項目驅(qū)動與模塊化單片機課程改革初探
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【摘要】過去的以教師為中心的單片機課程教學(xué)，由于課程的綜合性太強使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對很多知識點難以接受，我們通過對本門課程項目式和模塊化改革的結(jié)合，合理安排教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)資源，降低初學(xué)者入門門檻，引導(dǎo)學(xué)生以興趣為導(dǎo)向，極大的提高了學(xué)習(xí)者主動獲取知識的意愿，明顯提高了本課程的教學(xué)效果。
【關(guān)鍵詞】模塊化教學(xué)；項目驅(qū)動；教學(xué)改革
“單片機技術(shù)”課程在本科院校里是電子信息類專業(yè)的必修課程，這門課程是以電子技術(shù)基礎(chǔ)，編程語言，計算機理論等知識為基礎(chǔ)的一門專業(yè)性和應(yīng)用性很強的綜合性課程。基于以上特點，對于初學(xué)者來說對單片機的理論知識的正確把握往往感覺比較吃力，給初學(xué)者造成學(xué)習(xí)困難。但是經(jīng)過我們多年的教學(xué)經(jīng)驗，這類有很強的應(yīng)用性和實用性的課程，以項目式教學(xué)更能推動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時模塊化的教學(xué)設(shè)計更能降低初學(xué)者入門的門檻。兩者相結(jié)合教學(xué)方法的采用對本門課程的教學(xué)效果提升明顯.
1單片機項目驅(qū)動教學(xué)法
以往的單片機教學(xué)模式是以教師為中心，老師在課堂上按照教材，或者教學(xué)大綱按部就班的講授理論原理和知識點；以課堂教學(xué)為中心，學(xué)生學(xué)習(xí)為被動接受，由于知識點綜合性比較強，理論太深奧使得學(xué)生往往學(xué)習(xí)興趣不高,同時缺乏動手實踐機會，教學(xué)效果一般不夠理想。以項目驅(qū)動的教學(xué)法是學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，以實踐應(yīng)用為根本目標(biāo)，圍繞具體的項目構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容體系，通過師生共同參與完成一個具體的項目而展開的教學(xué)活動。注重的不是最終的結(jié)果，而是項目完成的過程，在項目的教學(xué)實施過程中，學(xué)生按需學(xué)習(xí)，親身實踐，學(xué)生在項目的實踐過程中，理解知識和掌握技能，學(xué)習(xí)成為一個參與的創(chuàng)造實踐活動，培養(yǎng)分析和解決問題的能力。引進單片機項目教學(xué)方式打破了原有的教學(xué)組織安排，以項目的開發(fā)步驟作為教學(xué)內(nèi)容，將課程的內(nèi)容分解為一個個小項目，從項目引入到項目解析再到任務(wù)分解然后到知識點講解最后知識點應(yīng)用，將原教學(xué)方案里單片機的知識點穿插到具體項目開發(fā)的過程中[2]。這里面包含了軟、硬平臺搭建到項目展開再到項目完成的一系列教學(xué)活動，使學(xué)生從被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，按照這種方法我們將以往教學(xué)體系中的知識內(nèi)容變化為若干個工程項目（見表1），然后圍繞著這些工程項目任務(wù)的展開同時開展教學(xué)，讓學(xué)生以具體工作目標(biāo)的展開來進行教學(xué)環(huán)節(jié)的工作。有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新能力，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。在這整個過程中，學(xué)生能很好的把握課程的知識要求，在體驗創(chuàng)新與探索的過程中，又培養(yǎng)了學(xué)生們的分析解決問題的能力及團隊協(xié)作能力等。
2模塊化的單片機教學(xué)方法
任何復(fù)雜的系統(tǒng)都是由具有完整基本功能的功能模塊電路組成，單片機應(yīng)用系統(tǒng)也是如此，一般由cpu系統(tǒng)、中斷系統(tǒng)、I/O口等。同時任何復(fù)雜的電路系統(tǒng)都可以分解為多個具備單一功能的模塊電路，按照這個思路，學(xué)習(xí)單片機系統(tǒng)我們也可以從單片機的功能模塊電路入手，我們根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,和學(xué)習(xí)單片的一般原理的方法，機將單片機教學(xué)模塊分成幾個部分，這里面每個部分有自己的專用模塊[3]。比如程序功能部分、硬件部分；在對硬件電路設(shè)計部分進行模塊化設(shè)計，將單片機的各個功能模塊以獨立的原理圖形式出現(xiàn)，我們把單片機個硬件按功能分為了鍵盤模塊、數(shù)碼管顯示模塊、傳感器控制模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、顯示模塊、通信模塊等幾大模塊，如圖1。各個模塊通過面包板上預(yù)留的連接器與系統(tǒng)主板進行連接,然后用排線組合成所需要的系統(tǒng)。在教學(xué)過程中，要不斷收集遇到的各種硬件功能模塊電路，弄清它們的工作原理、性能及特性、特定的功能及使用方法，把系統(tǒng)化整為零，建立起自己的硬件模塊庫。指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會搜集、分析別人的設(shè)計案例、論文和相關(guān)書籍中的功能模塊電路，不斷地充實自己的功能模塊電路庫，日積月累，學(xué)生就會覺得自己的單片機系統(tǒng)設(shè)計能力越來越強。最后在進行模塊分解時，各模塊功能盡可能專一，聯(lián)系盡可能簡單，使模塊獨立性強，方便教學(xué)實用的模塊。
3總結(jié)
新興本院校定位應(yīng)用型教學(xué)型高校，以培應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才為目標(biāo)[4]。在此基礎(chǔ)上的以項目驅(qū)動法教學(xué)和模塊化教學(xué)為主線，以實際應(yīng)用為培養(yǎng)為目標(biāo)的“單片機技術(shù)”課程教學(xué)改革思路，按照這個方式能使學(xué)生在項目模塊化的環(huán)節(jié)中一步一個臺階。此教學(xué)法脫離了枯燥無味的說教模式，使學(xué)生在具體的設(shè)計項目的工作環(huán)境里輕松自在的狀態(tài)來投入到學(xué)習(xí)中，思維能力、動手能力、學(xué)習(xí)能力以及團隊協(xié)作能力都有了明顯提高，模塊化學(xué)習(xí)過程中所積累的各種電路系統(tǒng)模塊也促進構(gòu)建成學(xué)生進行科技創(chuàng)新實踐、參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練的重要模塊庫，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和成就感。法國文化教育學(xué)家斯普朗格曾言：教育的最終目的不是傳授已有的東西，而是要把人的創(chuàng)造力量誘導(dǎo)出來[5]。本課程的教學(xué)改革正是朝著這個方向前進。
參考文獻
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[2]馮冬菊,王丹虹,等.基于項目驅(qū)動的機械制圖教學(xué)改革[J].實驗室科學(xué),2012,15(3):25-27.
[3]唐鴻儒,夏揚,黃亞忠.單片機課程的實踐教學(xué)探索[J].南京:電氣電子教學(xué)學(xué)報,2009(1).
[4]王京港,張翠平.基于項目驅(qū)動及proteus仿真的單片機教學(xué)改革探索[J].中國電力教育,2013(22).
[5]李志義.高水平研究型大學(xué)本科教學(xué)模式的選擇[J].中國高等教育,2007,(3):20-22.
作者:王強 羅開武 單位:銅仁學(xué)院大數(shù)據(jù)學(xué)院
