基于“项目驱动式”单片机类课程教学改革与实践

时间：2024-05-18

莫莉　赵悦　倪妍婷　何欣

摘要本论文以高校工科专业单片机类课程教学为例，针对教师为主，学生为辅，理论重于实验的传统教学方式，提出一种全新教学模式“项目驱动式”，该模式以科研项目为导向，将项目实验深入到课程框架每一个知识点，倡导学生为主，教师为辅，理论与实验并重的新思路。实践表明，该模式更好的将科研与教学有机结合，最大程度激发学生学习兴趣和积极性，提高学生动手能力和团队协作能力，为其继续深造或创新创业打下坚实基础。

关键词单片机 “项目驱动式” 教学改革科研与教学相结合

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2018.06.052

Teaching Reform and Practice of Single Chip Microcomputer Course

Based on Project Driven Teaching Method

MO Li[1][2]， ZHAO Yue[1]， NI Yanting[1]， HE Xin[3]

（[1]Chengdu university， School of Mechanical Engineering， Chengdu， Sichuan 610106；

[2] University of Electronic Science and Technology of China， School of Mechanical and

Electrical Engineering， Chengdu， Sichuan 611731；

[3] Chengdu University Library， Chengdu， Sichuan 610106）

Abstract In this paper， a new teaching mode "project driven" is put forward， taking the teaching of single chip microcomputer course for engineering majors in universities as an example. The traditional teaching method thinks that the teacher is the main and the student is the second， and the theory is more important than the experiment. The new teaching mode is guided by scientific research projects， and the project experiment is penetrated into each knowledge point of the curriculum framework. It advocates a new idea of giving priority to students， teachers as the supplement， and paying equal attention to theory and experiment. Practice shows that the model is better combination of scientific research and teaching， to the greatest extent to cultivate students' interest in learning， improve students' practical ability， and enhance the level of students' business.

Keywords single chip microcomputer； "project driven"； reform in education； combination of scientific research and teaching

隨着人工智能逐渐深入工作与生活各个领域，单片机作为人工智能方向基本知识也逐渐成为我国各高校工科专业核心课程。该课程培养学生具备较强动手能力，团队协作能力，创新创造能力，为其继续深造和创新创业打下坚实基础。

1 课程内容与教学现状

单片机课程传统教学主要按其知识体系进行，授课内容繁多抽象，授课形式主要为教师主动讲解，学生被动接受，实验内容少、形式单一、汇编语言与实际产品开发脱节，大部分知识点仅停留在纸上谈兵阶段。因此，本门课程教学改革的首要任务就是合理调整教学内容，理论与实践结合，适当改变教学模式。

2 已实施教学改革措施及成效

笔者目前在课堂教学、实验教学、考核与评定体系三方面已进行一系列改革，并应用于实践。具体措施如图1所示。其中，课堂教学主要增设C语言、Proteus和Keil应用软件授课环节， C语言指令执行速度虽不及汇编语言，但语句兼容性好，可移植，可模块化编程，与实际产品开发衔接良好，Keil软件平台用于编写C51高级语言或汇编语言源程序，Proteus仿真平台用于设计虚拟硬件电路，两者结合，可针对每个知识点进行软硬件联合仿真调试，大大提高学生学习积极性；实验教学主要通过加大实验学时比重、增设课程设计、科研实践等动手环节来提高学生自主学习能力与动手能力；考核与评定体系改革公平合理的对待个性不同的学生，激发学生学习积极性，使学生跳出“死读书，读死书”的怪圈，真正做到“活学活用，学以致用”。

3 “项目驱动式”新型教学改革方案

目前已采用的教改方案，在提高学生学习兴趣和改善授课效果上起到一定促进作用，但实践操作机会偏少，学生动手能力仍不足，因此，笔者在已有教学改革平台上，采用全新教学模式“项目驱动式”进行二次改革。该模式以项目为导向，从简单实例着手，深入到课程框架每一个知识点，要求学生动手参与项目执行过程每一个环节，伴随各项目成功调试，学生学习效率、学习兴趣逐渐提高，发现问题、分析问题、解决问题及实践动手能力得到全面培养。

