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摘要：目前，国内大多数实践性课程的教学现状是理论与实践相脱节，学生难以做到学以致用。针对这一现状，许多高校纷纷加强了课程设计、上机实验等实践环节，但鉴于教学条件有限，学生多以完成验证性实验为主，效果并不理想。因此，以“微机原理与应用”课程教改为契机，引入了基于Proteus的项目式教学方法，详细阐述了该教学方法的构建模式。最后结合该教学方法的实践效果，对该教学方法提出一些建议。
关键词：教学方法；教学手段；项目式教学法；教学改革
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）27-0055-01
目前，我国大学每年招收近数百万大学生，招生规模已稳居世界第一位。人才培养是大学的基本任务，本科教育则是大学培养人才的基本手段。然而，随着我国高等教育在改革开放后的快速发展，本科教育过程中的问题已渐露端倪：理论环节与实践环节相脱节，学生难以做到学以致用；课堂以面授理论知识为主，学生被动接收知识，学习兴趣不高，也难以培养学生的创新性思维。在著名的“钱学森之问”的前提背景下，[1]本科教育的传统教学理念、教学方法和教学模式面临着巨大的挑战。[2]因此，本文以“微机原理与应用”课程教革为基础，从教学方法、教学手段改革的角度出发，对如何提高大学课堂教学质量，更好地培养学生创新精神和综合实践能力进行探索研究。
一、基于Proteus项目式教学法的应用构建模式
项目式教学法是教师在授课过程中，以提出的具体实际项目或者案例为基础，通过提出问题、分析问题、解决问题、升华问题，以激发学生的学习自主性和创新意识，达到教学相长的一种积极的学习过程和教学活动。教育家施瓦布指出：“如果要学生学习科学的方法，那么有什么学习比通过积极地投入到探索的过程中去更好呢？”[3]基于此，结合“微机原理与应用”课程教改的契机，现就项目式教学法在实施过程中的要点、注意事项、存在的问题等进行阐述和探讨。
1.精心设计项目
在项目式教学法的实施过程中，项目的选择是成功的关键，它直接决定着该教学方法实施的效果。教师只有结合学生的学习能力、接受能力等状况，精心设计一个好的项目，才可能取得比较好的实际效果。教师要将教学内容拆分成若干块，针对每一块精心设计项目。教师在设计项目时，首先，一定要以教学内容为依据，所设计的项目一定要能涵盖该块教学内容的所有知识点；其次，教师设计的项目要有层次感，由易到难，由简到繁，逐步地提出问题，引导学生思考问题、分析问题直至解决问题，通过这个过程，让学生体验逐步探究问题的乐趣，实现创造性学习。最后，项目要能够升华，留给学生一定的创新空间。在基本项目的基础上，学生可以发挥自己的想象力，实现不一样的现象，有助于学生思考问题、解决问题能力的进一步提高，培养学生的创新意识和创新精神，提高学生的综合实践能力。
2.针对项目进行基础知识讲授
教师在项目开展之前，首先要对项目中所涉及到的基本知识点进行讲授，让学生掌握设计项目的必要基础知识和工作原理，这是项目顺利开展的基础和保障。学生对基础知识的掌握情况在很大程度上决定了项目教学法的实施效果。
3.提出项目
授课教师针对教学内容提出项目，注意这时提出的项目应是比较简单容易的，只要能涵盖教学内容的基本知识点即可，教师要逐步引导项目的实施，切不可好高骛远，如果项目过于复杂，学生的自信心受到打击，对项目的开展非常不利。
4.给出方案
以就近为原则，让学生自由成立小组进行项目方案的讨论，要求每组给出一个项目的解决方案。在这个过程中，教师要注意把握时间，且不要随意干涉学生的讨论，让学生能充分调动学习的自主性，锻炼思考问题、解决问题的能力。讨论结束后，老师让各组学生陈述解决方案，注意一定要综合各组不同的解决方案，这样有助教师了解学生对基础知识的掌握情况及对理论知识的应用能力，加以合理引导。
5.辨析方案
