基于微项目的高职高专单片机课程改革研究

秦蒙 任照富 何远纲

摘要：针对目前高职高专单片机课程存在的学生畏难情绪过高、学习效果较差等问题。该文在分析项目驱动教学模式的基础上，提出了一种微项目驱动教学模式，将传统的大项目分解为若干个易施性强的微项目，并将其运用到高职高专院校的单片机课程教学中，该模式下的微项目具有难度低、周期短极易上手等优点。实践证明，基于微项目的单片机课程教学模式，有效地克服学生对课程的畏惧情况，学习积极性明显提高，教学效果大为改善。

关键词：高职高专 单片机 微项目 课程改革

中图分类号：G712;TP368.1-4   文献标识码：A   文章编号：1672-3791（2022）05（b）-0000-00

基金项目：重庆市高等職业技术教育研究会课题项目（项目编号：GY200010）;重庆电力高等专科学校教研项目（项目编号：D-JY202006）。

作者简介：秦蒙（1986—），男，硕士，讲师，研究方向为智能算法、人工智能及物联网技术。

Research on Curriculum Reform of Single Chip Microcomputer in Higher Vocational Colleges Based on Micro Project

QIN Meng  REN  Zhaofu   HE Yuangang

（College of information engineering， Chongqing Electric Power College， Chongqing， 400053 China）

Abstract： Aiming at the problems of students' high fear of difficulties， poor learning effect and so on. Based on the analysis of the project driven teaching mode， this paper puts forward a micro project driven teaching mode， which decomposes the traditional large project into several easy to implement micro projects， and applies it to the single chip microcomputer course teaching in higher vocational colleges. The micro project under this mode has the advantages of low difficulty， short cycle and easy to use. Practice has proved that the single chip microcomputer course teaching mode based on micro project can effectively overcome students' fear of the course， significantly improve their learning enthusiasm and greatly improve the teaching effect.

Key Words： Higher vocational colleges; Single chip microcomputer; Micro project; Curriculum reform

《单片机原理及应用》是国内各高职高专院校电子、电气、通信、自动化等学科的必修课程之一，同时也是诸多学科最重要的专业核心课程，具有极强的理论性和实践性。目前，在国内众多高校里，该课程的教学模式还是局限于基于实验箱的验证型实验教学，教学方式较为单一，学生的学习效果也不理想。近年来，有教师将项目驱动教学法应用于《单片机原理及应用》的教学过程中，把一个大项目贯穿于整个课程教学活动中，在实施项目任务的过程中穿插讲解相应的理论知识点，具有较好的驱动力，有效地实现了理论知识与实践能力的有机结合。虽然将项目驱动教学法引入到课程后可以在一定程度上激发学生的学习热情，但是传统项目驱动法一般都是单一较大的项目，并且往往贯穿课程始终，而课程学时的相对不足，导致师生无法连续长时间投入到项目的实施过程中。与此同时，如果选取的项目过大过难，会在一定程度上挫败学生的积极性，增加其对课程的畏惧情绪，容易使基于项目驱动的教学改革浮于表面，难以取得实质性效果。基于以上原因，该文提出一种基于微项目驱动教学模式，并将其应用于高职高专院校的《单片机原理及应用》课程的实践教学中，替代传统项目驱动所采用的单一大项目贯穿课程始终的教学模式，该模式具有投入成本少、消耗时间短、操作难度低、容易上手等优点，更容易激发学生的学习热情，克服其对该课程的畏难心理，提升其学习积极性。

1 单片机原理及应用课程的教学现状

《单片机原理及应用》课程是电子信息、电气工程、通信工程、及物联网技术等专业的一门必修的重要的专业核心课程，在强调理论知识内化的同时，更加注重培养学生的实践能力和创新能力。因此，学校在培养学生时应以市场需求为导向，以岗位要求为本位，以能力创新为动力，培养具有较强实践能力、创新意识及团体协作能力的技能型人才。在作者多年的《单片机原理及应用》课程教学实践中，发现目前该课程的教学主要存在以下两个方面的问题：

1.1大项目贯穿始终，增加学生畏难情绪

当前，高职高专在《单片机原理及应用》课程教学中大多采用传统的项目驱动开展教学工作，项目驱动教学模式以项目为模块任务，进而引入课程的模块知识点，具有较好的任务性与实践性，有效地实现了理论知识与实践能力的有机结合。将该模式应用到高职高专《单片机原理及应用》课程教学中，虽然能在一定程度上激发学生的学习热情，对提高学生的实践动手能力也有一定的帮助。但是，传统项目驱动法一般都是单一较大的项目，并且该项目往往会贯穿整个课程的教学过程，需要花费巨大的人力和物力才能够完成。而与之相反的是单片机课程学时和经费的相对不足，师生也无法持续长时间投入到项目的实施过程中。此外，如果选取的项目过大过难，会在一定程度上挫败学生的积极性，增加其对课程的畏惧情绪，容易使基于项目驱动的教学改革流于形式，难以取得实质性效果。

