基于项目教学法的《单片机C51》课程设计及应用

论述了《单片机C51》课程采用项目教学法的教学目标，设计原则，用一个项目具体阐述了项目教学法的设计步骤。从实际教学效果证明，采用项目教学法后能够充分调动学生的学习兴趣，锻炼动手能力，培养团队协作精神，在很大程度上提高《单片机C51》课程的教学效果。

项目教学单片机课程设计项目教学法是指围绕着项目组织和开展教学，使学生直接全程参与，体验、感悟、论证、探究。具体包括：（1）师生通过共同实施一个完整的“项目”工作来进行教学活动。（2）学生在教师的主持下以小组合作工作形式，自行组织完成项目。（3）工作要主动，学习过程成为一个人人参与的创造实践活动，注重的不是最终结果，而是完成项目的过程。

一、《单片机C51》课程简介

《单片机C51》是我院电子工程系中多个专业开设的一门课程。本文所介绍的《单片机C51》课程，是机电一体化专业中设置的专业核心课程。能为从事机电产品生产与开发的企业培养具有单片机应用产品设计、分析、调试和制作能力的实践型人才。机电一体化专业中本门课前导课程包括电路基础、电子技术基础、传感器与检测技术、电气控制与PLC；平行课程包括液压与气动技术、机电一体化技术、数控技术应用；后续课程包括创新设计与实现、用户控制界面开发。《单片机C51》课程采用项目教学法能让学生更深入的理解单片机开发的过程，不仅提升了硬软件设计能力，而且培养了职业素养，对于推动高职教学改革工作具有积极的意义。

二、《单片机C51》课程教学目标

本门课程教学目标分为三个方面：（1）知识目标。掌握单片机端口及端口的基本应用；掌握C51程序的基本结构及设计方法；掌握程序对单片机端口的控制方法；（2）技能目标。通过相应的项目学习，提高学生单片机控制电路的设计能力和动手操作能力，从而培养学生分析和解决实际问题的能力。（3）情感目标。通过师生互动让学生在学习中有成功的欲望和获得知识的喜悦，增强自信心；同时培养学生的职业道德、团队精神和协作能力，培养创新意识。目标三位一体，全面培养具有丰富理论知识和很强动手能力的高级技术应用型人才，与高职院校培养目标接轨。

三、《单片机C51》课程采用项目教学法的设计原则

1.“先整体、后具体”的原则。先让学生对本门课程有一个整体的认识和了解，掌握C51程序结构，以及端口的应用，然后用具体项目进一步拓展培养学生的编程思想，提高学生的分析问题和解决问题的能力。经过多年的积累我个人对本课程的认识总结了以下几句话：时间改变状态，状态控制端口；端口驱动硬件，硬件实现功能；硬件端口分配，软件功能分配。

2.虚拟仿真与试验箱验证相结合的原则。授课时使用Proteus仿真软件、Keil C51编程软件对项目进行原理图布图、代码调试。然后与试验箱连接，实现与电路协同仿真，真正实现了从概念到产品的完整设计（完成从概念到具体应用的过程）。

3.以学生为主体，鼓励学生主动探索，培养学生自主创新意识，提高学习兴趣，享受成功的喜悦。

4.以教师为主导，对项目进行集中讲解，个别辅导，充分发挥教师的指导、协助、协调和监督的作用。

四、《单片机C51》课程教学过程设计

本门课程设计了五个项目，包括项目一单片机实验电路制作；项目二C语言程序识读；项目三班级成绩排名；项目四流水灯；项目五键控数码显示；项目六倒计时；项目七交通灯；项目八数字钟。下面以具体的一个项目为例介绍教学过程，教学分为六个步骤。

1.情境导入。用多媒体播放交通灯画面，把本项目内容形象化，让学生乐于接受，易于理解。

2.项目任务。要求是只有红灯、绿灯轮流切换。南北方向绿灯40秒，东西方向绿灯30秒，动态扫描显示时间。

3.项目分析。学生按照分组首先分析项目任务，根据任务查找、搜集相关资料，设计硬件、软件资源的分配，初步确定方案。

4.方案制定。小组讨论方案，如有问题，分析解决，最终形成纸质文档。以下是某一小组制定的方案，如表1。

5.方案实施。根据方案，使用Proteus仿真软件、Keil C51编程软件对项目进行原理图布图、代码调试。主函数完成初始化，定时器T0完成动态扫描、倒计时、状态变换。通过编译、仿真验证后与试验箱连接，观测效果，进一步完善设计。

