单片机技术课程项目驱动法教学的改革与实践
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摘要：单片机技术课程作为一门实践性非常强的专业课，如何切实培养学生的应用能力和实践动手能力是教学的重点。本文主要分析当前单片机技术课程教学中存在的问题，对传统教学模式和考核模式等进行大胆改革与探索，改变传统理论教学与实验教学环节分离、先理论后实践的串行模式，采用理论与实践同步、交叉进行的并行模式，取消闭卷考试考核形式，侧重对学生操作技能的考核。改革措施主要针对电子信息工程专业进行教学实践，取得良好教学效果，可有效提高应用型人才的培养质量。
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）03-0090-02
单片机技术是电类专业的一门实践性非常强的专业课程，不仅要求学生掌握一些基本理论知识，更重要的是要具有较强的实践动手与应用能力、较强的自学能力和创新精神，紧跟技术发展潮流，做到可持续性发展。要达到这个目标，应积极改善实践教学条件，大力加强实践训练学时，充分调动学生学习兴趣与积极性，切实提高他们知识应用能力和动手操作能力，这是该课程教学的重心。
一、课程现状分析
当前，单片机技术课程教学中，虽然前期已经开展诸多教学方法的改革与探索[1-2]，但和最终教学目标相比，还有一定的差距，主要存在以下问题。
1.内容繁杂，部分知识与实践应用脱节。单片机技术课程涉及的理论知识内容较多，需要占用较多理论学时讲授，这必然会使教学重心向理论部分倾斜。但在实践应用中发现：（1）有些知识可以作为理论存在，但在实践中用到的几率很小；（2）一些较深、较难的内容，实践者会在应用中逐渐理解掌握，达到水到渠成的学习效果，过早地在课堂上讲授，费力费时，效果却比较差；（3）部分技术知识已经陈旧，和当前技术应用水平不匹配。
2.教学模式与培养目标不适应。当前的教学模式以教师课堂讲授为主，学生接收的是枯燥的理论知识，学习的目的是为了应付一张期末考卷。尽管教师进行了一些教学方法改革[3-5]，在课堂教学中使用实例仿真、动画演示等手段提高学习兴趣，改善教学效果，但这仍然停留在让学生被动吸收、对理论知识理解的层面上。一些成绩较好的学生，也大多处于“纸上谈兵”的水平，在应用能力和动手能力的培养上收效甚微。
3.考核方式不科学。评价单片机技术学习效果的依据，是学生的实践操作和应用能力，因此，课程考核应侧重于技能。但现在的课程考核采用闭卷考试方式，考查学生对书本知识的记忆和理解，导致学生的学习是以背诵知识为主，以会做题为目标，完全忽视对应用能力、操作技能的训练和掌握。此外，闭卷考试会助长一些学生平时不学习、考试作弊的恶习，不利于良好学风的形成。
二、改革内容与目标
课程教学改革主要从内容、模式和考核方式三个方面进行，最终实现以下目标。
1.通过内容改革，摈弃一些陈旧的、实践指导意义不大的知识理论，为学生随堂实践训练留出更多时间。
2.通过模式改革，打破“先理论、后实践”的串行教学模式，把理论学习融入实践训练过程，改变课堂教学以理论灌输为主的方式，把指导学生随堂演练作为主旨。
3.通过考核方式改革，取消闭卷考试方式，重点考查学生对知识的运用和操作能力。
三、采取的主要措施和方法
针对单片机技术课程的改革内容与目标，制订具体的改革方案和措施，并在学校2012级电子信息工程专业的课程教学中进行改革实践。
1.教学模式改革。（1）采用理论讲授与实践训练交叉进行的教学模式。改变传统理论教学与实验教学学时分离、先后进行的串行模式，采用理论与实践同步、交叉进行的并行模式，不再区分理论学时和实验学时。课堂上，让学生在基础理论讲授后马上转入实践训练环节，在实践操作中运用知识，遇到问题再进一步理解和学习更多的理论，经过从“理论实践理论实践”的反复锤炼，达到对知识的深刻理解和对应用技能的掌握。（2）采用“项目驱动法”组织教学活动。每个知识单元的教学，都以一个工程设计项目为载体进行。以项目任务为主线，引导学生进行知识点的学习；以设计任务的完成为目标，督促学生进行实践动手能力的培养。学生带着任务去学习，促使他们在完成任务的过程中自觉地学习相关理论知识，深刻理解并掌握技术的应用方法，既能激发学生的学习积极性，又能提高学习效果，达到事半功倍的效果。在“项目驱动法”教学方式下，大部分的课堂时间留给学生进行实践训练，让他们成为课堂学习主角，教师在进行简单的理论讲授后，主要以指导者身份进行技术辅导。（3）课堂训练与课余训练交叉互补。对技术实现比较复杂的知识单元，在随堂设计时间不够的情况下，可以将设计任务分解，留一部分任务让学生在课余时间完成。通过随堂训练与课余训练互补，完成整个项目设计任务。