图1 已实施教学改革措施

3.1 “项目驱动式”教学内容

笔者借鉴其他高校教学经验并结合自身特点，归纳出适合我院单片机类课程教学知识点框架如图2所示，与各知识点匹配的基础实验项目如图3所示。

图2 单片机课程教学项目框架图

图3 单片机课程基础实验项目

针对知识点十一，A/D和D/A接口，与其对应基础实验项目为A/D转换实验和D/A转换实验。针对该项目设置5个任务，分别为：任务一认识ADC0808、ADC0809数模转换器；任务二数模转换LED显示；任务三数字电压表设计与实现；任务四认识DAC0832数模转换器；任务五三角波发生器设计与实现。五项任务由需求分析、电路设计、程序设计、仿真与调试四个步骤组成，环环相扣，层层递进，任务完成，知识点也牢记于心。

实践改革中，“项目驱动式”教学法不仅应用于基础授课环节，还应用于课程设计环节，引导学生发挥其创新创造力，为其继续深造或创新创业打下坚实基础。课程设计项目如表1所示。

3.2 “项目驱动式”课程考核与评价体系

上一轮教学改革后，课程考试与评价体系由平时成绩（10%）、实验成绩（20%）、上机成绩（20%）和期末成绩（50%）四个部分组成，一定程度上能考核到学生的动手能力、学习态度以及学习效果，执行“项目驱动式”教学改革后，课程考核与评价体系进一步调整：

（1）平时成绩10%：出勤率和课后作业；

（2）实验10%：教学大纲中制定的3个实验计划；

（3）项目完成度20%：项目完成情况（电路设计、程序设计、联调效果等）；

（4）上机考试20%：Proteus+Keil计算机仿真操作考试，该项考试采取固定式命题方式，要求学生在规定时间内设计出题目所要求的电路和程序，并联调成功，主要对学生掌握各知识点情况进行实践考查；

（5）期末笔试40%：学期结束后，针对该课程统一进行的闭卷笔试，主要对学生掌握各知识点情况进行理论考查。

3.3 “项目驱动式”教学效果

“项目驱动式”教学特点在于“学生为主，教师为辅”，从根本上改变了传统教学模式“教师为主，学生为辅”的老思路。授课过程中，教师主要以引导为主，更多的还是提倡学生自己动手，激发学生学习兴趣和钻研精神，培养学生认识问题、分析问题、解决问题及与他人沟通协作的能力。目前，我系学生积极参加四川省及全国各项电子类竞赛，均获可喜成绩，学生毕业设计逐渐由理论性较强的文字阐述转变到理论与实践相结合的具体电子作品，优秀毕业论文比例明显提高，毕业生继续深造比例，适应社会能力，就业岗位层次也明显提升。

3.4 “项目驱动式”教学问题及改进

引入“项目驱动式”教学进行技能教学效果良好，但仍然存在一些问题需要改进：

（1）教学进度有待把控。“项目驱动式”教学主要提倡学生自己动手，参与项目实施。学生不同，对待知识点的理解和掌握程度不同，动手能力也不同，导致学生在项目实施过程中进度不同，有的同学能够保质保量完成，有的同学只能草草收兵，甚至浑水摸鱼。今后教学环节中，还需采取相关措施，既能保证学习效果，又能保证教学进度。

（2）课堂纪律有待把控。“项目驱动式”教学课堂是非常灵活的，项目实施过程中，学生在任何一个环节遇到问题都可以和老师或同学进行讨论，部分同学能够在此轻松自由的环境中酣畅学习，也有部分同学滥竽充数，甚至影响他人。今后教学环节中，还需采取相关措施，约束学生在课堂中的行动，有效把空课堂纪律。

4 结论

“項目驱动式”教学使学生真正成为学习的主体，很好的激发了学生的学习兴趣和学习热情，发掘学生的钻研精神，培养学生的动手能力，沟通协调能力和发现问题解决问题的能力。教师也可以做到因材施教，将书本理论知识与项目实践经验相结合，更有助于培养出适应社会发展需要的应用型人才。

基金项目：国家自然科学基金（51505042）；四川省教育厅基金项目（14ZB0369）；四川省教育厅教改项目（P09398）；成都大学校教改基金项目（cdjgb2017079）

参考文献

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