6.项目拓展。完成本设计后，教师进行引导，学生可以把本项目的编程思想拓展到不同领域，例如洗衣机的状态，洗涤、漂洗、脱水这三个状态和交通灯的红灯、黄灯、绿灯这三个状态类似。因此学生经过一个项目的实施，学会一类项目，学习能力大大提高。

7.小结与评价。以小组为单位进行成果展示，评价时采取自我评价、小组互评、教师评价相结合的形式进行。

五、应用“项目教学法”的几点感触

1.使学生真正感觉到了理论与实践的有机结合，领悟到程序设计的基本方法。

2.使学生学会了怎样学习和运用新知识、新技能的方法，学会了学习，体验了知识技能的“边学边用，活学活用”的价值，自主学习能力初步形成。学会了面对问题、分析问题、解决问题的方法。

3.培养了学生协作学习、合作探究的学习能力，初步形成了团队意识。

4.培养了学生搜集信息、分析取舍信息、整理信息的能力。

5.巩固拓展了学生以前的知识技能，使学生完成专业任务的综合能力得到提高。

6.自我评价、小组互评、教师评价相结合的形式，调动了学生的积极性。这个过程既培养了学生的独立工作能力、协作精神，同时也有助于学生社会能力及综合职业能力的养成。

项目教学法在网络安全课程中的应用

郑莹

（湖南常德职业技术学院）

为了提高计算机专业学生的实践动手能力，解决高职学院计算机专业课程中学生学习积极性不高、计算机教学效率低下的问题，在高职学院网络安全课程中采用项目教学法显得十分必要。

项目教学法网络安全密钥数字证书在当前的计算机教学中，一般老师在讲授网络安全课程时更多的是采用传统教学管理模式。首先，对网络安全的概念、安全服务、安全机制、网络的层次结构以及各层的安全性等内容进行介绍；其次，介绍数据加密机制、数据完整性和签名机制、密钥的分配与管理和常见病毒等内容；最后，介绍一下网络入侵与防火墙的概念。这种传统的全理论教学模式看起来老师已经把网络安全的知识全部传授给了学生，但实际上，高职学院的学生只是似懂非懂地了解了一些安全知识，至于如何具体去建立和维护一个网络的安全性仍然很茫然。

由于，高职教育是学历教育和职业培训相结合的教育模式，是让学生接受理论知识和操作技能溶于一体的教育，为了努力提高学生的理论知识水平和实践动手能力，我们在教学中采用了能充分发挥学生的主体性和创新性的项目教学法，并且取得了很好的效果。

一、项目教学法

建构主义学习理论认为，知识不是通过教师传授得到的，而是学生在一定的情景下，借助他人（包括教师和同学）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式获得。基于建构主义的教学法要求，学生在学习过程中，要以自身为中心，老师以帮助者角色，利用情景、协作、会话等学习环境要素，让学生充分发挥主体性和创新精神，使学生有效地达到对当前所学知识的意义建构。

项目教学法就是在建构主义的指导下，以实际的工程项目为对象，先由老师对项目进行分解，并作适当的示范，然后由学生分组围绕各自的工程项目进行讨论、协作学习，最后以共同完成项目的情况来评价学生是否达到教学目的的一种新的教学方法。项目教学法针对高职学生素质普遍不高的情况，通过示范项目让学生掌握最基础的知识，并架起学习新知识的支点，然后运用知识迁移、协作讨论来完成对知识的意义建构。

