项目驱动教学模式及其在实践教学中的应用

朱斌 曹漫祥 邢应寿 黄江波

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2015.36.221

摘 要：《单片机原理及应用》是工科电类的专业主干课程之一，在其教学过程中引入项目驱动教学模式对实现专业人才培养目标具有重要的现实意义。文章阐释了项目驱动教学模式的内涵及特点，对项目驱动教学模式在《单片机原理及应用》课程中的实际应用情况做了详细介绍。实践证明，项目驱动教学模式是提升工科大学生工程素质有效方式，对提高学校教学质量和学生的就业能力具有重要作用。

关键词：项目驱动 教学模式 实践教学 教学质量

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）12（c）-0221-03

《单片机原理及应用》课程是工科电类专业的一门应用性很强的课程，对培养学生的工程思维能力和动手实践能力具有积极的促进作用，在实现专业人才培养目标的过程中也起着非常重要的作用。课题组在对电子信息科学与技术、测控技术与仪器、应用电子技术等专业的行业岗位需求分析的基础上，修改了专业人才培养目标和课程教学大纲，并将这门课程定位为重要的专业主干课程。在教学模式中注重应用能力和工程素质的培养，引入了项目驱动教学模式并取得了很好的效果，得到了同行专家的好评。

1 项目驱动教学模式

1.1 项目驱动教学模式的内涵

项目驱动教学模式是以学生为中心，以项目为载体，在学校实验室模拟企业产品开发流程的教学模式。在教学活动中，学生在教师的组织、引导下，通过自主研究，完成一个具体的、具有实际应用价值的产品的设计开发，学生在设计开发的过程中学习专业知识，并达到对所学知识的融会贯通和进一步探索[1]。

项目驱动教学模式是一种吸收了探究式教学、任务驱动教学和案例教学特点的教学模式。对学生而言，“项目驱动”是一种学习方法，适用于学习各类实践性和操作性较强的知识和技能，利于学生明确学习目标。对教师来说，“项目驱动”是一种建立在构建主义理论基础上的教学方法，适于培养学生自主学习、分析问题和解决问题的能力[2]。

1.2 项目驱动教学模式的特点

（1）以学生为中心。

在传统的“教师在台上演，学生在台下看”的教学模式中，学生的主体地位难以得到体现，学生把学习任务当作负担，知识的学习是在一种被动的状态下进行的，学习的主动性、积极性得不到有效挖掘。

以学生为中心是项目驱动教学模式最重要的特点。从项目的调研开始，到项目的立项、方案确立、产品的设计、制作与调试以及报告的完成，都由学生自主进行，实现学生完全自主实践，让学生的创新能力、实践能力、协作能力得以充分发挥[3]。在实践教学过程中，教师对学生自主选定的实践内容进行指导时应充分尊重学生的想法和见解，从而有效地促进学生创造潜能的发挥，并通过引导的方式，使学生自主实践符合专业培养目标和课程教学大纲的要求。

（2）以项目为中心。

以往的实践教学多以课本为中心，知识面比较狭窄，专业知识之间的联系不密切，学生很难做到知识的融会贯通，而项目驱动教学模式则能很好地克服这些弊端。在项目驱动教学模式下，以完成具体的项目为载体，教师把教学内容巧妙融入到单个项目中，让学生分组完成具体的项目，以此提高学生的知识应用和融会贯通的能力，从而提高学生的岗位职业技能，提升学生的工程素质。

在项目驱动教学模式中，学生的实践活动都是围绕项目来进行的[4]，教师以项目为载体，将学习内容隐含于不同阶段的具体项目之中，师生间的教与学都紧紧围绕项目的实施展开，并引入企业背景，整个教学活动被模拟成在企业中完成特定的工作项目，学生的学习主动性和积极性大大提高。

（3）以实际为中心。

“项目驱动”的一个首要前提是要有合适的项目。教师或教师指导学生在准备项目时必须先经过市场调研，以具有相同或相似技能要求的“岗位群”为调查对象，提炼出实用性、通用性、教学性均较强的项目，实现从以课堂为中心到以实际为中心的转变。

在项目驱动教学模式下，学生在选择实践项目时，首先要对自己的实践能力进行自我评估，然后再自主组建项目开发团队，确定实践项目的内容和进度计划。指导教师根据学生提出的项目内容，依据学生的需要进行个别指导，克服了目前的传统教学模式带来的“基础好的学生吃不饱，基础差的学生吃不了”的不足，真正做到因材施教，按需教学，使实践教学过程形成师生良性互动[4]。

2 项目驱动教学模式在单片机实践教学中的应用

单片机课程是电类专业的专业主干课，具有综合性与实践性两大特点，特别是动手能力和综合应用能力是学好这类课程的关键。如何有效提高学生的学习主动性，使学生在有限的实践教学中真正提高对实际系统的认识和实际应用能力，是一个值得探讨的问题。根据单片机课程的特点，将项目驱动法应用于这门课程的教学是可行的，项目驱动教学模式在单片机实践教学中的应用分为项目立项、产品设计、产品制作与调试、设计报告撰写和实践考评5个阶段。

（1）项目立项。

项目立项指学生和指导教师在进行市场调查和大量查阅相关文献资料的基础上，确定实践题目及内容，并下达设计任务的调研活动。项目立项对培养学生的创新思维能力具有重要的促进作用，意义重大。考虑到学生对知识的掌握程度不尽相同，可将项目分为三个层次，学生可根据对基础知识的掌握程度，自由选题，不同类型的学生都能受到工程实践方面的训练，能力得到提高，尽可能地做到因材施教。第一层次是基础型：教师布置项目后，学生根据已掌握的理论知识，经过分析和综合，基本上可以完成设计内容；第二层次是提高型：项目内容涉及多个部分，难度很大的部分由教师给出原理框图；第三层次是综合型：这类项目多来自于电子设计竞赛、教师的科研课题和企业的工程实际，难度较大。同时鼓励学生自主选定项目，充分发挥学生的能动作用，鼓励学生积极创新。积极鼓励学生选择具有一定挑战性、难度较大的设计题目，当然学生也可根据自己的兴趣和爱好，自定选定项目和任务，教师审定合格后便可立项实施。

