時(shí)間:2022-02-14 06:20:58
導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯(cuò)過為您精心挑選的10篇單片機(jī)課程論文,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
2.教學(xué)現(xiàn)狀
單片機(jī)課程是機(jī)電高素質(zhì)復(fù)合技能型人才所需自動(dòng)控制類知識(shí)的載體,其特點(diǎn)是概念多、邏輯性強(qiáng)、內(nèi)容抽象[1],對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)入門難。傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)一般均以學(xué)科體系為出發(fā)點(diǎn),注重課程本身的體系結(jié)構(gòu)和前后的邏輯聯(lián)系,但卻忽略了“可學(xué)性”,致使學(xué)生學(xué)得吃力,老師教得也很辛苦[2]。從教學(xué)效果來(lái)看,一直存在教師難教、學(xué)生難學(xué)的雙重困惑,教學(xué)效果不太理想[3]。常見的教學(xué)方式是“以教師為中心、以課堂為中心、以教材為中心”[4]。這種傳授型教學(xué)模式就使本來(lái)就很枯燥、抽象的課程更加顯得乏味,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對(duì)課程產(chǎn)生了畏難情緒[5]。而且在大部分新升本工科院校中,機(jī)械類專業(yè)學(xué)生以男生為主,且理論知識(shí)掌握較差,學(xué)習(xí)主動(dòng)性不高。大部分學(xué)生對(duì)自己的大學(xué)生活和畢業(yè)去向沒有規(guī)劃,學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)模糊。針對(duì)以上教與學(xué)的特點(diǎn),提出一些針對(duì)單片機(jī)課程在教學(xué)過程中行之有效的教學(xué)改革思路和方法,達(dá)到提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,特別是創(chuàng)新實(shí)踐能力的目標(biāo)。
3.設(shè)計(jì)教學(xué)思路和方法,提高教學(xué)質(zhì)量
3.1通過問題初識(shí)單片機(jī)
學(xué)生剛開始不清楚單片機(jī)是什么?是什么樣?是用來(lái)干什么的?所以,授課教師在第一次的授課過程中,應(yīng)該從學(xué)生的思維角度出發(fā),回答單片機(jī)是什么、什么樣、干什么等問題,使學(xué)生從宏觀上對(duì)單片機(jī)有一個(gè)理解。在解答這些問題時(shí),最好拿一片單片機(jī),在課堂上就能夠直觀地看到單片機(jī)的外觀形狀、大小和引腳排列等情況,這樣使學(xué)生對(duì)這個(gè)概念會(huì)有更深的認(rèn)識(shí)。把單片機(jī)和PC機(jī)進(jìn)行一定的比較,對(duì)理解什么是單片機(jī)是非常有幫助的。PC機(jī)主要用于數(shù)據(jù)采集、運(yùn)算和處理,而單片機(jī)主要用于控制且體積更小,這也是為什么目前大多數(shù)學(xué)者把單片機(jī)叫做微控制器的原因。單片機(jī)用來(lái)干什么的?解答這個(gè)問題可以通過學(xué)生身邊非常熟悉的案例來(lái)進(jìn)行。比如:日常生活中的電視需要使用單片機(jī)來(lái)進(jìn)行設(shè)定和控制;全自動(dòng)洗衣機(jī)使用單片機(jī)來(lái)對(duì)洗衣的時(shí)間和水位進(jìn)行設(shè)定且控制等等。通過日常生活和生產(chǎn)中無(wú)處不在產(chǎn)品進(jìn)一步地幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)、理解單片機(jī)。
3.2整合教材內(nèi)容,由整體到部分、由外而內(nèi)講解單片機(jī)結(jié)構(gòu)