1.2 课程实验多为验证性固化项目，无法锻炼学生的创新能力

《单片机原理及应用》课程很多院校大多数选择的MCS-51系列单片机进行讲解，配套的教学项目也往往都是非常成熟的随处可见的案例，几乎每年都没有变化，并且绝大部分案例都是验证型实验，而创新型、设计型实验寥寥无几。同时，这部分实验往往是通过Proteus软件仿真或者配套实验箱來完成的，学生无需去自行搭建硬件平台，从而导致大部分学生在实验过程中缺少自主思考，简单地照搬教材上给定的电路和代码进行验证，而不会去主动思考电路物理现象与程序代码之间的联系，真正能够熟练掌握，学以致用的学生极少，难以实现高质量的学习和创新效果。

2 微项目课程改革方法

该文所提及的微项目教学，首先是将课程传统的教学内容进行碎片化处理，分拆为诸多典型的微型项目，然后通过典型微项目开展任务驱动式教学，让学生在微项目实践探究的过程中完成对课程相关知识的理解与消化，并在后续的应用创新中进一步完成对课程相关理论知识的内化，从而提高学生的理论知识储备和实践动手能力。其中，课程每个典型的微项目所消耗的学时都控制在2个学时以内，可以最大限度地保证每个微项目都能及时保质保量的完成。与此同时，课程在实施的过程中可以围绕模块化的教学任务开展教学，并结合小组协作、优差结合、项目比拼、过程化考核等多种教学方式和方法，从多个维度全面提高学生的学习积极性，真正实现高效率活跃的现代化课堂，防止教学模式改革浮于表面。在课程实施的具体过程中，可以参考从以下几个方面着手。

2.1 依托微项目驱动教学模式，实现课程内容碎片化

立足于实际能力培养，结合学生的认知规律，借鉴目前流行的经典教学方法，对课程内容的选择标准做全面的分析，打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式，转变为以微项目驱动为中心重构课程内容。微项目驱动教学模式是对项目驱动教学模式的进一步改进，以顺应当前快节奏发展的碎片化学习需求，其采用目的明确、任务具体、可行性强的若干微项目替代传统的单一综合项目，在秉承项目驱动教学模式“以应用为导向，以学生为主体上，以能力建设为目标”基本核心的基础上，微项目驱动教学模式还突出了其项目的“微型化”特点，提高了项目的灵活性、易施性和趣味性。

2.2依托信息技术和资源整合，创新传统“教”与“学”关系

借助于信息技术的应用，带动《单片机原理及应用》课程体系、教学内容、教学方法及手段的进一步改革。利用现代化的信息传播技术，进行教学内容的创新，推动教学信息化进程。同时，课程中运用信息化教学手段变革传统教学以教师为主的教学方式，变革教学围着教材转的教学模式和手段，把以“教”为主转变为以“学”为中心，并把各类教学资源重新整合转变为更有效的“资源”，实现教学资源的有效“共享”和“互补”，从而实现助“教”和助“学”，建立新型“教”与“学”的关系。

该课程采用“在线学习”线上教学方式和“理实一体化”线下学习方式相结合的混合式教学模式，将知识点的单一化讲解转变为多元化深层次的全方位展现，学生由被动接受转变为自由选择、自主探索与合作交流，既能充分调动学生的学习热情，又能锻炼其自学能力和发现解决问题的能力，充分体现学生作为学习过程主体的能动性与创造性。课前，教师通过在线课平台发布学习任务，跟踪学习情况;学生利用平台上的教学资源完成自主学习、在线自测及作业等。课中，教师与学生线下交流，教师检查学生的学习效果并对学生的问题进行答疑;课后，学生可通过在线课平台与同学讨论交流，也可与教师互动答疑。该教学模式不仅可以培养学生利用信息化手段进行自主学习和创新学习的能力，还可以提升学生的团队合作意识以及“主人翁”意识。

