，使学习者具备一定的主人翁意识及自主意识，并切实感受到项目学习的目的与意义、挑战性与趣味性。（2）课程设置的项目的解决方案可以呈现多样性，允许不同的观点、思路从每个侧面审视问题，没有唯一正确的解决途径及答案。（3）课程设置的项目是一个整体的、较复杂的研究任务，并且是跨学科领域的、整合的。项目具备一定的复杂度及开放性。在学习者教育水平上具备一定的类似专业任务的复杂性，具有一定的融合力、整合力。（4）有延续性的学习时间和协作学习的机会。这些项目在完成后，学习者还可以在后续学习中继续开发，学习者在项目的开发过程中，通过团队合作、建构性协作等形成一个项目学习共同体，在这个共同体中，通过智慧的分布与共享、认知冲突与整合、思维外显与精致化达到共识、技能的社会性构建。

5 学习环境分析

在单片机技术及其应用课程中，教师需要为学生创设真实的学习环境，为支持学生完成项目，还必须为学生提供教学资料和学习资源，资源分三类：（1）本地资源：教师在项目实施之前将学生需要的部分资料收集整理好，集中本地局域网上，供学生参考使用。（2）远程资源：教师在本地局域网上超链接到Internet，学生通过超链接可以找到需要的资料。（3）泛资源：指学生自己运用雅虎、新浪、百度等搜索引擎直接上网搜集资料。

在单片机技术及其应用课程中主要采用的是第一类和第三类资源，老师将课程相关的资料放到网络上供学生使用，学生自己通过搜索引擎在网络查找相关资料，以便于对项目的设计方案进行选择、论证和设计。

6 实施原则分析

在单片机技术及其应用课程中，需要注意交互性原则，教师要促使学生与组员交互、与计算机媒体交互、与其他组成员交互、与教师交互。师生之间、学生之间通过网络媒介和面对面的双重交互途径，进行认知、情感、价值观等多方面多层次的人际交流和相互作用过程，从而激发学生参与活动的热情，自由发表见解，从而更好完成学习任务。以学生为中心的基于项目的学习模式，为学生创设了轻松的学习环境，激发了学生的学习兴趣，有利于学生潜能的发挥，让学生有更多的机会主动学习，同时教师的主导作用体现出来，教师是教学活动的组织者、学习情境的创设者、学生实验过程的指导者和意义构建的帮助者，积极引导学生展开思维，“导”要科学，“导”要及时。

7 评价分析

单片机技术及其应用课程的评价是一种基于学习者学习、实践过程的评价，基于对学习过程与结果的双重关注。体现一种“真实性”的特征。理论知识的掌握情况以试卷笔试的方式进行，学生课程设计的作品重视作品的分析，以学生完成的“可存储电子琴”为例，会分析系统运行情况、系统功能及指标完成情况、项目报告内容分析、硬件电路设计分析、代码分析等，系统运行情况的分析结果考查学生的硬件设计能力、代码编写能力和产品测试能力；系统功能及指标完成情况的分析考查学生的项目分析、软件开发能力和硬件开发能力；项目报告的分析考查学生的系统分析设计能力；硬件电路设计分析考查学生的硬件设计能力、团队协作能力和创新能力；代码分析考查学生的软件开发能力、团队协作能力和代码规范运用能力。

8 总结

对基于项目的学习模式在单片机课程中的应用以访谈的形式进行了改革效果的调查与分析。教师普遍反映学生通过学习完成项目后，可以明显看到各方面的实践能力的变化，比如：熟悉了电子产品的开发流程，学会使用了相关软件，提高了学生对电子元器件的选择和焊接能力。具备了一定的自学能力和解决问题的能力，团队精神有所加强，对技术的发展有了更全面的认识，获取资源能力。解决问题能力、合作意识得到增强或发展，在学习中显得更有主见，更有价值感和自信心。学生普遍反映基于项目的学习重视理论知识与实践知识的有机融合，把所学理论知识当作解决问题的工具，并且在实践中深化理论知识的学习。比如：有学生认为，以前知识学习理论知识，现在是理论与实践相结合。以前觉得有些问题比较简单，做起来才发现不是那么回事。还有学生认为，以前总觉得学习很枯燥，而基于项目的学习的学习方式很有趣。有的学生说，以前对书本上的一些知识点不重视，通过实践动手做项目后，才发现它的重要性。总之，通过对学生的访谈调查，基于项目的学习模式在本课程中取得了非常好的效果。

参考文献

[1] 郭文川.项目教学法在单片机课程教学中的实践[J].中国现代教育装备，2011（1）.

[2] 李二喜，谭立志.项目教学法在《单片机原理及应用》课程教学中的研究[J].科技信息（学术研究），2007（20）.