项目教学法在单片机课程教学中的应用

■摘 要：单片机课程作为电子技术应用专业的必修课，是一门实践性非常强的课程。本文旨在探讨单片机课程的特点，并结合教学实践经验介绍项目教学法在单片机课程中的有效应用。

■关键词：单片机；传统教学方法；项目教学法

单片机课程是诸多高等院校、职业院校必设的专科课程，主要是电子类和自动化类专业学生所学的必修课程。根据新时代教育发展要求，高质量人才培养从深化改革到提质培优，教学方式的创新与改革尤为重要。现在的教学亮点是让学生在任务中提高学习能力和实践能力，使学生自主学习，提高专业知识的运用能力。目前，项目教学法的应用越来越广泛。鉴于单片机课程中基础理论知识点繁杂、软件设计及硬件设计相结合以及有较强的实操性等特点，从而对教师在教学方法和教学手段方面提出了更高的要求。在单片机这门课程的教学中，笔者深刻体会到如何改进课程的教学方法是值得思考的问题。

一、传统教学方法存在的问题

长期以来，单片机课程的教学方式比较老旧，主要是以教师在课堂上传授理论知识并结合相应实验的方式来开展。这种方式会产生一些问题。

（一）学生缺乏学习兴趣

授课模式基本都是先讲解理论概念知识，然后再进行实际操作，目的是先让学生打好单片机的知识基础，对程序编写的指令代码有所认识，接下来的实操课程才能与理论结合在一起。由于前期基本都是进行概念、指令代码的学习，需要学生用大脑记录储存下来，在记录代码的过程中，学生会经历从好奇到枯燥再到茫然的一系列心理变化，导致学生的学习热情下降。

（二）单片机教学传统化

笔者在对所用教材与其他出版社的同科教材进行对比之后发现，该课程对于提高学生的综合应用能力存在不足之处，具体表现为知识独立化、模块化，缺乏知识点的前后联系。而传统的教学基本都是按照课程分配的顺序讲授，学生听讲时习惯性地按照教材的目录顺序进行知识预习，从而使得学生在学习该课程时会感到难度大，知识学习缺乏连贯性。

（三）单片机实操的局限性

该课程的实操模块训练有一定局限性，仅仅是将程序在实验箱上进行演示验证，对于硬件结构的设计，学生没有锻炼到动手操作的能力，在项目综合实训中，学生没有思路，也不知如何去完成后续任务。

二、项目课程教学模式

项目教学法归纳为六步，下面对其展开分析。

（一）情景引入，明确任务

万事开头难，要让学生融入课程中，情景引入最为关键。明确任务是让学生知道自己在课程中该干什么，如何去干。

（二）收集资料，制定方案

课前学生通过各种学习方式进行资料的查询，为制定项目方案并实施做准备。

（三）团队协作，具体实施

方案的实施在整个过程中最重要，实施过程采取小组协作的方式完成，锻炼学生之间的沟通协作能力。

（四）点拨引导，过程检查

在任务实施过程中，教师在巡查中看到学生实施中的错误要及时指出，并对学生提出的疑问进行解答。

（五）展示成果，修正完善

成果展示是团队成员共同努力的体现，通过成果展示表达团队的想法，提高学生的表达能力及团队协作能力，学生们可以学习其他组的优点，补救自己组的缺点，从而进一步完善方案，解决好团队遇到的问题，优化自己的项目。成果展示能够激发学生的学习兴趣。最后教师对各个小组的展示进行评价，使得学生们更有信心。

（六）评估检测，拓展升华

检查学生任务完成效果，进行评估。评估采用小组互评的方式，从而锻炼学生的表达能力，互评完成后教师汇总各小组的最终成果并进行全面的总结与点评。

拓展的目的是使学生能够在项目学习中有新的创新点，使学生的学习内容不受局限，将所学内容与技能相结合，提高学生的学习兴趣，在新知识面前勇于探索，在学习中激发新思路，提高自主学习能力。

采用项目教学法进行教学，打破传统的教学方法，学生都能积极参与其中，有利于提高学生的动手能力。

三、在课程教学中应用项目教学法

下面以单片机课程教学中的智能红外循迹小车项目为例进行阐述。

现接到某企业外派的一批智能小车红外循迹程序设计任务， 要求如下。

使用 PWM 控制电机的运行，使用红外传感器检测黑白线，实现循迹功能。

课前教师制定工作任务书，发布工作任务。通过微信群与学生互动，解答学生疑问。

课中教师按照项目教学六步法完成本次学习任务，明确学习要求与课程安排。组织各小组汇报，对各小组课前学习成果进行点评；发放工作计划表；发放任务单；讲述智能循迹小车程序设计工作任务情景及要求；教师聆听各小组口述情况并记录。

