基于项目教学法的单片机课程教学改革

王守峰

桂林理工大学南宁分校，广西　崇左　532100

基于项目教学法的单片机课程教学改革

王守峰* 1

桂林理工大学南宁分校，广西崇左532100

摘要：针对传统单片机原理及应用课程教学过程中存在的问题，引入项目教学法，在教学中采用“边学边做、学做结合”的方式对课程进行改革，仿真与实物相结合的学习方式，大大提高了学生的学习兴趣和动手实践能力。

关键词：单片机；项目教学法；课程改革

单片机原理及应用这门课程是电气类专业的一门专业必修课，该课程强调软件和硬件相结合，应用性较强，涉及到的知识点比较多，对于学生而言，其概念过于抽象，要学好单片机着实不易。但在自动化控制领域，越来越多的使用了单片机作为控制器，学生掌握单片机应用技术，对于就业日益严峻的国内形势来说至关重要。为了培养学生具有扎实的单片机编程和应用能力，适应时代的发展，针对在单片机教学过程中存在的一些问题，引入了项目教学法对其进行改革。

一、课程教学存在的问题

(一)教学模式

在传统的单片机教学过程中，仍然是以教师为主，按照教材章节进行讲授，从单片机硬件结构、指令系统到定时中断、系统扩展，先讲授理论后进行实验，理论和实验相脱节，课堂教学在主导地位，学生被动的接收知识，不能及时的消化吸收，导致学生的学习兴趣和自信心下降。

(二)教学内容

电气类专业仍采用汇编语言教学，与实际应用情况不符。目前单片机的应用产品大多采用C语言进行设计，公司和单位招聘要求学生具有单片机C语言开发能力，虽然汇编在一定程度上更加有助于对硬件的理解，但为了适应时代的发展，提高学生的就业竞争力，需要与时俱进，故采用以汇编和C语言相结合的方式进行教学。

(三)实验环节

课程所开设的实验只是利用现有的实验箱进行验证性的试验，实验内容固定单一，缺乏新意，学生只是简单地进行连线，对于内部如何工作缺乏认知，不利于培养独立开发单片机的能力，而且实验室建设和维护成本较高，设备容易出故障，再加上学生的不正规操作，导致实验箱经常损坏，很难保证教学质量。总之，这些教学方式效果不理想，不利于培养学生的实际动手能力，往往是学生学完课程，面对单片机应用开发，仍然是一头雾水，不知如何下手，所以，目前的教学方式需要及时的进行改革。

二、项目教学法在教学中的实施

项目教学法是指“边学边做、学做结合”的教育理念，将理论与实践紧密结合。从项目的分析、方案制定、电路设计、硬件制作、软件设计到系统的调试和总结报告的撰写，每个步骤学生都参与其中，让学生在“做”的过程中体会到“学”的乐趣和成果。从简单项目到复杂项目，将单片机的各个知识点融入到项目中去，通过不同程度的项目设计，不断加深学生对单片机的理解，并提高单片机的应用开发能力。

项目教学法要在教学过程中取得良好效果，教师的作用至关重要。首先要选择合适的项目，对项目进行合理的编排，选择的项目要符合先易后难，简单实用的原则，能够体现出单片机知识点的运用。其次要制定详细的实施方案，合理分配课时量。让学生按照步骤进行学习，亲自参与其中，把课堂的时间交给学生，教师起到引导、启发作用，并及时的帮助学生解决遇到的难题。最后对学生的作品进行评估，组织讨论分析在设计过程中遇到的各种问题，表扬做得好的学生，展出优秀作品，让他们体会到成功的喜悦，以带动学习单片机的兴趣。

在课程教学中，规划了7个项目，分别是(1)点亮LED灯；(2)跑马灯；(3)60s倒计时；(4)抢答器；(5)交通灯；(6)直流电机调速控制；(7)温度检测系统设计。这些项目包含了单片机所有硬件资源及外围电路设计，I/O控制及扩展，定时/计数器和中断控制等。在前期的基本理论学习中采用多媒体教学手段，引入Proteus和Keil软件平台，利用Proteus设计原理图，Keil进行编程调试，缩短开发周期，以提高学生的学习效率。因为Keil和Proteus软件可以进行联合调试，能够更加逼真的模拟项目运行状况，验证程序设计的正确性和可行性。这使得学生可以将更多精力放在单片机项目设计和编程上面来。同时也节省了实验室的建设和维护费用。在后期实践阶段，模拟仿真成功之后，投入硬件设计，从元器件采购、电路板设计、元器件的焊接到电路板的软硬件调试都由学生自己动手完成，程序的下载利用烧写器来完成，最后验板成功后由教师打分。

现以项目“交通灯”为例，说明项目教学法在教学中的实施过程。在项目开始阶段，教师提出项目要求，学生分组讨论设计方案，由学生独立完成电路设计和程序编写。要求先使用Proteus进行验证，在设计中，主要使用了AT89S51单片机，LED灯，三极管和两位数码管显示器。该项目主要考查学生单片机定时/计数器的使用方法以及LED数码管显示原理。仿真成功之后，还需要进行实物设计，虽然模拟仿真在一定程度上方便了学生学习单片机，但不能完全依靠软件，毕竟在实物制作中会遇到各种各样的问题，同时也是提高学生实际动手能力的有效方式。在项目完毕后，要求学生以书面报告的形式对设计过程中遇到的各种问题进行总结。教师对其作品和报告进行点评，并鼓励学生积极参与课堂中来，对其在制作作品的过程中遇到的难题以及解决的方法进行讲解和讨论，以加深对单片机开发的理解。

三、结论

将项目教学法应用于单片机课程教学之中，激发了学生的学习兴趣，培养了学生的自主学习意识和独立解决问题的能力。在教学中，教师负责引导学生，帮助他们解决难题，鼓励他们动手实践，让学生能够更好地掌握专业技能，同时对任课教师来说也是一种锻炼的经历。经过教学改革的初步尝试，单片机课程的教学效果得到明显改善，学生积极参加科技活动月和创新性项目，并在大学生电子竞赛中取得优异的成绩。

[参考文献]

[1]赵月静，陈继荣.项目驱动教学法在“单片机原理及应用"课程中的应用[J].河北工业科技，2012，29(4)：239-242.

[2]谢四莲.‘项目驱动法’在《单片机原理及应用》教学中的应用研究[J].湖南人文科技学院学报，2010(2)：124-125.

*作者简介：王守峰(1984-)，男，汉族，山东菏泽人，桂林理工大学南宁分校，研究生，主要研究方向：计算机控制技术。

中图分类号：TP368.1-4

文献标识码：A

文章编号：1006-0049-(2016)11-0097-01