“基于项目学习和实践” 的课程改革创新与实践.docVIP

“基于项目学习和实践”的课程改革创新与实践 王立强、王晓萍、杜立辉 浙江大学现代光学仪器国家重点实验室 杭州 310027 摘要：微机系统是浙大光电系的主干课程之一，该课程的特点是知识面广、实践性强、难度大，很多学生难以对知识有透彻的理解，未能形成系统的知识构架。微机系统对实践环节有很高的要求，传统的教学方法和教学模式对此环节的培养尚有不足。因此，本文探索一种基于项目的学习和实践的课程改革方案，通过项目的实施将理论知识和具体实践相结合，培养学生兴趣，提高动手能力，加深知识理解。经过实践，获得了良好的教学效果，这是对新形势下教学改革的有益尝试。 关键字：微机系统，项目学习，课程改革 《微机系统设计与应用》的教学目的是培养学生如何将已学的微机原理知识应用于面向实际工程需求的科研项目的能力，促进学生的创新能力开发。传统的教学方法和模式在这方面有所欠缺，因此我们尝试采用基于项目的教学方法，根据学生的兴趣、爱好和特长，结合光电系的有关科研项目，促进自我导向的学习，让学生主动运用所学知识解决实际问题。 1 课程改革 基于项目的学习和实践是以学习的原理为以为目的，探究性学习模式。它旨学生融入任务完成过程中让学生积极地学习建构，。的评价则着重学习的过程，非只看重学习的结果。15个左右的设计课题，学生自由组成小组，提倡每个学生组自主提出设计题目，同时，当教师认为学生的设计题目具备可行性时，学生组采用主动设计题目，反之，学生组从预先准备的15个题目中选择一个。题目的设计需要考虑几个问题，首先题目的设计要考虑到其知识容量，实践难度，与课程的关联程度等，各个题目之间应该尽量均衡。其次题目的设计既要满足课程知识构建的需要，也要根据光电系的专业特点，设计综合性的题目。再者，设计的题目需要有一些扩展性，给学生的思维扩展和独立探索留有空间，充分考虑学生的自主要求。最后，题目数量必须大于学生小组数量，给学生以充分的选择空间。 每个小组的学生人数必须合理安排。考虑到项目主要包括硬件与软件两个部分，因此每个小组最多由2名学生组成，否则多余的学生基本得不到相应的锻炼。2人中的其中1人主要负责硬件设计与调试等工作，另1人主要进行相关软件设计与调试。这样形成分工协作，锻炼学生的团队合作能力。 课程提供的所有题目都尽量体现以上的设计要求，表1列出2010学年的其中5个题目。前3个题目为任课教师预先准备的设计课题，后2个为学生小组根据自己的兴趣提出的主动设计题目。从表中可以看出，教师题目均与光电专业的课题相关，而且与微机课程紧密结合。而学生题目则充满趣味性，充分体现了当代学生的创造力和想象力。 表1 微机课程2010年度部分设计题目 序号 题目 内容简介 类别 1 点阵LED显示屏的设计 设计并制作一个以单片机为控制核心的点阵LED显示系统，实现同时显示4个汉字，长的字符串则从右向左或从下向上滚动，画面清晰。可显示当前的时间，显示当前温度。 教师题目 2 激光测距系统 激光脉冲照射被测目标，照射激光被目标反射，部分反射光被光电探测器接收，经电路处理，测量距离。单片机作为控制中心，控制整个系统的时序。获得数据后显示在液晶屏上或者通过串口传给上位机。 教师题目 3 楼道灯光节能控制系统 以单片机为核心，设计楼道灯光自动感应系统，要求当楼道内光亮度低于某一阈值时，且有人经过楼道，灯光自动打开，亮60秒后自动关闭。在此基础上可根据楼道光的亮度不同，采用PWM方式控制灯光的亮度，实现楼道灯光的节能控制。 教师题目 4 基于C51的无弦琴弹奏及娱乐系统 开发一种基于光敏电阻和激光器光电检测电路，再辅以C8051f020单片机为控制核心，以自制的木质系统作为骨架，将输入的弹奏信号通过检测电路转换成为数字信号，同时对产生信号进行编码判断，输出相应的输出信号，给自主设计的和弦蜂鸣器进行发声。 学生题目 5 自动垃圾桶 用红外遥控器对垃圾桶进行遥控。巡线模式时，垃圾桶沿着预先铺设好的轨道移动，并在运动至有停止标志（横线）处停止，打开盖子一段时间；若用户在某一处需要使用垃圾桶，可以挡在其前方，这时垃圾桶就会停止并打开盖子。遥控模式时，可以按下遥控器的任意键，即可实现该键的功能。 学生题目 2.3 项目实践 每组学生需要对题目进行全面分析和讨论，首先，术语解释，将意见不一、或难度较大的术语列出，作为学习要点。其次，界定问题，对同一个题目，每个同学很可能有不同的观点和解决方法，比较和收集这些观点有助于扩展知识面和预先界定任务。第三步：头脑风暴，对可能的解决方案进行集体讨论，推测可能存在的情况，做出初步诊断，以及各种检验和比较。这是关键步骤，可以促进以往学习知识的使用，形成不完整知识的链接，提高逻辑推理能力，增强自信心和说服力。第四步：重新结构化问题，对问题进行尝试性的解决，学