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PBL教学法在单片机应用技术课程中的应用

doi：10.3969/j.issn.1673-0194.2017.08.128

单片机应用技术课程是计算机专业必修的一门应用性很强的课程，主

要讲述单片机的硬件及引脚特性、单片机的指令功能、编程步骤方法、模

/数和数/模转换接口、外围设备接口及驱动程序、单片机典型技术等内容。

单片机应用技术课程复杂难学，即使已经具备微机原理和汇编语言的基本

知识，也会让人感到无从下手。传统的单片机应用技术课程都是通过课堂

讲述、实验演示来传递知识点的，学生学习一个学期后，感觉还是没有获

得很多的知识，考试前只能靠背诵书上的例题去套用，考完试后就忘得一

干二净，并没有真正从这门课程中获得真正的知识和有效的技能。单片机

应用技术课程是一门需要深入思考、反复推敲、不断实践、不断积累经验

的课程。所以要想让学生真正获得知识和技能，就要改变传统的教学模式、

改革教学的方式方法。

PBL教学法，即基于问题的学习法，能有效改变传统的教学模式，能

够激发学生的学习兴趣，培养学生良好的学习习惯，锻炼学生的思考能力，

培养学生的综合素质。从做中学，使学生体会到学习的乐趣，提高学生的

满意度。单片机应用技术课程具有的实践性和操作性强以及其他特点，都

适合使用PBL教学法进行教学。

1PBL教学法的理论基础

1.1认知学习理论

认知心理学认为，学习是有意义的学习，学习者不是被动的接受知识，

而是主动探索研究的过程。布鲁纳学说认为：学习知识是根据已有知识获

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得新知识、将知识进行转化和处理信息来适应新问题的需要、评价和检验

知识是否适用于问题的三个过程。PBL教学的一般过程正是根据认知学习

理论的过程建立起来的，而且PBL教学过程强调主动学习、强调内在动机、

强调学习过程，这都符合认知学习理论。

1.2建构主义理论

建构主义认为，教学活动并不是以向学生灌输知识来进行知识传递的

过程，而是有效引导学生，让学生主动对知识进行建构来达到知识迁移的

过程。建构主义理论强调以学生为主体，教师引导的特性；强调学生积极

主动探究学习，教师宏观调控的过程；强调创设真实情境的效果，让学生

体会真实的社会生活和广泛的科学知识，拓宽视野。在建构理论的支持下，

PBL教学法能充分发挥其积极主动作用，能真正有效引导学生获得知识和

技能。

1.3人本主义理论

以人为本是现代教育理论的重要组成部分，PBL教学过程充分体现了

以人为本的教育理念，学生的基础参差不齐，对问题的理解能力和对知识

点的掌握程度也不尽相同，教师会根据不同的情况进行因材施教，改变传

统教学中一刀切的状况，会根据学生的好奇心理和实践需要及时调整教学

策略，真正做到以学生为本，为学生服务。

2PBL教学法的教学模式

众多的学者有着不同的观念，从不同的角度提出了PBL教学的多种模

式，马斯特里赫提出了Seven-Step导向学习模式，包含了澄清术语、定

义问题、分析问题、想法结构化、制定学习目标、研究和调查以及概要和

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解决方案等7个阶段，当完成7个阶段，问题仍不能解决时，需回到想法

结构化进行循环。本杰明提出PBL教学过程包括界定问题、分析问题、形

成假设、确定已知、确立所需资源、分析资源、收集新知识以及联结新旧

知识8个阶段，若经过以上8个阶段问题仍未解决，或在解决问题的过程

产生了新的问题，可以重新从界定问题开始循环。伊登斯提出了问题导向

学习周期性PBL模式，主要包括问题发展阶段、问题探究阶段、问题方案

验证阶段，在这三个阶段循环执行。从三种典型的PBL教学模式来看，其

都是循环的模式，都是从问题出发，大致步骤基本相同，只是切入点和具

体的步骤不同。

3PBL教学法的应用实例

本文以恒温控制系统课程为例进行分析。

3.1准备阶段

3.1.1教学目标分析

掌握恒?乜刂葡低持邢低辰峁骨榭觯?掌握温度信号输入通道包含的

内容，掌握执行信号通道设计，学会设计系统应用软件的方法。在学习知

识内容的同时，要培养学生自主学习的能力、独立思考的习惯、沟通能力、

分析问题和解决问题的能力。

3.1.2问题情境设计

有一个孵化