壹、項目驅動教學的優勢
以教師為中心,以教材為中心,以課堂為中心的傳統教學模式中,教師是教育的主動實施者,而學生是被灌輸知識的對象、是被動接受者。而項目驅動教學強調以學生為中心,教師充當組織者、指導者的角色,利用情境、協作等環境要素充分發揮學生的主動性、積極性和創造性,最終達到使學生有效地實現對所學知識重新進行建構的目的。與傳統的教學方法相比,“項目驅動法”能更大地激發學生的學習興趣和求知欲望。
二、單片機課程項目驅動教學的模式
在單片機課程項目驅動教學模式中,項目設計是整個教學的關鍵。教師應緊扣教學內容,以能力培養為出發點,結合單片機技術的實際應用,擬定切實可行的項目。
1.在設計項目時,應把握的原則
(1)實用性。理論知識應具有較強應用價值,與實際技能訓練緊密結合。
(2)可行性。選擇學生易理解、感興趣的項目,盡量貼近企業產品實施過程與實際產品研發。
(3)難度適中。選取難度適宜的項目,提高學生的積極性。
(4)綜合性。註重理論聯系實際,註意與其他課程在專業知識體系的融合。
2.單片機項目驅動實踐教學應側重於工程訓練
(1)相關理論知識的理解與運用能力的培養。
(2)單片機應用系統設計與調試能力的培養。
(3)了解系統的開發流程,熟悉相關開發工具,熟練使用相關儀器設備。
(4)充分體驗從設計到產品的全過程,鍛煉其工程實踐能力。
(5)鍛煉技術交流、團隊合作等技能。
在項目的早期,教師處於主導地位,與學生充分交流和探討,幫助完成主要調研和確定總體方案;但隨著項目的進行,幫扶逐漸變成協助,越來越多的內容由學生獨立完成,教師只需定期檢查項目進展,並對難點問題進行及時指導;而在項目的後期,教師的作用主要是引導學生壹步步邁向成功。前述單片機項目在實施時,壹般由4人組成1個團隊,由教師下達統壹的任務,但每人分工各有側重,實施中,團隊成員通力協作,最終形成壹套完整的實驗裝置。
三、舉例分析
在目前教學中,選擇“基於單片機控制的機器人小車”作為訓練項目是切實可行的。該項目強調多門課程知識的融合與有機集成,可以給學生提供較大的發揮空間。
機器人小車的控制部分如圖1所示,主要完成:上位機PC和單片機之間的串行通信;通過鍵盤進行參數設定;利用紅外傳感器和超聲波傳感器等組成網絡對環境進行探測,避免傳感器之間的相互幹擾;用蜂鳴器、發光管等進行聲、光報警;電動機閉環控制。利用碼盤進行;轉速反饋,采用PID算法進行轉速控制;利用PC機模擬遙控器,對小車進行無線控制。
總控軟件采用模塊設計思想,主要功能模塊以結構層次圖的形式如圖2所示。
該項目實施流程為:“需求分析”→“項目調研與資料整理”→“控制系統總體方案設計”→“硬件電路設計”→“基於PROTEL的線路板制作”→“元器件安裝與焊接”→“硬件調試”→“軟件編程”→“軟件調試”→“系統聯調”→“形成系統”→“資料歸檔”。
實踐表明,項目驅動是機電專業綜合性實踐教學改革中行之有效的方法,單片機類課程實踐教學的嘗試,不僅有效地激發學生的學習熱情和鉆研精神,而且明顯提高了學生的工程素質、實踐動手能力和意識,這無疑為學生今後就業打下了較好的基礎。
(作者單位:嚴冬冬,江西冶金職業技術學院;
吳發根,江西新余學院)