项目式教学法在单片机课程中的应用研究

引言:

作为现代电子信息技术的重要关键技术，单片机技术在智能控制技术、自动化设备技术等多方面得到广泛应用，并成为高职院校电子信息类以及自动化等专业的主要课程之一。但现阶段高职单片机教学中出现理论与实际教学脱钩、学习兴趣不足和就业能力差等突出的问题，严重阻碍了高素质技术技能型人才的培养与发展。基于项目的教学模式已经成为了应对上述问题和面向行业需求的重要方式。

一、意义

（一）助力学生综合能力提升

项目化教学法把学生的中心地位突出出来，注重自己探究，动手应用，这对高职院校培育技术技能型人才非常合适，在单片机课程当中，学生要单独去做资料查找，方案规划，编写程序以及调试改进等工作，这种训练能够增进对单片机工作原理的认识，提升动手操作的水平，有效的增进沟通能力，协作能力，经营能力等。

（二）优化课堂教学效果

传统单片机课程教学大多采用“填鸭式”灌输方式，课堂气氛沉闷，学习积极性和主动性较差，致使教学成果很难符合预期。项目化教学法以实际工程项目为依托，把抽象理论知识具象成具体任务。此过程里，学生在明确目标指引下主动探究解决问题的策略，在实践操作中加深认知，通过启发性提问，分组合作以及技术指导等手段调动学生思维潜能，营造起积极互动的学习氛围。

（三）衔接岗位实际需求

高等职业教育要培养符合生产，建设，经营和服务这些领域所需的高技能技术型人才，它的教育目的和单片机课程设计很匹配，项目式教学法把实际生活中的工作情况当作教学依托，就好比开发一款智能小车控制系统或者设计一套智能家居安防系统之类的事情，这期间可以提前接触相关的知识要点，而且能体会到这个行业里边的技术标准和操作规则，在这样的环境下用项目式教学方式来学习，可以让即将毕业的学生更加迅速地融入到工作环境中去，缩减他们从校门跨进职场的步伐，提升其就业的竞争实力和发展潜力。

二、策略

（一）基于真实项目的教学内容重构

建构主义学习理论认为学习就是学习者在一定的情景中，利用各种信息和资源对信息进行意义建构的过程 [1]。这样既符合建构主义学习理论的主要观点，也符合学生依靠自己的努力，自己搭建知识体系的要求。该类综合型实训项目，涵盖了单片机课上所涉及的主要知识、技术点，冲破了传统教学过程中知识点零散且各不相同的现象，使教学内容更加完整，并且具有很强的实际操作意义。

按照《单片机原理及应用（C51 编程）》做指导，选“智能温室环境监测与控制系统”当作实践教学案例，在项目开展的过程中，把第二章“单片机基本结构与工作原理”里面的CPU，存储器这些概念同硬件设计环节相联系，依靠第三章“C51 编程语言基础”所涵盖的变量定义，函数调用之类元素，构建软件算法框架，凭借这种跨越章节的知识联系方式，学生就直接能感受到每个知识点的应用情形，加深对整个知识体系的认识，并且加强知识的综合应用能力。

（二）分阶段递进式项目任务设计

维果茨基的“最近发展区”理论认为个体的认知发展分为两个层次，一个是当前的发展实际水平，一个是有潜力发展的水平，二者差距就是最近发展区 [2]。分阶段递进式设计的项目任务把整体目标拆成一堆简单到复杂的子任务，每一个子任务都在学生的最近发展区内，这样一来就能让学生一点一点完成任务提高能力，慢慢培养解决难题的本事。

《单片机技术与应用》第二版围绕“自动循迹小车”这个项目设计三个递进子任务模块。重点学习第一个阶段任务“单片机最小系统”，深入了解第一章中单片机的引脚功能、最小系统的建立等基础知识，并且在动手操作的过程中，能够更好的认识硬件以及电路等，第二阶段的重点在于“直流电机驱动与控制”，主要采用第四章介绍的单片机 I/O端口编程和电机驱动相关例子进行学习，让学生熟练掌握单片机的输出控制技术，提高动手能力，并达到目前的学习要求。让学习者设计出通过传感器采集的路径数据的循迹算法，并利用“传感器接口技术”的知识设计出完整程序，提高学生对单片机综合的运用以及实践的能力。

（三）多元化的教学评价体系构建

多元智能理论表明，人的智力是由许多相对独立部分所构成的，并且这些部分会以不同的方式表现出来 [3]，按照这个理论构建出来的多维教学评价体系，能较为全面且客观地对学生在项目化学习过程中各方面的表现予以评价，这种评价机制主要考察学生在项目执行期间参与的积极性、专注度、与人协作的能力以及解决问题的水准等方面，从而激发其内在的学习驱动力。

《单片机应用技术项目化教程》第四版“交通信号灯控制系统”项目，创建起一个从多个角度去评价学生的体系，该体系包含设计规范性、实践操作表现、自我反思能力这三个核心指标，目的是从不同的角度来考察学生的专业技能与综合素质，用这种方式来改变以往那种主观性强且缺乏全面性的评价过程，这种具有开创性的评价方式有益于更精准地评判学习成效，并能有效推动学生的个性化发展和各方面综合能力的提升。

三、结论

把项目式教学法运用到高职院校单片机课程当中，可以有效地冲破传统教学模式的固有限制。通过重新安排教学内容体系，创建起递进式的任务序列，从而最大限度地激发学生们的主体性。虽然在实际操作过程中会碰到项目选题难度较大，教师指导压力较重等现实困难，不过随着教学经验的逐步累积和持续改善，这种模式在单片机课程里或许能发挥更大的作用，给培育高质量的单片机技术技能型人才给予有力的支持。

参考文献

[1] 李红。项目式教学法在高职单片机课程中的实践研究 [J].职业教育研究，2022 (05):45 - 48.

[2] 张军。基于项目驱动的单片机应用技术课程教学改革 [J].中国职业技术教育，2021 (18):78 - 82.

[3] 王芳。建构主义视角下单片机课程项目式教学模式探讨 [J].高等职业教育 ( 天津职业大学学报 ), 2020 (03):56 - 59.