1、項目驅動教學模式應用到高職單片機C語言教學中的探索與實踐(張春龍,黑龍江生態工程職業學院,150025摘要:針對高等職業院校單片機C 語言課程教與學的特點,改變了傳統的教學模式,以一個實際項目為主線,將單片機C 語言課程的知識點穿插其中,實現單片機教學做一體,引導學生邊做邊學,在動手中學會單片機課程。關鍵詞:高職;項目驅動;單片機C 語言單片機課程是一門應用性較強、學習難度很大的課程,學生需要經過一番動手操作、苦心鉆研以后,才能基本弄清其原理。使大部分學生對這門課程學習起來總感覺到枯燥無味,有些學生甚至學習后不知單片機為何物。作為高等職業院校專業教師,有必要對當前的單片機教學模式進行改革,而改

2、革的重點應緊扣高職高專培養人才的目標,把培養學生的實踐能力作為課程改革的方向,其中,將項目驅動引入到高職單片機教學當中,不失為一種好的教學方法。當前單片機課程教學的發展趨勢大多以C 語言為主,匯編語言為輔。C 語言用于開發單片機有很多優勢,無論是嵌入式系統研發還是高等職業電子設計競賽、畢業設計等,一般都是以C 語言為主要開發工具。目前,很多高等職業院校都緊跟產業的發展趨勢,已經將“單片機C 語言程序設計“列為電子類專業的一門重要的實踐課程。一、高職單片機C 語言課程沿用傳統教學模式的弊端傳統模式基本上沿用單片機匯編語言的教學模式,先講微機原理、單片機的內核結構,再講C51 的數據運算、控制語句

3、、數據類型、函數、模塊化程序設計,最后再講接口的C51語言編程和單片機的內部資源,并配以一些簡單的驗證性實驗。這種模式雖然思路清晰,結構嚴謹,但在高職教學中存在著很多弊端:1、學生的學習興趣不濃。將C51 的基礎知識放在一起講,眾多復雜的運算符、數據類型、控制語句、函數等知識很容易使學生枯燥,而且不知道用在什么地方。在實訓箱上做的都是一些驗證性實驗,激發不了學生的學習興趣。50%的學生學到C51編程的基礎知識時就產生了厭煩情緒,80%多的學生學到接口的C51 語言編程和單片機的內部資源就對這門課程失去了信心。學生學習沒有興趣,嚴重影響教學質量。2、學生的實際動手能力差。傳統模式注重理論教學,強

4、調課程的學科性、系統性、完整性,很容易造成學生的動手能力不強的問題。但高職電子類專業培養的是高端技能型人才,其教學內容的選擇應側重能力的培養和技能的訓練,理論教學以夠用為度,不必面面俱到。3、學生對單片機硬件掌握差。單片機的應用系統包含兩方面的設計即硬件設計和軟件設計,硬件設計是基礎,軟件設計是使硬件發揮作用的動力。傳統模式只注重C51軟件編程方面的教學,在現成的實訓箱上做一些驗證性的實驗,實驗電路事先已經全部搭好,學生對每次實驗的硬件電路很難深入,甚至有些連核心的集成塊都沒見過,因此,學生很難將所學的軟件知識和硬件知識聯系起來。可見,傳統模式已不能很好地適應高職培養人才的要求,高職院校教師應

5、從這門課實踐性很強的特點出發進行教學模式創新,激發學生的主體意識,以培養學生的動手能力為目標,實現單片機教學做一體的教學模式,引導學生邊做邊學,激發學生的學習熱情,讓學生自己想學,在動手中學會這門課程。二、如何把項目驅動教學運用到單片機C 語言課程所謂項目驅動是指在教學過程中以項目為主線來展開,把相關的知識融入到項目的環節中去,層層推進。通過對問題的深入或功能擴充,來拓寬知識的深度和廣度,直至得到完整的項目解決方案,從而同時達到學習知識、培養能力的目的。單片機C 語言技術具有很強的實踐性的特點,要使學生較好的掌握這門技術,除了傳授給學生基本的知識外,樹立學生系統的、完整的項目概念也尤為重要。基

