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科研成果

项目教学法在计算机学科教学中的应用研究

2017年09月21日 14:47

密云县社区教育中心石杨

摘要:项目教学法突破了传统的教学模式,通过选取“工程项目”来创设“情景”,通过“协作学习”的方式开展学习,通过完成“工程项目”来达到“意义建构”,通过解决一些现实问题来实现学生对知识的掌握,本文针对传统教学方式存在的问题,以《微计算机技术》为例,阐述了基于项目教学法的教学设计过程,教学实践取得了良好的效果。

关键词:项目教学法;自主能力 ;探究能力

一、课程特点和教学分析

计算机科学是以数学和电子科学为基础、理论与实践相结合的一门学科。对于计算机专业的学生,毕业后即将就业,现实的社会需要他们具备多种技能,有一定的实践能力或项目开发的经验,这就对计算机学科教学提出了更高的要求,即在理论教学的基础上,学校应特别重视学生实践能力和创新精神的培养。

《微计算机技术》是计算机科学与技术专业本科生的一门必修课程。本课程以当今主流微处理器80X86为结合点,分析它的结构特点、操作原理、指令系统以及汇编语言设计的基本方法。然后讲解80X86主要外围支援芯片的功能、结构、编程方法以及基本外部设备的接口技术。通过本课程的学习和实验,要求学生掌握80X86及主要支援芯片的功能、结构、编程方法以及基本外部设备的接口技术,具备对微机系统的设计、维护与软硬件开发能力。

二、教学中存在的问题

在《微计算机技术》的教学中容易出现的问题有如下三点:

第一,过分侧重原理部分,对系统设计和应用技术的重视程度不够,缺乏足够的灵活性,使学生不能将所学知识与实践融会贯通。尽管一些学生可以在理论考试中取得高分,但却不能自如地应用所学知识解决实际问题,更谈不上开发出有实际应用价值的系统,因此很难适应现代社会对系统设计应用人才的需求。

第二,过分侧重开发工具的使用,忽视原理的教学,造成学生对具体开发工具的操作能力突出,但缺乏完整的知识结构,遇到问题不能举一反三,到毕业设计开发设计系统时,才发觉原理的重要性,想重新学习原理,却往往贻误了时机。

第三,由于知识较抽象,如果照搬教材章节顺序来组织教学,学生普遍感到难学。尤其在教学过程的安排上如果没有考虑学生的接受能力,很有可能会使学生的学习的过程是一个不断充满挫折的过程,最终丧失信心而全盘放弃。

基于以上问题,要求我们在教学中培养学生既理解原理、具有扎实功底,又善于将原理应用到实践中,将理论和实践很好地融合在一起,改变这种纸上谈兵、理论脱离实际的状况。这就要求教师对教学方法进行改革,使基本理论知识与现代微计算机技术很好地融合,为此我们引入了基于项目的教学方法。

三、项目教学法的提出

项目教学法是在建构主义的指导下,以实际的工程项目为对象,先由教师对项目进行分解,并作适当的示范,然后让学生分组围绕各自的工程项目进行讨论、协作学习,最后以共同完成项目的情况来评价学生是否达到教学目的的一种教和学的模式。项目教学法糅合了当前三大教学法(探究教学法、任务驱动教学法与案例教学法)的特点,集中关注于某一学科的中心概念和原则,旨在把学生融入有意义的任务完成的过程中,让学生积极地学习、自主地进行知识的建构。

四、项目教学法在《微计算机技术》课程教学中的实践

我在教学中尝试应用项目教学法,以项目任务为教学单元,打破书本上原有界限,将各部分知识分解成一个个知识点,为了完成一个项目任务抽取每个部份的不同知识点加以组合,使理论与实践相结合,缺一不可。完成第一个项目任务就能清楚微机系统的设计过程,完成第二、三个项目任务,就能模仿性地编出程序,使得学习过程是一个不断成功地完成基础任务的过程。当所有项目任务全部完成,知识点就全学完了。为此,我设计了两个综合实训项目,以项目作为教学的对象,以实际的任务来驱动学生的学习,项目说明如表1所示。

