单片机课程是一门应用性和实践性很强的课程, 在目前全国高校几乎每个理工专业都要涉及该课程, 尤其是对于电子专业和机电专业来说是一门重要的核心课程。通过该课程的学习, 同学们可以掌握单片机的工作原理和相关的应用, 为后续的电子产品开发和机电产品制造以及智能控制等领域的产品开发和应用打下坚实的基础。由于各个专业对该课程的要求掌握程度及内容范围不一样, 各个学校的生源质量也有高有低, 因此不同的学校乃至不同的专业开设该课程的教学内容和教学手段不尽相同。对于高职院校来说, 传统的单片机课程的教学重理论、轻应用。老师在讲台上讲, 学生被动地听。所谓的重点难点是由老师指出并讲解, 由于知识点分散不能形成一个体系, 学生很难接受并掌握。实践时仅仅只是做几个相关的实验, 理论和实践不能紧密结合, 加上学生自我学习能力较弱, 应用性和实践性就是纸上谈兵。
项目教学法特点是以每一个项目为主线, 每一个学生主动参与、共同协作完成的新型教学模式。在项目教学法中, 学生作为学习的主体, 通过独立完成项目把理论与实践有机地结合起来, 不仅巩固了理论知识, 而且又培养了分析问题、解决问题等综合能力。与传统教学模式相比, 教师由主角变配角, 学生由被动地接受知识变为主动学习了解知识。学生通过具体的一个一个项目学习, 每次学到的理论知识不多, 保证了知识马上就能应用, 立刻就看到了学习的效果, 提高了学生学习的积极性, 加深了对知识的理解和记忆, 从而大大降低了学习难度。
单片机课程由于其很强的综合性, 既要考虑到内容的难易程度又要考虑到涉及范围的多少。大部分教材是按照硬件组成、指令系统、程序设计、高级硬件电路、外围扩展为线索来划分章节的。这种知识点的独立造成学生很难入手学习, 不能循序渐进, 从而严重影响了学生的学习兴趣和主动性。因此我们打破了传统的教学模式, 以具体工作过程为导向, 以任务为驱动, 在“做”中“学”的课程设计思路, 把传统教学内容融入到具体的15个具体项目中。为了保证知识的连贯和完整。我们精选了15个具体项目:程序烧制、流水灯制作、按键控制、步进电机控制、直流电机转速控制、双机串行通信、lcd显示、led点阵显示、频率计、交通灯设计、电子时钟、简易计算器、多功能温度计、汽车转向控制、多功能小车。以这15个具体项目为线, 连接各个知识点, 最后形成课程知识体系这张网, 覆盖了90%以上的知识点。
同时我们编写并出版了《单片机应用技术实训指导书》和《单片机原理》两本单片机教材。《单片机应用技术实训指导书》是以15个项目为主线的教材, 作为课程的授课教材。每一个项目都包含任务目的、任务描述、任务相关知识、任务拓展4个方面。《单片机原理》是传统的教材, 包含了单片机的硬件组成、工作原理、指令系统、外围电路扩展等内容。作为学生的参考资料, 供学生用到时进行查阅。
单片机的教学不再是在普通的教室或多媒体教室授课, 而是选择在单片机实训室中完成。学院在单片机实训室配有40台电脑, 确保上课的学生一个一机, 每台电脑安装有protel、wave、proteus、keill等编程仿真软件, 并配有电路板雕刻机一台, 投影仪一台, 单片机烧写器6个, 仿真实验板20个, 电烙铁每人一把, 此外还备有常用电子元器件、万能板等。老师和学生所有操作都在实训室完成。
单片机这门课开设共两个学期。每学期开设20周, 每周课时量为6小节。为了保证上课效果及连贯, 我们把这6小节集中安排在一天连续来上, 避免了分散上课带来的重复性工作。根据项目的难易程度, 每一个项目用二至三周完成, 保证了15个项目能在这两个学期顺利完成。
首先进行理论教学, 对项目进行具体任务分析, 得出各种可行方案, 确定硬件电路。老师在此环节引导学生如何实现任务, 讲解实现的工作原理, 培养学生的创新意识。学生在此环节可以学习分析任务的能力。其次, 根据确定的电路进行焊接制作电路板。老师在此环节负责提供任务需要的电子元件, 检查学生电路板焊接质量。此环节可以加强学生的动手能力。当电路板制作完成后, 进行相应的任务编程。老师在此环节可利用投影仪通过ppt形式讲解该项目用到的新指令, 编程的方法。学生在此环节绘制出具体的流程图并编写相应的指令, 从而掌握相应的指令, 提高了编程的能力。最后, 将编译好的程序烧写到单片机, 通过不断的调试最终完成任务要求。
此外, 我们还建有单片机课程网站, 网站包括老师ppt教案资料, 各种电子元件介绍, 典型的单片机应用, 相关的应用视频等丰富的单片机学习资料。学生可以通过网络访问并查询。同时网站开辟有交流专区, 方便师生各种形式的互动。
摘要：本文基于高职院校单片机教学过程中存在的问题, 提出了项目驱动的教学模式。阐述了该教学模式具体实施过程和收到的教学效果。为高职单片机课程教学改革提供一种新思路。
关键词：高职,单片机,课程改革,项目教学
[1] 戴士弘.职业教育课程教学改革[M].北京:清华大学出版社, 2007
[2] 李刚等.新概念单片机教程[M].天津:天津大学出版社, 2005
[3] 张宏伟.单片机应用技术实训[M].北京:北京理工大学出版社, 2010
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