6、于項目驅動教學,我們嘗試的方法就是整門課程圍繞一個實際的單片機開發項目展開,以項目的開發步驟為順序,將單片機C 語言的各個知識點拆分,插入到項目開發的過程中。引導學生邊做邊學,在動手中學習這門課程,要求學生每個人都要做出這個項目的實物作品。一方面,學生在項目的實際開發過程來學習課程的知識點,這樣學的知識更牢固,能學以致用,有看得見摸得著的實際作品,學生的學習積極性和興趣將大大提高;另外方面,在項目驅動情景的作用下,學生頭腦中始終有一個完整項目的概念,可以達到單片機技術在工程項目使用的目的。三、項目驅動教學法設計1、項目的選擇。考慮到高職學生的實際接受水平,課程設計中實際的單片機開發項目不能選的

7、太難,即要讓學生喜聞樂見,容易接受,培養學生的積極性和自信心,又要將大部分的單片機和C51 的知識點貫穿進去。我們選擇的是比較經典的基于單片機的數字鐘設計這個項目,單片機選用AT89C51,其內核和指令系統與標準的80C51 完全一樣,而且內部有4KB 的FlashMemory,可通過下載線隨時改寫程序,很適合初學者編程練習。整個項目系統包括:共陰極8 位數碼管,驅動數碼管的芯片采用74LS245緩沖器;鍵盤掃描電路;串口通信接口電路;蜂鳴器路;DS1302時鐘模塊;DS18B20 數字溫度模塊;ISP下載接口電路等。對于單片機學習者而言這個項目基本上是一道檻,掌握了基于單片機數字鐘設計的硬件

8、和軟件程序,就可大大激發學生的學習興趣,基本上樹立完整項目的概念,幫助學生完成項目驅動中的“思路建構“,為以后的進一步學習和工作夯實基礎。2、硬件與軟件設施的準備。該課程一定要在教學做的一體化教室進行,我們要求學生有一塊面包板,最終目的是實際做出基于單片機的電子時鐘作品實物來。課上之初要求學生務必對各個零件的工作原理和特性非常熟悉。叫學生準備好電子制作所必需的工具,如萬用表、電烙鐵等。老師給學生準備好keilunision軟件,Proteus仿真軟件。以后要經歷仿真、布線、焊接、編程、調試、修改、再調試、再修改的整個項目開發過程,使學生真正理解單片機項目開發是怎樣進行的。3、項目驅動教學在課堂

9、教學過程中的實施。在講課之前,先交代這節課的學習目標,現場演示本節課要實現的現象,讓學生先見到現象,培養出興趣;再深入學習,掌握知識點;從現象到理論,再從理論到現象。這樣使學生學習是主動的、探索性的。然后依據單片機技術的開發過程,有目的性的將單片機C 語言整門課程的知識點貫穿具體的開發過程中。當講單片機的內部結構和引腳時,教師可以在現場給學生利用Proteus仿真軟件畫出一個AT89SC51 的單片機最小系統,在P1.0上接一個發光二極管,通過編寫幾條簡單的C51程序就可以讓二極管發光,學生會感覺程序指令很神奇。這時就可以講授C51賦值指令,接下來要求學生編寫程序來控制二極管閃爍,這時就要講到

10、延時程序的編寫,然后再將相關涉及到的C語句進行拆分講解。當學生自己編程、仿真使單片機驅動的發光二極管閃爍了,他的成就感馬上就有了,學習興趣也就激發了。當上述效果達到后,就讓學生在實際的開發板上動手焊接,重現Proteus的仿真功能,從而完全達到學以致用。整個過程要讓學生真正的根據實際項目需求搭接電路。例如在講到單片機驅動多位LED 數碼管顯示的項目時,先給學生現場看到數字鐘多位數碼管顯示的實際效果,讓學生認真思考單片機是如何來驅動數碼管的。然后從難度稍低的單片機如何驅動LED 數碼管靜態顯示過渡到單片機如何驅動LED 數碼管動態顯示。整個過程也是由教師先畫好Proteus仿真圖,現場利用C51編程程序,將涉及到的C51 知識再拆分講解,程序編完后,然后再Proteus 仿真,最后學生在硬件上焊接、編程、調試實現項目要求。這門課程整個授課過程都是依照這樣的思路,講到部分,就設計哪部分的電路,教師現場編程,并詳細講解與其有關的C51 知識,程序編完后用Proteus仿真,仿真成功后,要求學生把這部分電路焊到面包板上,在電腦上編程、調試等,最終達到設計要求。這樣當項目在教師的指導下全部完成時,這門課的主要知識點也講授完了,這樣學生是主動的學完本門課程,不但培養了學生的興趣,也加深了知識的掌握。四、結束語高等職業院校單片機課程教學的改革創新勢在