表1-实训项目说明表

项目

序号

项目名称

项目模块

项目分工

备注

实训1

可调数字的动态数码管显示器

名称

包含子模块

对应教材章节

项目以学习小组为单位进行,每个学习小组5人,每人负责1个子模块。

由于项目需要程序设计,所以同时涉及第三章1-4节指令系统与第四章1-4节程序设计内容。

I、数码管显示模块

位选模块

送字模块

延时模块

第七章第1节数码管

II、小键盘调数模块

按键识别模块

调整数字模块

第七章第2节小键盘

实训2

时钟表

I、数码管显示模块

位选模块

送字模块

延时模块

第七章第1节数码管

项目以学习小组为单位进行,每个学习小组4人,每人负责1个子模块。

1、情景设置:

创设学生当前所学习的内容与现实情况基本相接近的情景环境,也就是说,

把学生引入到需要通过某些知识点来解决现实问题的情景。课堂上,我采用STC89C52RC微处理器开发板进行“数码管显示”的演示,如图1所示。通过问题创设情境,数码管是如何显示数字或字符的,从而引导学生复习理论知识即使数码管显示字符必备的三个步骤——位选操作、送字形码操作、延时操作,使学生了解一个项目所需要完成的模块,直接引导学生进入“情景”,使其思考数码管是如何实现的位选、送字和延时操作,以此激发学生学习兴趣和积极性。

http://www.my.bjou.edu.cn/lwjx/xxlwjx/lwjx34_clip_image002.jpg

图1-STC89C52RC微处理器开发板

2、示范项目演示:

以“数码管显示”为例,示范项目模块的开发过程,包括:

(1)、系统分析;

(2)、设计电路原理图;

(3)、利用Keil uVision2开发平台编制、调试程序;

(4)、利用仿真器在线仿真,调试程序(STC89C52RC微处理器具有在线仿真功能);

(5)、利用编程器将程序代码写入芯片中。

通过以上操作,使学生了解项目开发的过程。

3、学生分组协作学习:

各组在项目组长的组织下,按照实训项目说明表(表1)所示,仿照教师操作步骤,开展研究讨论、分工协作,共同完成工程项目的系统分析、电路设计、程序编写、程序调试等工作。

4、小组独立探索:

在学生掌握了项目开发的步骤和方法的前提下,加大项目难度。例如:把数码管单纯显示改为完成可调数字的数码管显示,加入了小键盘的操作。学生以实训项目说明表(表1)作为参考,开展小组交流、讨论,组员分工协作,共同完成工程项目,项目完成过程中教师可以给予一定的指导。这样既帮助学生熟悉了项目的开发过程,又激发了学生学习的积极性,使其自主地进行只是构建。

5、学习评价:

学生学习的效果直接由完成工程项目的情况来衡量,包括:学生对学生的评价,学生对作品的评价、学生对教学的评价、学生对教师的评价和教师对学生的评价。教师通过学生评价及时进行教学反思,调整教学方案。学生间的评价激励学生互相学习,取长补短。

五、教学反馈

在应用项目教学法进行《微计算机技术》课程教学的改革之后,与以往相比学生对课程感到枯燥的现象大大减少,并能真正理解该课程的学习目的和价值。通过让学生自我完成一些难度系数较小的项目有效地激发了学生的成就感,成功地调度了学生的学习兴趣和主动性,再逐步地溶入更多的知识点来加大项目的难度系数之后,学生对知识的理解和应用能力也大大提高。整个教学过程深受学生欢迎,取得了较为显著的成效。

综上所述,项目教学法突破了传统的教学模式,通过选取“工程项目”来创设“情景”,通过“协作学习”的方式开展学习,通过完成“工程项目”来达到“意义建构”,通过解决一些现实问题来实现学生对知识的掌握。该教学模式充分体现了以学生为中心、以学生的全面发展为中心的教育思想。这种教学模式在计算机专业中诸多应用性较强的课程中均可尝试。

[参考文献]

[1]何克抗.建构主义——革新传统教学的理论基础[A].1998,(3).

[2]赵建华,李克东.协作学习及协作学习模式[J].中国电化教育,2000,(10).

[3]基于项目的《数据库基础与应用》课程教学模式改革与实践[J].福建电脑,2007,(11)