2.教学内容改革。（1）重组教学内容。对应“项目驱动法”教学方式，教学内容不再严格以章节划分，而是归纳为若干个知识单元，为每个知识单元精心设计实训项目，以项目设计为主线对相关知识点进行理论学习和操作训练。（2）调整学时分配。改变传统按章节分配学时的方法，依据各知识单元项目设计的需要，在培养方案规定的学时内，合理分配各单元学时，保证各单元的理论学习和项目设计任务都能圆满完成。
3.考核模式改革。（1）修改考核成绩组成部分。课程考核的总成绩由理论考核成绩和技能考核成绩两部分组成，其中理论成绩占一少部分，如20%；操作技能成绩占一大部分，如80%。（2）改变考核形式。取消闭卷考试的考核形式，侧重对操作技能的考核，但同时也要考查学生对知识的理解和灵活运用情况，要求具备一定的工程分析与设计能力，全面考评知识能力。操作技能考核成绩是通过对各单元项目的设计结果进行评分给出；理论成绩主要考查学生的工程分析与设计能力，给出一些工程设计课题，要求学生以书面形式写出设计方案与可行性分析，根据设计的正确性进行成绩评定。（3）采用终结性与过程性相结合的考核方式。改变以往的期末终结性考核方式，注重学习的过程考核。可在每个知识单元的项目设计结束后，对学生的任务完成情况进行验收和成绩评定，然后把所有单元的项目验收成绩作为平时成绩记录存档。在课程结束时，再进行一次综合性的项目设计训练，对学生完成情况进行验收和评分，作为期末技能测试成绩，和平时成绩一起构成总的技能考核成绩。
4.改革过程的督导与评价。为了客观分析教学改革过程中存在的问题，评价改革成效，邀请管理单片机技术实验室的专业教师担任“改革督导员”。在教学过程中，改革督导员不定期地随堂听课，在学生课堂训练时参与监督、辅导和考核，真实了解学生的学习效果。由于改革督导员承担其他专业单片机技术课程的实验教学任务，通过和其他专业学生学习效果的对比，能够以旁观者的身份客观审视和评判课程改革效果，提出合理化建议，促进课程教学改革方案的不断完善和优化。
四、改革效果
经过上述课程改革，学生的学习热情明显提高，实践动手能力显著增强。70%以上的学生能够制作、调试小型单片机系统，40%以上的学生具备熟练进行单片机综合控制系统设计与开发的能力。在单片机技术课程的设计中，学生表现出的技术应用和实践动手能力明显高于往届学生。半数学生只用一半时间就可完成课题设计任务，大部分学生在完成基本功能要求的基础上，又能进行发挥部分的设计制作。课程设计考核优秀率达到70%，是近几届学生的最好水平。
五、结束语
单片机技术的掌握不需要高深的理论知识，关键在于多进行实践训练。单片机技术课程教学中，采用让学生多动手、多实战的教学方式，寓教于“练”，才能充分激发他们的学习兴趣和热情，提高教学效果。在课程教学中，如何让学生成为课堂的主角，让课堂成为学习的乐园，值得我们认真研究和探索。
参考文献：
[1]郭兆正，于鹏.浅谈单片机课程在电类专业教学中的重要地位[J].渤海大学学报（自然科学版），2012，33（2）：179-181.
[2]曾虹，戴国骏，刘鹏.高校单片机课程教改研究[J].计算机教育，2011，（7）：78-80.
[3]黄大勇，崔世林.单片机课程教学改革的研究与探索[J].南阳理工学院学报，2009，1（3）：126-128.
[4]陈麒.Proteus仿真软件在单片机教学中的应用[J].长沙铁道学院学报（社会科学版），2013，14（3）：85-86.
[5]钟思佳，龙志文，高亮彰，李瑞锋.单片机中断返回教改探讨[J].昆明冶金高等专科学校学报，2014，30（3）：101-104.