以各组提出的不同解决方案为基础，教师以引导为主，采用讨论、问答等方法，和学生一起确定最优解决方案。教师要多鼓励学生，激发学生的创新意识，提高学生思考问题、解决问题的能力。
6.演示方案
在确定最优方案的基础上，为了让学生真实感受项目开发的全过程，教师要在课堂上演示方案。然而，课堂时间有限，从购买元器件到焊制电路板，再到演示成功，是根本不可能实现的。Proteus仿真软件很好地解决了这个问题，是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具，具有易学易用等优点。首先，教师要带领学生以Proteus软件为基础，从元器件选型到硬件原理图的确定，逐步完成项目仿真图的搭建。通过这个过程，可以让学生深刻地理解项目的硬件原理，解决了传统验证性实验“只见树木，不见森林”的弊端。然后，利用单片机的程序开Keil软件，按照确定的最优方案，进行编程。教师可以和学生一边写一边下载到仿真图中实时观察现象，如果遇到问题再进行讨论修正，直至最终实现项目。这一过程，可以让学生充分体验探究的乐趣，实现学生的创造性学习，实现“理论与实践的一体化”教学。
7.升华项目
教师的课堂授课时间毕竟有限，教师提出的项目主要起到“抛砖引玉”的作用。以课堂解决的项目为基础，教师要对项目进行进一步的升华，且升华后的项目主要靠学生自主完成。学生现在基本上都是人手一台电脑，只需在电脑上安装编程软件Keil、下载软件和仿真软件Proteus就可以实时开发和仿真程序，教师只需提供必要的答疑帮助即可。比如，在单片机输入/输出口应用这一块，教师可以设计“流水灯”项目，然后通过上述一系列的方法实现后，进一步要求学生实现“往复流水灯”或“花样灯”等项目。项目成果必须要求学生给出Proteus仿真图和验证成功的程序。这样，一方面巩固学生上课所学知识，另一方面进一步提高学生的综合实践能力。 二、效果与改进
1.教学效果
在本学年的两个学期中，笔者联合系电子科学和技术、电子信息工程专业的两位专业课教师，共四个班，计388人，就基于Proteus项目式教学法效果进行了问卷调查；并随机抽选不同层次的学生开展座谈会，以确保客观、全面的掌握实施效果。经我们最终的分析、总结、讨论得出，本方法的教学效果主要体现在以下三个方面：一是经实践证明，该教学方法，在不需要硬件投入的条件下，学生普遍反映，对单片机的学习比单纯学习书本知识更容易接受，更容易提高。从另一个方面看，该方法也很好地解决了“微机原理与应用”课程教学中，理论与实践脱节，而又由于经济限制，教学条件有限，硬件又难以配套的难题。二是激发了学生的学习兴趣，提高了学习效率。边做边学不仅易于知识的理解，而且印象深刻。大部分同学表示，通过该方法获取知识的记忆时间可以更长。三是让学生在探究中研究知识并获取知识，开拓了思维，增强了实际分析、解决问题的能力，提高了综合实践水平。
基于Proteus的项目式教学法很好得实现了大学课堂教、学、研的统一，教学效果的调查结果总体令人满意，得到了学生和教师的普遍认可，今后我们将继续深入探讨项目式教学法。
2.改进设想
在“微机原理与应用”课程的教学体系中增加实训环节，完善项目开发。教师在课程结束后，综合整体教学内容给出难易适中的项目，三个学生为一组，从项目分析到项目实施全部由学生自主完成，要求学生在Proteus软件仿真可行的基础上，要购买实物元器件，焊制开发板，直至最终硬件调试成功。这样可以让学生在实际生活中体验项目开发的完整过程，进一步提高自己的综合实践能力。此外，还要完善考核测评机制，根据每一组学生提出的方案、项目完成的效果以及每个成员在小组中扮演的角色，制定合理的评分标准，做到“分有所依”进一步激发学生的学习自主性。另外，现在大学中多为大班教学，具有学生人数多，个性差异大等特点，如何做到因材施教以达到更好地教学效果，还有待进一步思考。
参考文献：
[1]冉隆锋.钱学森之问：对高等教育现实状态的拷问[J].黑龙江高教研究，2012，（8）：20-22.