二、项目教学法的教学案例

项目教学法要求在教学过程中，以完成一个一个具体项目为线索，把教学内容巧妙地隐含在每个项目之中，让学生在实践中自己发现问题，并经过独立思考和老师的指导，自己解决问题，学会自我学习的方法。根据网络安全课程特点，我们结合北京网证通科技有限公司签发的数字证书为例来确立密钥分配与管理的知识体系结构，它包括密钥产生、对称密码体制和公开密码体制的密钥管理、Kerberos的鉴别和密钥分配模型、数字证书的申请和管理、验证等几个部分。每个部分包括学生应掌握的理论知识，然后再通过项目教学法来体现这些理论知识的实际应用，做到理论联系实践。

学生通过登陆广东电子商务认证中心的主页，参加申请证书、安装证书、利用数字证书进行加密和验证几个模块的学习，切实地掌握从理论知识到实践操作的过渡，满足企业对人才的能力要求。整个教学过程中，需要学生动手操作才能实现教学目标。学生在完成实践操作的过程中，分析问题、解决问题的能力得到提高，独立探索及合作学习的意识得到强化。

项目教学法的实践操作教学环节采用四级教学法：

（1）准备。在此阶段首先应确定课题和明确教学目的，将学生分成若干项目小组，整个项目分成若干小的项目，然后让学生分组选择小项目。

（2）示范。由实践指导教师慢慢地演示操作步骤，同时阐明要做什么和为什么这么做，指出可能会出现的错误和操作中的技巧。

（3）仿做。学生按项目小组的分工进行操作，教师在一旁作解释指导，并纠正大的错误，同时给予帮助，表扬能正确掌握要领的学生，鼓励后进学生。

（4）应用。由指导教师给出应用练习题，学生独自解决问题，要求不仅要正确，而且要能较快较熟练地解决问题。在实践教学过程中，不仅要培养学生实践操作的基本技能，职业（岗位）专业技能，而且还要重视学生的职业基本素质的培养，包括守时、准时及工作责任心，工作态度，行为规范的训练，团队协作、相互沟通的能力，独立计划、组织、实施的能力，发现、分析并解决问题的能力。

三、项目教学法在具体实践中应该注意的问题

在项目教学中，学习过程成为一个人人参与的创造性的实践活动，它注重的不是最终的结果，而是完成项目的过程。在项目的具体实践中，教师应该注意以下问题：

1.确立实用、优秀的项目

项目的确立不是一件轻松随便的事。首先，项目要包含全部教学内容并尽可能自然、有机地结合多项知识点；其次，项目的难易度要针对学生的实际水平来确定；再次，项目要被大多数学生喜爱，并可以用某一标准公平准确地给予评价。当然，不是每个项目都能面面俱到，老师要根据具体的培养方向来确立最合适的项目。

2.项目活动团体的确立要根据具体情况妥善安排

项目是由学生独立完成，还是分组合作来完成，要根据项目的具体特点来确立。我们通过多次的教学实践得出：单纯针对某一新知识的项目，以学生独立完成较合适；而对于涉及知识面较广、难度较大的项目，则要分组合作完成，因为学生们各有所长，知识的互补性可以帮助他们解决更多的问题。

3.老师的指导要恰到好处

学生在完成项目的过程中遇到困难，老师应及时给予指导。针对不同层次的学生，老师指导的深度要有所不同。项目教学法的根本宗旨是让学生自己发现知识、提高技能，因此，老师一定要把握好指导的尺度。即使学生有问题，也应该是启发性的，非正面、非全面地提示性指导不但使学生记忆深刻，还能锻炼学生的发散思维，培养其创新能力。

4.项目总结必不可少，并要进行项目拓展和延伸

项目完成过程是学生自己探索钻研的过程，为了能学众人之长，项目完成后的总结也相当重要。它应包括思路总结和技巧总结。思路总结可以帮助学生明晰项目完成的最佳思考方法，找到自己理论上的不足。技巧总结中，“一题多解”是应该极力推荐的，每一种方法不管难易都应该展示给学生，再由老师与学生共同评价各种方法的优缺点及适用范围，这样，学生可以学到更多的操作技巧，全面吸收整个项目活动的精髓。

参考文献：

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[4]王勇.浅析项目教学法在《机械制图》教学中的运用[J].中国科教创新导刊，2011，（22）.