基于项目化教学的单片机课程改革

引 言

在目前高等教育课程教学改革的过程中，人们已逐渐认识到实践教学的重要性[1]。但由于目前《单片机原理及接口技术》课程教学多采用泛泛的理论教学与验证性实验教学相结合的传统教学模式，存在以下几点问题：

(1) 课堂教学质量和效果差。现代单片机类型繁多，教师在课堂上授课时仅采用传统的填鸭式教学方法，刚开始涉足嵌入式领域的学生不容易理解和接受，只能死记硬背，导致学后即忘。

(2) 授课时与其他课程联系较少。《单片机原理及接口技术》往往只就单片机的组成部件进行分析与介绍，可通过设立综合性强的课题，将《单片机原理及接口技术》《C语言》与《数字电子技术》等课程结合进行综合性设计，或结合设计比赛进行串接，从而达到较好的效果。

(3) 难以实现理论教学和实践教学紧密结合的教学目标。课堂教学与实验课教学安排有一定的时间间隔。课堂教学时， 学生看不到实物教具的具体结构，使得理论教学变得空洞，学生难以理解 ；而后续开展的传统验证性实验教学，并不能使学生对课堂上已淡忘的理论教学内容真正掌握，最终导致教学效果较差。

总之，传统教学模式单调，教学过程枯燥无味，教学内容抽象，学生提不起学习兴趣，学习积极性差，各个教学环节明显脱节，严重影响了本课程的教学质量和教学效果。因此，如何激发学生的学习兴趣，强化单片机技术的工程应用能力，成为当前单片机课程实践教学改革中一个亟待解决的问题[2]。

1 教学改革内容

通过分析传统《单片机原理及接口技术》课程教学中存在的不足，把传统理论教学与验证性实验教学相结合的模式改革为以课堂授课+项目实践为主，小组讨论+独立学习为辅的教学模式。其中，课堂授课内容精炼，小组讨论内容多样， 独立学习的内容较简洁，通过项目实践内容强化过程，突出理论与实践相结合的特色。理论教学做到三新，即内容新 方法新手段新；实践教学突出三化，即注重实践教学的模块化实用化和技能化；授课方式采用三结合，即讲练结合工学结合理论和技能相结合，使学生在动手参与单片机应用系统开发的过程中有更深刻的认识[3]。在此过程中，充分调动学生学习的主动性，对于刚接触实践项目茫然无措的状态给予理解与鼓励，使学生真正实现自主学小组学做中学。具体项目教学过程如图1所示。

图1 项目教学过程

课程改革方案

该课程改革方案包括以下 6 个环节，具体方案如下：

结合学校实际情况及学生学习情况确定《单片机原理及接口技术》课程的教学目标。

根据教学目标要求，结合企业需求及学生职业素养要求构建教学内容体系结构。

根据教学内容进行知识点梳理。首先建立知识点梳理结构模型，由项目组成员对各部分教学内容的知识点按照课堂讲解、项目实践、小组讨论及独立学习四个方面进行详细梳理，并组织讨论定稿，力求做到知识点完整、重点突出、适用性强。

在知识点梳理的基础上对各部分教学内容从理论教学及实践项目两方面进行教学设计。其中理论教学要求摒弃传统课堂的填鸭式教学，尝试翻转课堂等新型教学模式，提高学生的学习积极性，激发学生的学习兴趣，使学生学习到扎实的理论知识；项目实践要求以锻炼学生项目整体设计能力、提高动手操作能力为目标，并具有根据具体要求拓展延伸的功能。

3 改革取得的初步成果

为对比改革前后的教学效果差异，选择相同教师先后两届所带学生的期末考试成绩进行对比。其中，班级1单片机课程采用传统教学方式进行授课，班级 2单片机课程采用项目化教学方式进行授课，对比结果如图 2 所示。

通过图 2 可看出，教学改革前，班级1 的单片机课程期 末考试成绩分数主要集中在 60 ～ 69 之间，而改革后，分数 主要集中在 60 ～ 69，70 ～79，80 ～89 之间。学生的平均成 绩有了显著提高，说明项目化教学的单片机课程改革在一定程 度上是有效可行的。

 4 结 语

针对传统《单片机原理及接口技术》教学效果差，学生 不易掌握课程知识，实践能力弱的问题，本文提出了项目化教 学方式。该方式结合学校实际情况与学生学习情况，根据教 学目标要求构建教学内容体系结构，根据教学内容进行知识点 梳理，从理论教学及实践项目两方面进行教学设计。通过实践 教学，对比传统方式与项目化教学方式的授课成效。对比结 果表明，项目化教学明显提高了学生的平均成绩，验证了该方 式的有效性。