[2]胡飞虎，张彦斌.关于“微机原理与应用”课程教学改革的几点思考[C].第四届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集，367-370.
[3]刑大伟.探究式教学法的应用实践与探索[J].教育教学论坛，
2014，（4）：207-208.
（责任编辑：刘翠枝）
关键词：教学方法；教学手段；项目式教学法；教学改革
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）27-0055-01
目前，我国大学每年招收近数百万大学生，招生规模已稳居世界第一位。人才培养是大学的基本任务，本科教育则是大学培养人才的基本手段。然而，随着我国高等教育在改革开放后的快速发展，本科教育过程中的问题已渐露端倪：理论环节与实践环节相脱节，学生难以做到学以致用；课堂以面授理论知识为主，学生被动接收知识，学习兴趣不高，也难以培养学生的创新性思维。在著名的“钱学森之问”的前提背景下，[1]本科教育的传统教学理念、教学方法和教学模式面临着巨大的挑战。[2]因此，本文以“微机原理与应用”课程教革为基础，从教学方法、教学手段改革的角度出发，对如何提高大学课堂教学质量，更好地培养学生创新精神和综合实践能力进行探索研究。
一、基于Proteus项目式教学法的应用构建模式
项目式教学法是教师在授课过程中，以提出的具体实际项目或者案例为基础，通过提出问题、分析问题、解决问题、升华问题，以激发学生的学习自主性和创新意识，达到教学相长的一种积极的学习过程和教学活动。教育家施瓦布指出：“如果要学生学习科学的方法，那么有什么学习比通过积极地投入到探索的过程中去更好呢？”[3]基于此，结合“微机原理与应用”课程教改的契机，现就项目式教学法在实施过程中的要点、注意事项、存在的问题等进行阐述和探讨。
1.精心设计项目
在项目式教学法的实施过程中，项目的选择是成功的关键，它直接决定着该教学方法实施的效果。教师只有结合学生的学习能力、接受能力等状况，精心设计一个好的项目，才可能取得比较好的实际效果。教师要将教学内容拆分成若干块，针对每一块精心设计项目。教师在设计项目时，首先，一定要以教学内容为依据，所设计的项目一定要能涵盖该块教学内容的所有知识点；其次，教师设计的项目要有层次感，由易到难，由简到繁，逐步地提出问题，引导学生思考问题、分析问题直至解决问题，通过这个过程，让学生体验逐步探究问题的乐趣，实现创造性学习。最后，项目要能够升华，留给学生一定的创新空间。在基本项目的基础上，学生可以发挥自己的想象力，实现不一样的现象，有助于学生思考问题、解决问题能力的进一步提高，培养学生的创新意识和创新精神，提高学生的综合实践能力。
2.针对项目进行基础知识讲授
教师在项目开展之前，首先要对项目中所涉及到的基本知识点进行讲授，让学生掌握设计项目的必要基础知识和工作原理，这是项目顺利开展的基础和保障。学生对基础知识的掌握情况在很大程度上决定了项目教学法的实施效果。
3.提出项目
授课教师针对教学内容提出项目，注意这时提出的项目应是比较简单容易的，只要能涵盖教学内容的基本知识点即可，教师要逐步引导项目的实施，切不可好高骛远，如果项目过于复杂，学生的自信心受到打击，对项目的开展非常不利。
4.给出方案
以就近为原则，让学生自由成立小组进行项目方案的讨论，要求每组给出一个项目的解决方案。在这个过程中，教师要注意把握时间，且不要随意干涉学生的讨论，让学生能充分调动学习的自主性，锻炼思考问题、解决问题的能力。讨论结束后，老师让各组学生陈述解决方案，注意一定要综合各组不同的解决方案，这样有助教师了解学生对基础知识的掌握情况及对理论知识的应用能力，加以合理引导。
5.辨析方案
以各组提出的不同解决方案为基础，教师以引导为主，采用讨论、问答等方法，和学生一起确定最优解决方案。教师要多鼓励学生，激发学生的创新意识，提高学生思考问题、解决问题的能力。
6.演示方案