2.3依托“以优带差”的分组方式，实现学生成绩全面进步

在实际教学过程中，任课教师对学生进行分组，在每组中搭配成绩优异和学习落后的学生，优异的学生带领和指导落后的学生一起学习和完成每个“微项目”任务，以每组3～5人为佳。每组学生在老师讲解的“微项目”基础上进行改进，发挥团队的力量去发掘创造出更多的优秀案例，在增强团队凝聚力的同时最大限度的发挥每个学生的创造力和想象力，让每位同学都能在“微项目”完成的过程中找到自身的价值，不断积累其对课程的信心和兴趣，力争让每位同学都能融入课程的教学过程中，真正的做到“寄趣于学”。其中，项目组组长主要统筹管理项目设计、规划和开发的进度，每个人在项目中都要负责完成不同的功能和模块，学生可以首先借助 Proteus 软件进行仿真和实验，然后再去制作实物并完成测试和改进，直至完成所有功能。通过每个“微项目”的完成来增强同学们的团队意识和协作能力，激发其集体荣誉感，从而不断增强其学习意识和学习兴趣，力争做到在课程的学习过程中“一个都不能少”。

2.4 依托项目比拼大赛，通过“以赛促学”的方式激发学生的学习热情

当完成教学后，需对每个项目进行综合验收和评价，而为了进一步增强课程趣味性，任课教师可以选择“项目比拼大赛”来完成项目验收，此举可以进一步增强同学们的学习热情，激发其学习斗志。每组团队制作PPT讲解所设计的作品项目，分享团队在制作实物过程中遇到的困难和解决方法，通过真实实践来强化其对所学知识的理解。在学生进行作品展示时，可以与其他组别的作品进行切磋，以此发掘自身团队的优势和不足，相比传统的课程教学来说，以赛促学的方式更容易让学生干劲十足，学习效率也更高，对知识点的理解也更加深刻。任教教师可以根据每个团队作品的完成情况、难易程度、经验分享和设计报告评价等多个方面给出综合全面的过程化考核成绩。

2.5  依托多元化的考核机制，建立过程化考核机制

传统教学考核以理论知识考试为核心，测试的维度相对单一，不利于激发学生的应用创新能力。改革传统的学生评价手段和方法，采用阶段性评价，过程性评价与目标性评价相结合。关注评价的多元性，将课堂提问、学生作业、平时测验、项目考核、技能目标考核等各个方面纳入成绩考核范围，微项目实践驱动与理论教学融合型教学改革，将学习成效评价立体化，注重学生动手能力和实践中分析问题、解决问题能力的考核，对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励，牵引学生理论学习和实践应用全面发展 ，全面综合评价学生能力。

3 结语

该文在项目驱动教学模式的基础上，提出了微项目驱动教学模式，并将其应用于高职高专《单片机原理及应用》课程中，将传统的大项目碎片化为若干个可操作性强的微项目，重新设计构建课程内容。同时，大量采用信息化技术手段进行授课，深入践行线上线下相结合的混合式教学模式，突破传统线下学习模式的束缚，进一步创新了传统“教”与“学”关系。此外，采用“以优带差”的分组方式和，让优异的学生带领和指导落后的学生一起学习和完成任务，实现学生成绩全面进步;最后，通过“以赛促学”的方式完成微项目验收，激发学生的学习热情，将比赛和学习紧密的联系起来。微项目驱动教学模式在《单片机原理及应用》课程中应用成功后，还可以移植到其他近似的课程中，具有非常高的应用推广价值。

参考文献

[1]刘霄，潘庆先，孙红霞.单片机原理及应用课程中的多元化教学方法实践[J].电子技术与软件工程，2019 （12）：241-242.

[2]徐雅斌，周维真，施运梅，等.项目驱动教学模式的研究与实践[J].辽宁工业大学学报：社会科学版，2011，13（3）：125-127，130.

[3]刘莉，郝中骐.微项目驱动嵌入式系统实践教学研究[J].宜春学院学报，2016，38（12）：115-117.

[4]袁小翠，于祯，郭波，等.单片机原理及应用课程多元化教学改革与实践—以南昌工程学院为例[J].科技视界，2019 （22）：108-109.

[5]王杰，邓建锋.《单片机应用技术》课程创新创业教育的改革与探索[J].绿色科技，2021，23（11）：275-276.

[6]高子砚.微项目学习的知识内化过程与教学设计——以“学前教育现代教育技术”为例[J].淮阴师范学院学报：自然科学版，2017，16（3）：266-269.

[7]王迷迷，张立珍，陈慧琴.微项目实践驱动型电子信息类专业基础课程教改[J].电气电子教学学报，2016，38（4）：115-117.

[8]袁志強.微项目式驱动法在《单片机原理》实践教学改革中的应用[J].教育教学论坛，2019（38）：117-118.

[9]赵庆.CDIO导向的微项目驱动教学法研究——以《EDA技术》为例[J].科技风，2021（24）：53-55.

[10]陈婷婷.单片机课程的项目化教学改革与实践[J].科技创新导报，2019，16（25）：181-182.

[11]王敏，李郁，赵静.项目教学法在可编程控制器原理中的应用分析[J].科技创新导报，2020，17（18）：172，175.