典型工作任务在项目教学中的应用——以LED荧光棒为例实现“电子技术”课程整合

周明君

（珠海市技师学院，广东 珠海 519000）

“单片机”课程是一门实践性很强的课程，内容抽象、理论性较强，学生较难理解。教师授课时如果把“单片机”课程当成纯理论课来讲，学生会感到难懂而难学。“项目教学法”特点是“以项目为主线、教师为引导、学生为主体”，运用理论和实践相结合的知识和技能［1］，为学生明确学习目标；将内容分解为一个具体的工程或项目，设计出项目教学任务，设计教学思路，培养学生自主学习、分析问题、解决问题的能力。以“LED荧光棒”项目为例，对项目教学法进行探索与实践。

1 课程设计思路

根据珠海市技师学院“单片机”课程的教学大纲，在第四学期开设“单片机”课程，以“LED荧光棒”实训项目为例，将实训课程分解为项目教学进行。教学项目的程序编码和项目原理图采用项目任务式，软件画图、软件编程、程序加载、电路设计及调试，同时培养学生解决工程实际问题和综合应用的能力。

2 课程设计方案

项目教学是一个以项目形式实施，将教学目标、教学重难点、教学方法、教学步骤与时间分配等环节进行整合，了解学生自身条件，进行知识与能力的分层教学方式。项目教学需要分别设计基础层、提高层及拓展层。学生完成任务既是学习教学内容，也是综合应用教学内容。教学任务设计如图1所示。

图1 教学任务设计

项目教学任务关键是创造出真实职业情境，包括教学目的、教学内容、教学方法、教学设备等。教师引导学生根据自己的设计，提出电路的功能，引导学生解决问题，培养其发现问题、解决实际问题的能力。

（1）任务一：查阅资料（基础层）。根据图2的LED显示电路方案设计，将学生进行分组，通过手机收集相关的资料并完成。芯片（D1-D32）信号传递由显示完成，显示由32盏LED来完成。用共阴极数码管的方式连接，将32盏LED分为4组，4条I/O口分为选择，用P 1口作为数据输出口，通过8050三极管选通相应段。

图2 LED显示电路

基础知识点：学生查阅资料，掌握芯片参数技术，为软件画图与制作做铺垫。

（2）任务二：收集资料，小组学习（基础层）。根据“单片机”控制电路原理（图3），利用查阅的资料，小组合作完成以下任务：在电路图中绘制完成复位电路和晶体振荡电路，并把集成块引脚的编号标上，培养学生的细致性，使学生掌握设计电路的技能，充分有效地完成教学任务。

图3 单片机控制电路

基础知识点：学会设计电路，小组团队合作，整理知识点。

（3）任务三：Altium Designer 画图软件连接操作台（基础层）。“单片机”实训台，学生只会简单的连线，因为学生对硬件电路掌握不够，对于线路的走向不清楚，一旦出现故障，难以查找到原因。另外实训台上的模块电路太多，学生难以分清哪个是该项目所用的模块。学生要用更多的时间在编程上，对于电脑操作好的学生比较适合。由于Altium Designer软件接地电路是省略［2］，容易误导学生，认为软件不用这两个电路也能正常工作。因此，用软件画图时，要提醒学生晶振电路和复位电路要画完整。根据学生自身能力，小组合作，进行分工，促进学生学习画图工艺知识和实践能力。将自身的条件与阶段目标科学地结合，有效提升专业能力和技能水平“因材施教”。

基础知识点：学会连接实训台、应用软件画图、检查连线、检查画图等。

（4）任务四：KEIL软件编写与编译（提高层）。学生的基础功底较薄弱，在小组讨论后，学生编写的程序是断续的，不完善。“单片机”编程是项目的难点，要点亮LED，产生一种视觉平面；视觉平面是LED通过不同的频率刷新，从而选中对应的发光管，集成块按照编写好的程序从P 0口和P 2口输出代码送行选线，引导学生完成编程框图［3］。因此，教师进行示范演示，让学生修改编程；对于学生编写程序不成功的，教师给予提示和帮助；另外教师也要演示学生编写的程序，并作问题点解答，提高学生的积极性（图4）。

图4 程序控制流程

提高知识点：学生完成KEIL软件编写，教师示范演示。掌握程序编写、程序载入、程序编译、程序修改等。

（5）任务五和任务六：加载程序、运行调试及LED显示（基础层）。学生对该环节的兴趣较高，通过LED闪烁显示观察，学生得到成就感和自豪感。任务发现有学生对LED显示时间长短有需求，学生提到LED频率的不同，对“单片机”控制方式进行修改，在教师的引导和鼓励下，发挥小组的配合，运用团队的智慧实现功能。学生在修改编程中，对指令的理解掌握，充分展示电路成功，从而激发学生对“单片机”课程的兴趣感、主动性和创造力。

基础知识点：运用电路加载程序，程序的编写、程序的载入、程序的调试、LED显示等。

（6）任务七：硬件电路的制作（拓展项目）。电路制作主要是针对基础好的学生，由“单片机”社团带领学生分时间进行课外活动完成，充分利用社团活动，促进学生学习新知识、新本领。

拓展知识点：显示屏用大屏幕，点阵显示屏的线路连接上，硬件设计上；如电阻、电容、三极管改换集成块等。

3 课程教学成绩评定

采用全面发展的项目教学评价方式，注重实践，实现评价主体项目化（自评、互评、教师评）、评价内容项目化（知识、技能、能力）、评价方式项目化（综合评定）、评价目标项目化（不同学生不同评价）。下面是学生/小组项目成绩综合评定表（表1）。

表1 学生/小组项目成绩综合评定

续表

4 课程实践的体会

随着科学技术的迅猛发展，教师应不断地勤奋学习，更新思想、拓宽知识面、调整知识结构，如电路设计分为需求分析、原理图设计、PCB设计、工艺文件处理等几个阶段。

4.1 理论与实践相结合

在教学任务中，理论知识与实践内容相结合。教学任务要求学生掌握内容的理解、深化、行为能力或习惯养成的过程，独立自主地设计过程，进而加深学生对本门课程的理解，使其能够灵活运用所掌握的知识解决实际问题。

4.2 开拓思维发展潜能

项目教学法能够使学生口、脑、手都动起来，让学生主动参与教学过程。培养学生自主意识，工作责任心及分析问题、解决问题的能力。应用“项目教学法”的教学模式，提高学生的综合素质，培养学生的创新能力、创新意识等。

4.3 发挥学生主体作用，促进教师专业发展

项目教学让学生主动灵活学习理论和技能知识，使学生真正成为学习的主体，喜欢学、主动学。项目教学对任课教师也有要求，需要成为掌握项目操作技能，对相关电路的技能知识了解的“双师型”人才。