项目教学法在单片机实训教学中的重要作用研究
齐晓旭
摘要：文章以MCS-51单片机的实训课程为例，通过分析单片机实训的教学内容，单片机教学项目选取的具体方案，项目教学的注意事项及考核方法，项目教学的成果，说明它在该课程中的重要作用。
关键词：教学做一体化；项目教学法；单片机实训
项目教学法是顺应目前职业技术教育发展而产生的一种新型教学模式，项目教学法，把理论教学与实际操作融为一体，让学生通过听、看、练等方法全面调动大脑的学习动机，使理论知识的学习与实际操作的训练紧密结合教学时间和教学设备的利用率大大提高，教学内容更具有针对性，易于学生更快、更牢固地掌握所学知识。项目教学法最显著的特点是“以项目为导向、以任务驱动；以教师为引导、以学生为主体”，提高学生学习的参与性、通过共同协作性完成项目目标。此外实际项目的设计能激发学生的学习情绪和兴趣，使学生不觉得单调乏味，因而达到理想的教学效果。项目教学法符合教学做一体化的教育理念，强调教与学都必须以“做”为中心，“一面做，一面学，一面教”。以任务为驱动，以项目为导向，就是整个教学以项目为线索，围绕工作任务的解决而展开，把各模块抽象的理论知识巧妙地隐含在每个项目之中，突出知识的应用性，引导学生在学中做，在做中学。同时在解决项目任务中提高知识的运用能力、创新能力、团队精神、综合职业素质。
1单片机教学中项目教学法的具体方案
项目教学的指导思想是将一个个相对独立的任务项目交予学生独立完成，从信息的收集、方案的设计与实施，到完成后的评价，都由学生具体负责，通过项目的实施，要使学生了解和把握完成项目的每一环节的基本要求与整个过程的重点难点，而教师在教学过程中起咨询、指导与解答疑难的作用。基于本指导思想，联系单片机课程中要求学生掌握的基本内容，特意选取几个日常生活中常用的小项目，将教材中的内容重新整合，把教学内容和教学目标巧妙得隐含在一个个的小项目中，循序渐进，便于学生由浅入深得消化所学知识。教师的“教”和学生的“学”都围绕着一个个小项目的“做”来完成，最终将单片机的教学内容融合到一起，进而完成综合项目的设计与实现。每个项目用于学习一定的教学内容，具有一定的应用价值，而且都能将某一教学课题的理论知识和实际技能结合起来.与职业岗位有直接的关系。
结合教学内容，与时间安排，将此项目又分为如下几个子项目。
1.1警示灯设计
单片机在日常生活中随处可见，闪烁的报警灯，实际上就是最简单的单片机控制电路。题目：用一个LED指示灯闪烁表示故障的出现。实现本项目，需要学生掌握的知识有，单片机的指令系统，程序设计方法，单片机最小工作电路，I/O口的控制。
1.2霓虹灯设计
日常生活中，单片机在广告牌及各建筑物上的装饰霓虹灯中的应用也很普遍。要求学生以8个LED灯和一个按键为例，设计霓虹灯的两种闪烁方案，第一种，8个LED灯同时闪烁，每隔一秒亮灭交替变化一次；按键一次后，闪烁方式进入第二种，八个小灯从左到右依次亮起，间隔仍然为一秒；再次按下此键，霓虹灯恢复到第一种闪烁方式。通过本项目，巩固指令系统，程序设计方法，及对I/O口的控制。此外按键部分加入了外部中断，帮助学生了解外部中断的工作方式，要求的1秒钟定时，是单片机的定时器资源的应用，本项目可使学生能够熟练应用单片机的中断资源。
1.3四路抢答器的设计
题目：用5个按键，两个LED数码管设计四路抢答器。1-4号键按下，根据按键内容显示对应数字，5号键按下，复位，可重新抢答。LED是将I/O口所驱动的小灯，摆成数字的造型，显示几个数字，涉及多个I/O口，自然而然引入I/O口扩展，及专用芯片8255。要求学生掌握8255芯片与单片机的连接方法及工作原理。
1.4数字钟的设计。
要求学生用0-9，10个数字键，及8个数码管显示时间，格式如下12：52：23。由于按键较多，本项目将前几个项目中的独立按键，扩展为行列式键盘，引入键盘及显示专用芯片8279。要求学生体会8279在键盘及显示控制中的优势。
1.5温度检测仪的设计
甲机用0-5V直流电压模拟温度变化，将模拟信号转换为数字信号，并传送至乙机，在乙机的LED数码管上显示。本项目可模拟工业现场的温度采集，在按键及显示的基础上加入A/D转换的知识，要求学生熟练掌握ADC0809与单片机的连接方法，及工作原理，此外还加入了串行中断的知识，使学生对单片机的中断资源有了全面的掌握。
截止第5个项目，学生对单片机的内部资源，（包括I/O口，中断资源的应用），单片机的接口技术，（包括I/O口扩展，键盘及显示扩展，A/D转换器扩展）都有了深入理解，能够熟练应用相关知识。
2项目教学法的教学过程及考核方法
教学做一体化中项目教学法的目的在于培养学生的自学能力和独立思考问题，解决问题的能力，要求学生起主导作用，教师在教学中起组织、引导、促进、控制、咨询的作用。针对该教学目的，项目教学过程如下。
教师讲授项目所需基础知识，将学生分为多个小组，提出项目要求和考核方法。
学生根据要求查询相关资料，经小组讨论后，设计程序流程图，项目硬件电路图，编写调试程序，上机验证。
教师点评学生项目设计情况，挑选优秀项目设计组的组员，讲解设计方案，并提出改进意见。
项目教学的考核结果，分为三部分。（1）平时成绩，包括学习态度及组织纪律性，项目的设计思路，编写及调试能力，硬件电路的理解及调试能力，权重60%。（2）答辩成绩，描述项目所涉及单片机程序设计及扩展电路，教师答辩提问。权重20%。（3）实习日志及项目验收表，要求书写整洁，流程图及单片机接口电路图正确简洁，权重20%。
通过对学生完成项目的考核，可以培养和引导学生正确的学习动机，能够有效地提升项目过程的质量，促进学生综合能力的提高。
3项目教学法的效果
项目教学法在我校实行时间尚短，仅对电气1005、06及热自1001、02实行，为验证项目教学法的教学结果，对以上126名学生，进行问卷调查，调查显示84%的学生认为在最短的时间内掌握了很多的知识，加强了理论和实践的联系；79%的学生认为在项目设计的过程中提高了团队合作精神和实践动手能力；63%的学生认为项目教学法有利于提高创新能力，拓展创新思想。
此外教师在教学的过程中也对学生对该课程的理解程度，应用水平有了深刻的认识，体会到项目驱动法在单片机实训教学中的重要作用。
总体来说，项目教学由原来的知识目标，习题训练，教师主体，转变为现在的能力目标，任务训练，学生主体从而真正实现教学做一体化，使单片机技术的学习过程变成了一个不断开发、不断学习巩固、不断成功前进的过程。项目驱动法在4周的单片机实训教学中取得了显著效果，学生能够熟练应用MCS-51单片机，更重要的是，通过单片机技术的学习，掌握了一门自动化控制技术，能够触类旁通，举一反三，为学习对其他型号单片机，如ATMEL公司的51系列单片机，AT89S51，AT89S53，WINBOND公司的其他51系列单片机，W77E58，甚至其他的自动化控制技术如：PLC，DSP，打下良好的基础。