课后教师在平台发布拓展任务，在微信群中参与学生的讨论。

从教学任务设计要求进行学习资源的查收与分析，为后续一体化教学流程储备资源，用问题引导和任务驱动带动学生完成学习目标。

（一）学习资料

学习资料有《单片机原理与应用》教材、教案、多媒体课件、实物。

（二）场地与设备

1.教学场地

室内部分在一体化实训室进行，实训室设有分组讨论区、展示区、资料查阅区、物料区等区域，便于学生讨论学习以及进行学习成果展示与点评。

2.教学设备与工具

教学过程中需提前准备螺丝刀、下载线、万用表等工具；需要准备单片机实验仪、计算机等设备；一体化实训室内需要准备相关规范与技术文件、书籍供学生查阅学习。

（三）教学策略选择与设计

从教学目标和学生特点出发，采用“工学一体”的教学模式作为教学策略，为了学生更直观地了解企业实习环境，采用企业车间情境再现和角色扮演法，培养学生的职业素养。在领取任务后，实施过程的主角演员为学生，主导角色为教师，教学的开展形式为小组讨论，让学生亲自动手参与到课程教学中，让学生成为课程实施的主体，将所学理论知识应用到实操中，达到教学目标，提高学生的社会能力，根据订单要求，按照项目教学六步法完成教学，从中锻炼学生的组织能力、动手能力及总结能力。通过企业车间情景再现完成教学目标，整个教学环节前后衔接妥当。

1. 线上线下，翻转课堂

线上线下的教学模式调动了学生的学习兴趣，学生们充分利用课下时间预习新知识，为后续学习打下基础，课前通过线上腾讯会议的方式将相关学习资料分享给大家，学生完成学习任务单的内容，创设讨论环境，让教师能按时检查学生的自学情况，对学生学习状态和预习效率实时了解。

2. 以赛促学，以学促赛

本次学习任务设置了两个课堂比赛项目，第一个比赛是电路的原理分析比赛， 分为四个小组计时比赛，通过秒表计时营造了比赛紧张的气氛。另一个比赛是电路的调试比赛，要求学生“沉着与冷静”参赛，既要确保调试过程的安全，又要确保学生在良好的心态下按任务要求调试，有效锻炼学生的心理素质。

3. 组内合作，组间竞争

为保证教学活动的有序性与有效性，教学过程中运用了分组教学法，组间团队配合学习，小组成员每人分配不同的角色和任务，按照任务要求实施，学生在小组中充分展现了个人风采，获得独立完成任务的学习机会，同时学生能够有交流与合作的空间。组间比赛竞争，在确保质量的前提下提高效率。在教学过程中，教育学生既要善于合作，又要敢于竞争，使学生心理更健康。

4. 分享交流，拓展提高

在展示评价环节，各小组展示产品并叙述工作原理及组内最优布局方案，其他组同学进行点评与讨论，可提出异议，指出其他组布局的劣势，阐述自己组布局的优点，课后拓展每个小组上交布局优化方案，使学生能深刻理解电路的组成及工作原理，以此培养学生的语言表达能力、逻辑思维能力、归纳总结能力及职业素养。

5. 情景引入，企业评价

通过企业车间情景再现，激发学生的好奇心及学习兴趣，从而使学生们亲身感受企业的工作流程。引入第三方企业代表，参与评价学生学习成果，让学生得到专业反馈，了解企业需求，在学习中生产出产品，保证教学的严谨性和真实性。

四、应用项目教学法的成效及反思

在单片机课程教学中运用项目教学法的成效主要体现在三个方面。

首先，学生能够对课堂知识有较好的理解和运用，突出理论知识与实操的环环相扣，学生的学习兴趣有了明显的提高；其次，通过项目实施将所学知识应用到实际操作中，在实操的过程中提升了学生的能力，学生的全方位应用能力有了显著提高；最后，实操的成果展示更能体现学生的学习态度与能力水平，使教师对学生的学习成绩评价更加客观、合理。

本次课程有优点也有不足，反思如下。

（一）优点

在课前活动中设计调研表，对学生知识、技能、素养等学习情况进行调研分析，科学分组并重点突破。

采用项目教学法，将学习任务与社会活动相联系，有利于引导学生主动思考，培养学生的职业意识。

充分运用学习通App，有效开展课前调研分析、学生自学、课中评价、课后总结等教学活动，帮助教师、学生完成教学任务。

（二）不足

通过对教学过程和最终评价成绩进行分析发现，各小组在实施计划、检查验收等环节存在一定的不足，程序设计不够科学，程序调试过程中出现一些不必要的问题，同时发现学生的总结分析还不够到位，表达还不够自如，在今后的教学中可强化指导。

总体而言，本教学设计采用一体化教学理念，采用项目教学法，最终全体学生工作任务完成通过率100%，同时能力都有了显著的提升。

五、结束语

从近几年的单片机课程教学实践来看，运用项目教学法相较于传统教学法具有明显的教学效果。

通过项目教学使得学生能融入课程中，从而达到了教师为辅、学生为主的目的，学生的动手能力得到锻炼。

85%以上的学生能够根据教师的教学目标较好地完成学习任务，自行解决疑问点，提高了动手能力，为后续顶岗实习奠定坚实的基础。

教师在授课时，依照学生和课程的特点，不断创新教学方法，对于教师本身教学水平的提高起到重要的作用。而学生在自主学习能力及理论联系实际的动手操作能力上，都有了非常明显的进步。

教学从字面理解是教师教、学生学的互动过程，它包含两个方面， 一方面学生是学习的主体， 另一方面教师为主导，通过创新教学方法让学生能够养成自学能力。

单片机课程教学的核心之处就是如何让学生融入课堂中。该课程是软硬件综合性较强的一门课程，激发学生学习兴趣和综合设计能力是本课程的重中之重。

参考文献

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[4]陈堂敏，刘焕平.单片机原理与应用[M].北京：北京理工大学出版社，2007.

（作者：王梅雪，北京电子信息技师学院教师）