在确定最优方案的基础上，为了让学生真实感受项目开发的全过程，教师要在课堂上演示方案。然而，课堂时间有限，从购买元器件到焊制电路板，再到演示成功，是根本不可能实现的。Proteus仿真软件很好地解决了这个问题，是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具，具有易学易用等优点。首先，教师要带领学生以Proteus软件为基础，从元器件选型到硬件原理图的确定，逐步完成项目仿真图的搭建。通过这个过程，可以让学生深刻地理解项目的硬件原理，解决了传统验证性实验“只见树木，不见森林”的弊端。然后，利用单片机的程序开Keil软件，按照确定的最优方案，进行编程。教师可以和学生一边写一边下载到仿真图中实时观察现象，如果遇到问题再进行讨论修正，直至最终实现项目。这一过程，可以让学生充分体验探究的乐趣，实现学生的创造性学习，实现“理论与实践的一体化”教学。
7.升华项目
教师的课堂授课时间毕竟有限，教师提出的项目主要起到“抛砖引玉”的作用。以课堂解决的项目为基础，教师要对项目进行进一步的升华，且升华后的项目主要靠学生自主完成。学生现在基本上都是人手一台电脑，只需在电脑上安装编程软件Keil、下载软件和仿真软件Proteus就可以实时开发和仿真程序，教师只需提供必要的答疑帮助即可。比如，在单片机输入/输出口应用这一块，教师可以设计“流水灯”项目，然后通过上述一系列的方法实现后，进一步要求学生实现“往复流水灯”或“花样灯”等项目。项目成果必须要求学生给出Proteus仿真图和验证成功的程序。这样，一方面巩固学生上课所学知识，另一方面进一步提高学生的综合实践能力。 二、效果与改进
1.教学效果
在本学年的两个学期中，笔者联合系电子科学和技术、电子信息工程专业的两位专业课教师，共四个班，计388人，就基于Proteus项目式教学法效果进行了问卷调查；并随机抽选不同层次的学生开展座谈会，以确保客观、全面的掌握实施效果。经我们最终的分析、总结、讨论得出，本方法的教学效果主要体现在以下三个方面：一是经实践证明，该教学方法，在不需要硬件投入的条件下，学生普遍反映，对单片机的学习比单纯学习书本知识更容易接受，更容易提高。从另一个方面看，该方法也很好地解决了“微机原理与应用”课程教学中，理论与实践脱节，而又由于经济限制，教学条件有限，硬件又难以配套的难题。二是激发了学生的学习兴趣，提高了学习效率。边做边学不仅易于知识的理解，而且印象深刻。大部分同学表示，通过该方法获取知识的记忆时间可以更长。三是让学生在探究中研究知识并获取知识，开拓了思维，增强了实际分析、解决问题的能力，提高了综合实践水平。
基于Proteus的项目式教学法很好得实现了大学课堂教、学、研的统一，教学效果的调查结果总体令人满意，得到了学生和教师的普遍认可，今后我们将继续深入探讨项目式教学法。
2.改进设想
在“微机原理与应用”课程的教学体系中增加实训环节，完善项目开发。教师在课程结束后，综合整体教学内容给出难易适中的项目，三个学生为一组，从项目分析到项目实施全部由学生自主完成，要求学生在Proteus软件仿真可行的基础上，要购买实物元器件，焊制开发板，直至最终硬件调试成功。这样可以让学生在实际生活中体验项目开发的完整过程，进一步提高自己的综合实践能力。此外，还要完善考核测评机制，根据每一组学生提出的方案、项目完成的效果以及每个成员在小组中扮演的角色，制定合理的评分标准，做到“分有所依”进一步激发学生的学习自主性。另外，现在大学中多为大班教学，具有学生人数多，个性差异大等特点，如何做到因材施教以达到更好地教学效果，还有待进一步思考。
参考文献：
[1]冉隆锋.钱学森之问：对高等教育现实状态的拷问[J].黑龙江高教研究，2012，（8）：20-22.
[2]胡飞虎，张彦斌.关于“微机原理与应用”课程教学改革的几点思考[C].第四届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集，367-370.
[3]刑大伟.探究式教学法的应用实践与探索[J].教育教学论坛，
2014，（4）：207-208.
（责任编辑：刘翠枝）