单片机课程项目法教学探索

冯 军 袁锋伟 李必文

0 引言

单片机课程是工科类一门核心课程，在学生课程体系中占据重要地位。同时，常规的弱电控制都可以利用单片机来实现，因此它在学生实践中应用非常广泛。单片机课程学习效果好坏直接影响学生的下一步学习及工科实践创新能力的培养。但是，现在单片机教学方法老旧，不少还采用填鸭式教学方法，而单片机本身需要各方面知识的融合，比如：模拟电子技术、数字电子技术、C 语言，甚至包括汇编语言等，因此这种教学方法的效果比较差。课堂上，学生没有学习兴趣，积极性差，本课程的教学质量无法得到保证。因此，将项目法引入到单片机课程教学中，可以激发学生的学习兴趣，体现单片机课程的工程应用能力，具有一定的实际意义。

1 实施方法

单片机课程项目法教学的具体实施流程如图1 所示。

1.1 项目的选择

（1）项目要紧紧抓住单片机课程的教学内容及关键知识点，项目由简单到复杂，由单个知识点到多个知识点的综合，而且要与学生本身专业的知识点融合相关；如果是通信专业工程的学生，可考虑加入无线通信方面的控制，如果是测控技术专业的学生，可融合传感器的使用。

（2）项目的必须来源于生活、企业，紧随时代脚步，可考虑解决现代城市中的交通、智能家居、消防等等，并融合现代最新技术（如：物联网、大数据、5G、机器人、北斗等等）。此类项目不仅可提高学生的兴趣，也可拓宽视野，并为其就业打下一定基础。

图1 单片机课程项目法的实施流程

1.2 课堂教学

课堂教学是本改革的重要环节，主要分为2 步，首先进行：

（1）课堂授课。教师将对单片机的相关知识进行详细讲解，包括重点、难点以及应用，并对项目的背景知识及拓展知识进行分析。

（2）项目讨论及设计。让学生进行分组，一般3- 4 人分为一组，根据个人的特点及特长，分别负责硬件、软件、调试及总结。在课堂上，针对项目所要实现的目标，在教师的引导下，让学生积极思考，进行自由讨论、设计，最终实现项目整体系统的初步设计，搭建基本的框架。

1.3 课后实践

课后实践是本改革的关键部分，要保证学生课后实践与课堂教学时间比大于3：1，要求各小组课后进行独立的学习及实践，主要有以下具体的要求：

（1）根据组员的基本情况进行分工，以单片机为核心，进行外围的硬件及功能的开发，开展具有特色的项目研发，保证各小组既有相同处又有不同点。

（2）鼓励各小组进行创新实践，积极采用新技术、新知识、新思路，促进学生自主学习，实现“做中学”。

（3）开放部分实验室，让学生可以利用相关的实验室设备及基本的元器件；任课教师进行具体的实践指导，保证每周至少一次；组织学生进行小组内部及小组间的讨论及学习，取长补短，促进项目的开展。

1.4 项目总结及评定

（1）项目总结将采用“公开的学生答辩+ 教师点评”的形式进行，经过相关过程，最终形成课程实验报告。学生提前准备好PPT 及单片机实物系统，答辩时，对系统进行讲解分析，包括技术参数的介绍以及创新点，然后进行实物的演示，进行性能评价；教师将对该项目进行点评、分析，并提出改进的建议，特别要对存在困难指明处理方法；最后，各小组之间进行相互讨论及交流，加强相互学习共同进步。

（2）项目评定将进行各小组间的评定及小组内部的评定，综合后给出相应的评定结果，其中各小组间的评定占70%。小组间的评定，主要为教师对单片机实物系统的创新性、完成度、茁壮度等情况的综合打分；小组内部的评定，主要是对个别优秀同学的肯定。最终评定= 各小组间的评定占70%+ 小组内部的评定占20%+ 出勤率10%。后续将根据最终评定结果，在学院的安排下，推荐优秀学生参与学校的创新竞赛及实验项目。

2 改革初步取得的成果

为尽量客观评价改革的效果，选定了固定教师，对同一专业的两届的单片机课程，分别进行了传统方法和项目法教学，并对最终的单片机课程期末考试成绩进行对比，具体情况如表1 所示。其中1 班采用传统方法，2 班采用项目法。

表1 不同教学方法的成绩百分比

由表1 可知，采用项目教学法后，优秀生的比例（80 分以上）得到了较大的提高，由此可知，单片机课程项目法教学具有一定的成效。

同时，根据学生的反映，通过项目教学法改革，其工程实践能力得到了一定的提高，在各类学科竞赛及创新设计中，都有所体现。

3 总结

通过单片机项目法教学，学生的学习由“理论方面的单一维度”变到“理论+ 实践+ 创新的多维度”，使得学生的单片机成绩得到了提高，其工程实践能力得到了提高，在毕业时得到了相关用人单位的肯定。因此，本教学改革具有一定借鉴意义。