（2）产品设计。

项目立项后，学生根据下达的任务要求并结合自身的实际进行设计，在前期相关资料查阅基础上，提出多种设计方案，并与指导教师进行交流、讨论，最终确定设计方案。为充分利用网络资源的优势，积极鼓励学生通过网络查找资料，教师可为学生提供一些网址信息，指导学生完成方案的设计工作。

方案设计论证成熟后，学生即可进行硬件电路和软件的设计。这一过程对训练学生的计算机辅助设计能力有很大帮助，包括电路板的计算机辅助设计，电路系统的计算机仿真，专用编程软件的使用等，同时也是对学生所学知识的综合应用。

在电路制板之前，学生可充分利用已有的EDA资源平台（Multisim、OrCAD、Protel、Proteus等仿真软件及Keil编程软件），进行软件设计和印刷电路板的设计与仿真。虚拟平台的使用可使学生缩短系统的设计周期，减少仪器仪表及元器件的损坏，提高了学生的动手能力和分析应用能力。

（3）产品制作与调试。

学生设计好的电路经指导教师检查无误后开始制作电路板。制作过程中，学生自行完成切板、腐蚀和打孔等工作，帮助学生掌握基本的电路板制板技术，同时对电子系统的整个设计过程要有较全面的感性认识。同时要求学生掌握原件的识别和测试能力、仪器仪表的使用能力、手工焊接与拆焊能力、单片机编程应用能力、装配与调试能力等。这个环节学生可以按照项目任务书的要求对设计作品的各项指标进行测试，并对测试结果进行分析，根据分析结果提出改进和完善办法。

（4）设计报告撰写。

根据设计步骤写出项目设计报告，包括方案论证、系统结构及原理、性能参数、误差分析、结果分析讨论等。鼓励学生提出建议，并对有独到创见的学生给予适当加分。项目报告是对整个设计过程的凝练和提升，也是进行工程交流的重要文献资料[5]。通过撰写项目设计报告，可培养学生撰写工程技术文档的能力。

（5）实践考评。

项目实行全程考核机制，即在设计过程的每个阶段，导师都对学生的设计态度、设计完成情况等各个方面作出综合评价。对不同层次的项目课题，用难度系数来加以区分，综合型难度系数最高，提高型次之，基础型最低。最终的设计成绩为总评成绩乘以相应项目课题的难度系数得到。

教师按项目任务书要求，验收作品，提出明确意见和建议并评分。作品验收主要检查系统设计的功能是否完全实现，并就项目的相关问题以答辩的形式对学生进行考核。项目作品所占的比例应该结合学生的具体情况动态调整，避免要求过高导致学生成绩普遍偏低，同时也要鼓励学生做出实实在在的作品。

3 教学效果

项目驱动教学模式，体现了将“岗位能力”作为出发点和归宿[6]，使教学内容紧紧围绕专业人才培养目标。“项目驱动”充分体现了以学生为中心、以项目为载体、以实际应用为目的的教学理念，通过引导学生体验工程项目从需求分析、方案设计直到最终实现的流程，从而培养学生的创新意识、动手能力和实际应用能力，提升了学生的工程素质和岗位职业能力。

项目驱动教学模式在我校单片机课程中的应用，极大地提高了学生对单片机的学习兴趣和积极性，这一教学模式的应用使学生的动手能力和应用能力都得到了很大提高，取得了很好的效果。近年，我校学生在全国大学生电子设计竞赛、“Actel”杯中国大学生FPGA设计大赛、“ZLG杯”中国大学生ARM嵌入式系统电子设计竞赛、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、重庆大学生“盛群杯”单片机应用设计竞赛等比赛中均取得了满意的成绩。

4 结语

高等工程教育最终应当回归工程[7]，项目驱动教学模式符合工科专业的人才培养目标，深受师生的喜爱，充分体现了以学生为本，以培养目标为核心，以服务区域经济就业为目标，对学生的工程素质的提升具有极大的促进作用。几年的教学实践证明，项目驱动教学模式通过工程项目将专业人才培养目标与教学活动、教师和学生、学生就业目标与企业需求紧密联系起来，为培养学生的实践能力和创新精神探索出了一条可行之路，并将在今后的教学实践中发挥更大的作用。

参考文献

[1] 张戈，王洪海，王华杰.基于项目驱动的“管理信息系统”课程教学研究[J].现代教育技术，2008，18（13）：68-69.

[2] 刘加宝，姜艳，隋艳.任务驱动教学法在药物检测与分析技术中的应用[J].牡丹江大学学报，2009，18（5）：130-134.

[3] 王鸿磊，张雪松.高职通信专业嵌入式系统实践教学研究[J].实验技术与管理，2010，27（8）：171-173.

[4] 汤宗健.自主项目驱动教学模式的研究与实践[J].实验技术与管理，2010，27（7）：133-135.

[5] 曹维，徐东风.项目驱动法在计算机硬件系列实验中的应用[J].实验室研究与探索，2009，28（6）：210-212.

[6] 岳国英，张海峰，周志敏.以工程项目为载体的教学模式探索与实践[J].实验技术与管理，2008，25（9）：122-130.

[7] 刘少雪.21世纪工程素质教育刍议[J].上海交通大学学报：社科版，2000，8（3）：111-114.