单片机应用技术课程的项目化教学改革与实践

向兵++乔之勇

摘 要：该文针对基于项目化教学的单片机应用技术课程改革进行了全面阐述。课程改革以培养与市场“零距离”对接的高技能技术型人才为目标，在吸取了国内外当代职业教育教学改革的經验和成果的基础上，构建了基于工作过程的项目化系统教学体系；开发了项目驱动、任务引导的教学内容；设计了基于真实工作过程的理实一体化教学方法；形成了以能力考核为出发点，理实结合、注重过程、覆盖全面的考核体系。经过近6年的教学试点，培养出了一大批具有单片机项目开发能力的高技能人才。

关键词：单片机应用技术 课程改革 项目化教学

中图分类号：G424 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）10（a）-0158-02

传统的单片机课程教学方法注重理论知识的系统性，而在学生的应用开发能力培养方面欠佳。不能满足高职或应用技术类高校的教学需要。因此，很多高职院校在单片机应用技术的项目化教学改革中做了大量尝试。

此次课程改革以培养与市场“零距离”对接的高技能技术型人才为目标，在注重理论够用的原则下弱化了学科教学内容，而在注重实践应用的原则下加大了工程综合应用的教学难度。在教学过程中，要求教师全面掌握单片机工程应用技术，严格按照“理实一体”教学模式进行教学，并切实执行“过程量化”考核体系。此外，还为学生提供了“开放性第二课堂”实训教学环境，便于学生完成大量的课后实践练习。

1 设计理念

以服务经济和社会发展为立足点，以就业为导向，以增强学生的职业能力为目标，通过校企合作共同完成教学内容的选取。

项目导向、任务驱动组织教学。知识点带入项目中，通过任务的完成实现由感性到理性掌握相关知识点，同时注意知识点的系统化及完整性。

工学结合，“教、学、做”一体化施教，过程量化考核，重点培养学生的应用能力和解决问题的实际工作能力。

2 培养目标

通过对智能电子产品生产企业进行走访调查，其岗位需求如图1所示。根据学生的实际情况，在注重学生的职业素养、自主学习能力和创新能力培养的基础上，将专业技能定位在培养合格的产品装调工、产品质检员、生产工艺管理员、产品销售工程师、售后服务工程师、PCB设计工程师及软硬件设计助理工程师等。

3 项目选取

在教学项目的选取上充分体现了项目的趣味性、活动性、生活性、实用性和悬疑性，尽可能发挥项目载体对学生的吸引效果。

教学项目包括流水灯控制系统设计、简易数字时钟设计、数字电压表设计、数据存储及回放系统设计和窗帘智能控制系统设计等6个项目。

其中流水灯控制系统设计项目采用汇编与C51两种编程语言分别实现，重点讲述单片机内部资源，包括I/O端口操作、定时器、中断系统和串口等功能模块的使用；汇编部分侧重讲解单片机的基本结构及工作原理，基于“理论够用、注重实践”的原则进行内容的编排；C51语言编程部分侧重对C51的基本语法及结构化编程思路的讲解。其他5个项目则利用C51语言编程实现，重点讲解常用外部模块的使用和综合应用系统设计思路，知识点涉及数码管、键盘、蜂鸣器、液晶显示器、DA转换器、AD转换器、步进电机、无线遥控器和光敏电阻等器件的应用编程。

另外，在遵循“由浅入深、循序渐进”认知原则的基础上，按照“自成体系、模块化”的设计思路将每个学习项目又细分为2～4个设计任务进行编排。任务分解如图2所示。

4 教学设计

课程教学由课堂教学及课外教学两部分构成。课堂教学以自编教材为主线，以模块化实验电路板及软硬件开发软件为载体，利用多媒体机房，采用“项目导向、任务驱动、理实一体”的模式组织教学，具体完成知识点讲解、任务设计演示及课堂实践练习等教学内容。课外教学以电子信息协会、电子产品创新基地、网络课堂等教学资源为依托，采用老帮新、观看视频、远程答疑等方式，完成课后巩固练习和拓展训练等教学内容的学习。

5 课堂教学

按照给出任务→分析任务→硬件设计→软件设计→系统仿真→分组练习→教学评价的顺序进行施教。在整个教学过程中，以学生为主体，充分调动学生的学习主动性，老师起任务引导、知识点讲解、演示讲解和任务实施答疑的作用。

6 课外教学

课外教学由同学自主进行，主要完成知识点巩固、实践操作和拓展训练等部分学习内容。学院为同学提供丰富的课后自学资源包括：网上资源、电子信息协会、开放性创新实验室等。

网上资源包括：电子教案、电子课件、电子教材、电子任务单、器件资源库、应用实例、教学视频、实训项目制作视频、考核系统、网上答疑系统等。

电子信息协会是一个面向全院开放的电子设计与制作学生社团，在专业老师的指导下开展一系列针对性较强的专业理论培训、电子综合系统设计、电子趣味制作、电器维修等活动。同学可利用协会资源，在指导教师或师兄、师姐的帮助下完成课后实操练习。

开放性创新实验室提供单片机及嵌入式系统高级开发套件：常用电子元器件、系统装调工具、51单片机、DSP、ARM开发设备等，对单片机应用技术深入学习机研究提供24小时开发环境。

7 教学考核

教学考核基于“兼顾职业素养、理实结合、注重实践”的原则进行，设计了以日常考核、实操考核及期末考核相结合的过程性量化考核体系。日常考核主要考核同学职业素养及阶段知识的掌握情况，通常以平时表现、课后作业及任务的完成情况来衡量；实操成绩通过实验课的实验过程及实验报告进行评价；期末考核一般以闭卷的形式进行考核，侧重考查同学理论知识的掌握及综合应用能力。

8 改革成效

此次教学改革打破了传统学科型教学的模式，采用项目化教学体系进行教学。在注重理论够用的原则下弱化了学科教学内容，在注重实践应用的原则下加大了工程综合应用的教学难度。在教学过程中，要求教师全面掌握单片机工程应用技术，严格按照“理实一体教”学模式进行教学，并严格执行“过程量化”考核体系。此外，还为学生提供了“开放性第二课堂”自主学习环境，为学生创造了广阔的学习空间。

自2008年开始实施教学改革以来，在近几届的电子设计竞赛和信息技术专业人才大赛等国家级和省级技能大赛中也取得了较好成绩，其中，国家级二等奖3项，国家级三等奖5项，四川省一等奖6项，四川省二等奖15项。

9 结语

总结此次教学改革有以下创新点。

（1）用项目式教学形式变枯燥为生动。

（2）知识点融入项目中，努力做到做中学。

（3）精心安排项目实施过程变繁为简。

（4）让学生亲手制作项目活跃学习氛围。

（5）用成功激发学生的学习兴趣。

（6）过程考核体系考核学生的综合学习效果。

适合在中等职业教育、高等职业教育、应用本科教育等职业教育领域进行推广。

参考文献

[1] 乔之勇.单片机应用系统设计项目化教程[M].北京：电子工业出版社，2014.

[2] 应立恒.基于工作过程的课程项目化教学改革[J].中国职业技术教育，2008（22）：36-38.

[3] 胡春芳.关于高职项目化教学改革的探析[J].职教论坛，2012（5）：32-33.