基于“项目引领\任务驱动”的单片机教学模式

目前，大多数院校的单片机课程实践环节所采用的教学模式内容单一，综合训练不够。经过多年的探索，在单片机课程教学环节中，通过采用“项目驱动”这一全新教学模式，以实际项目导入教学为主线，让学生充分参与项目实施的全过程，从而优化单片机课程教学体系和知识结构，培养学生的实践动手能力、解决问题及团队协作能力。

一、项目驱动教学的优势

以教师为中心，以教材为中心，以课堂为中心的传统教学模式中，教师是教育的主动实施者，而学生是被灌输知识的对象、是被动接受者。而项目驱动教学强调以学生为中心，教师充当组织者、指导者的角色，利用情境、协作等环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和创造性，最终达到使学生有效地实现对所学知识重新进行建构的目的。与传统的教学方法相比，“项目驱动法”能更大地激发学生的学习兴趣和求知欲望。

二、单片机课程项目驱动教学的模式

在单片机课程项目驱动教学模式中，项目设计是整个教学的关键。教师应紧扣教学内容，以能力培养为出发点，结合单片机技术的实际应用，拟定切实可行的项目。

1.在设计项目时，应把握的原则

（1）实用性。理论知识应具有较强应用价值，与实际技能训练紧密结合。

（2）可行性。选择学生易理解、感兴趣的项目，尽量贴近企业产品实施过程与实际产品研发。

（3）难度适中。选取难度适宜的项目，提高学生的积极性。

（4）综合性。注重理论联系实际，注意与其他课程在专业知识体系的融合。

2.单片机项目驱动实践教学应侧重于工程训练

（1）相关理论知识的理解与运用能力的培养。

（2）单片机应用系统设计与调试能力的培养。

（3）了解系统的开发流程，熟悉相关开发工具，熟练使用相关仪器设备。

（4）充分体验从设计到产品的全过程，锻炼其工程实践能力。

（5）锻炼技术交流、团队合作等技能。

在项目的早期，教师处于主导地位，与学生充分交流和探讨，帮助完成主要调研和确定总体方案；但随着项目的进行，帮扶逐渐变成协助，越来越多的内容由学生独立完成，教师只需定期检查项目进展，并对难点问题进行及时指导；而在项目的后期，教师的作用主要是引导学生一步步迈向成功。前述单片机项目在实施时，一般由4人组成1个团队，由教师下达统一的任务，但每人分工各有侧重，实施中，团队成员通力协作，最终形成一套完整的实验装置。

三、举例分析

在目前教学中，选择“基于单片机控制的机器人小车”作为训练项目是切实可行的。该项目强调多门课程知识的融合与有机集成，可以给学生提供较大的发挥空间。

机器人小车的控制部分如图1所示，主要完成：上位机PC和单片机之间的串行通信；通过键盘进行参数设定；利用红外传感器和超声波传感器等组成网络对环境进行探测，避免传感器之间的相互干扰；用蜂鸣器、发光管等进行声、光报警；电动机闭环控制。利用码盘进行；转速反馈，采用PID算法进行转速控制；利用PC机模拟遥控器，对小车进行无线控制。

总控软件采用模块设计思想，主要功能模块以结构层次图的形式如图2所示。

该项目实施流程为：“需求分析”“项目调研与资料整理”“控制系统总体方案设计”“硬件电路设计”“基于PROTEL的线路板制作”“元器件安装与焊接”“硬件调试”“软件编程”“软件调试”“系统联调”“形成系统”“资料归档”。

实践表明，项目驱动是机电专业综合性实践教学改革中行之有效的方法，单片机类课程实践教学的尝试，不仅有效地激发学生的学习热情和钻研精神，而且明显提高了学生的工程素质、实践动手能力和意识，这无疑为学生今后就业打下了较好的基础。

（作者单位：严冬冬，江西冶金职业技术学院；

吴发根，江西新余学院）