基于項目化教學(xué)的單片機課程改革

引 言

在目前高等教育課程教學(xué)改革的過程中，人們已逐漸認(rèn)識到實踐教學(xué)的重要性[1]。但由于目前《單片機原理及接口技術(shù)》課程教學(xué)多采用泛泛的理論教學(xué)與驗證性實驗教學(xué)相結(jié)合的傳統(tǒng)教學(xué)模式，存在以下幾點問題：

(1) 課堂教學(xué)質(zhì)量和效果差。現(xiàn)代單片機類型繁多，教師在課堂上授課時僅采用傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)方法，剛開始涉足嵌入式領(lǐng)域的學(xué)生不容易理解和接受，只能死記硬背，導(dǎo)致學(xué)后即忘。

(2) 授課時與其他課程聯(lián)系較少?！秵纹瑱C原理及接口技術(shù)》往往只就單片機的組成部件進行分析與介紹，可通過設(shè)立綜合性強的課題，將《單片機原理及接口技術(shù)》《C語言》與《數(shù)字電子技術(shù)》等課程結(jié)合進行綜合性設(shè)計，或結(jié)合設(shè)計比賽進行串接，從而達(dá)到較好的效果。

(3) 難以實現(xiàn)理論教學(xué)和實踐教學(xué)緊密結(jié)合的教學(xué)目標(biāo)。課堂教學(xué)與實驗課教學(xué)安排有一定的時間間隔。課堂教學(xué)時， 學(xué)生看不到實物教具的具體結(jié)構(gòu)，使得理論教學(xué)變得空洞，學(xué)生難以理解 ；而后續(xù)開展的傳統(tǒng)驗證性實驗教學(xué)，并不能使學(xué)生對課堂上已淡忘的理論教學(xué)內(nèi)容真正掌握，最終導(dǎo)致教學(xué)效果較差。

總之，傳統(tǒng)教學(xué)模式單調(diào)，教學(xué)過程枯燥無味，教學(xué)內(nèi)容抽象，學(xué)生提不起學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)積極性差，各個教學(xué)環(huán)節(jié)明顯脫節(jié)，嚴(yán)重影響了本課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。因此，如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，強化單片機技術(shù)的工程應(yīng)用能力，成為當(dāng)前單片機課程實踐教學(xué)改革中一個亟待解決的問題[2]。

1 教學(xué)改革內(nèi)容

通過分析傳統(tǒng)《單片機原理及接口技術(shù)》課程教學(xué)中存在的不足，把傳統(tǒng)理論教學(xué)與驗證性實驗教學(xué)相結(jié)合的模式改革為以課堂授課+項目實踐為主，小組討論+獨立學(xué)習(xí)為輔的教學(xué)模式。其中，課堂授課內(nèi)容精煉，小組討論內(nèi)容多樣， 獨立學(xué)習(xí)的內(nèi)容較簡潔，通過項目實踐內(nèi)容強化過程，突出理論與實踐相結(jié)合的特色。理論教學(xué)做到三新，即內(nèi)容新 方法新手段新；實踐教學(xué)突出三化，即注重實踐教學(xué)的模塊化實用化和技能化；授課方式采用三結(jié)合，即講練結(jié)合工學(xué)結(jié)合理論和技能相結(jié)合，使學(xué)生在動手參與單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的過程中有更深刻的認(rèn)識[3]。在此過程中，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，對于剛接觸實踐項目茫然無措的狀態(tài)給予理解與鼓勵，使學(xué)生真正實現(xiàn)自主學(xué)小組學(xué)做中學(xué)。具體項目教學(xué)過程如圖1所示。

圖1 項目教學(xué)過程

課程改革方案

該課程改革方案包括以下 6 個環(huán)節(jié)，具體方案如下：

結(jié)合學(xué)校實際情況及學(xué)生學(xué)習(xí)情況確定《單片機原理及接口技術(shù)》課程的教學(xué)目標(biāo)。

根據(jù)教學(xué)目標(biāo)要求，結(jié)合企業(yè)需求及學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)要求構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)。

根據(jù)教學(xué)內(nèi)容進行知識點梳理。首先建立知識點梳理結(jié)構(gòu)模型，由項目組成員對各部分教學(xué)內(nèi)容的知識點按照課堂講解、項目實踐、小組討論及獨立學(xué)習(xí)四個方面進行詳細(xì)梳理，并組織討論定稿，力求做到知識點完整、重點突出、適用性強。

在知識點梳理的基礎(chǔ)上對各部分教學(xué)內(nèi)容從理論教學(xué)及實踐項目兩方面進行教學(xué)設(shè)計。其中理論教學(xué)要求摒棄傳統(tǒng)課堂的填鴨式教學(xué)，嘗試翻轉(zhuǎn)課堂等新型教學(xué)模式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生學(xué)習(xí)到扎實的理論知識；項目實踐要求以鍛煉學(xué)生項目整體設(shè)計能力、提高動手操作能力為目標(biāo)，并具有根據(jù)具體要求拓展延伸的功能。

3 改革取得的初步成果

為對比改革前后的教學(xué)效果差異，選擇相同教師先后兩屆所帶學(xué)生的期末考試成績進行對比。其中，班級1單片機課程采用傳統(tǒng)教學(xué)方式進行授課，班級 2單片機課程采用項目化教學(xué)方式進行授課，對比結(jié)果如圖 2 所示。

通過圖 2 可看出，教學(xué)改革前，班級1 的單片機課程期 末考試成績分?jǐn)?shù)主要集中在 60 ～ 69 之間，而改革后，分?jǐn)?shù) 主要集中在 60 ～ 69，70 ～79，80 ～89 之間。學(xué)生的平均成 績有了顯著提高，說明項目化教學(xué)的單片機課程改革在一定程 度上是有效可行的。

 4 結(jié) 語

針對傳統(tǒng)《單片機原理及接口技術(shù)》教學(xué)效果差，學(xué)生 不易掌握課程知識，實踐能力弱的問題，本文提出了項目化教 學(xué)方式。該方式結(jié)合學(xué)校實際情況與學(xué)生學(xué)習(xí)情況，根據(jù)教 學(xué)目標(biāo)要求構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容進行知識點 梳理，從理論教學(xué)及實踐項目兩方面進行教學(xué)設(shè)計。通過實踐 教學(xué)，對比傳統(tǒng)方式與項目化教學(xué)方式的授課成效。對比結(jié) 果表明，項目化教學(xué)明顯提高了學(xué)生的平均成績，驗證了該方 式的有效性。