在對(duì)單片機(jī)有了感性認(rèn)識(shí)后,應(yīng)把單片機(jī)看做一個(gè)整體,不能把它的結(jié)構(gòu)肢解。比如在講“單片機(jī)芯片結(jié)構(gòu)”時(shí),由整體到部分給學(xué)生強(qiáng)調(diào)單片機(jī)學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容,以減少學(xué)生的畏難情緒。然后將這些功能特點(diǎn)進(jìn)行分類,畫成圖表的形式來(lái)加強(qiáng)印象,結(jié)構(gòu)分類如圖1所示。先講解外部功能,再學(xué)習(xí)內(nèi)部各個(gè)功能,這就是由外而內(nèi)。引腳教學(xué)中,把單片機(jī)的40個(gè)引腳大致分為電源、時(shí)鐘、控制和I/O口4類。先簡(jiǎn)單告訴學(xué)生,4個(gè)8位并行I/O端口占用32根引腳線、電源2根、時(shí)鐘2根,這些引腳使用都比較簡(jiǎn)單,重點(diǎn)掌握4根控制線就可以了。這么一來(lái),學(xué)生就會(huì)覺得幾個(gè)控制線的使用絕對(duì)不難,學(xué)習(xí)單片機(jī)的興趣就建立起來(lái)了。圖1單片機(jī)芯片結(jié)構(gòu)圖另外在對(duì)單片機(jī)的結(jié)構(gòu)理解后,應(yīng)整合教材內(nèi)容,使教學(xué)過程更具有邏輯性和連貫性。根據(jù)學(xué)生已學(xué)課程和本門課程教學(xué)所要達(dá)到的目的,合理地調(diào)整授課的順序,可以幫助學(xué)生理解、促進(jìn)對(duì)知識(shí)的消化。比如單片機(jī)結(jié)構(gòu)與指令系統(tǒng)是學(xué)習(xí)單片機(jī)的最重要的基礎(chǔ),在這部分的學(xué)習(xí)過程中,可以將一些指令系統(tǒng)結(jié)合硬件部分一起進(jìn)行授課,可以將匯編語(yǔ)言調(diào)整到前面講授,既可以加強(qiáng)學(xué)生的理解又可以節(jié)省部分學(xué)時(shí),用一些簡(jiǎn)單的程序來(lái)舉例說(shuō)明如何控制硬件,提高學(xué)生對(duì)硬件編程的理解。又如在單片機(jī)接口擴(kuò)展的教學(xué)中,因?yàn)閷W(xué)生已經(jīng)對(duì)總線有了一定的理解和認(rèn)識(shí),在這兒就可以引入三總線來(lái)學(xué)習(xí)接口擴(kuò)展,強(qiáng)調(diào)接口擴(kuò)展電路的設(shè)計(jì)就是這三類總線的連接。通過對(duì)教學(xué)內(nèi)容和授課順序的改變,使學(xué)生建立起整體的概念,分析并引導(dǎo)學(xué)生掌握課程內(nèi)容的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性,而不是把一本書、一堂課從頭講到尾。
3.3用淺顯易懂的比喻幫助學(xué)生理解枯燥難懂的概念
學(xué)生認(rèn)為單片機(jī)學(xué)習(xí)太抽象,尤其是存儲(chǔ)器單元的數(shù)據(jù)和地址。因?yàn)閿?shù)據(jù)和地址都是用二進(jìn)制表示,什么時(shí)候是地址什么時(shí)候是數(shù)據(jù)學(xué)生普遍反映理解不了。在教學(xué)中用學(xué)生都熟悉的學(xué)生宿舍為例,把宿舍號(hào)理解為地址,宿舍里住的學(xué)生理解為數(shù)據(jù)。同時(shí)在后面字節(jié)單元和位地址的教學(xué)中,這個(gè)例子同樣適用。比如說(shuō)宿舍里每張床都有編號(hào),想找全宿舍的人就用字節(jié)單元(宿舍號(hào)),想找某個(gè)人就用位地址(床號(hào)),其示意圖如圖2所示。這樣不僅完成了教學(xué)任務(wù),而且提高了教學(xué)趣味性。
4.塑造良好的學(xué)習(xí)方法和習(xí)慣,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力
4.1拓寬教學(xué)方法和教學(xué)手段,提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力
要培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究的習(xí)慣,掌握查閱資料和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、工具書或參考書的能力,尤其是上網(wǎng)收集資料的能力,能夠合理選擇設(shè)計(jì)方案,并能以圖紙和說(shuō)明書表達(dá)設(shè)計(jì)的思想和結(jié)果。教師可以將制作的教學(xué)課件、本課程的相關(guān)學(xué)習(xí)資料掛在網(wǎng)上,供學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)參考,還可在網(wǎng)上通過QQ群進(jìn)行交流,利用網(wǎng)絡(luò)提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。初學(xué)者可以先掌握單片機(jī)運(yùn)行和開發(fā)的一些基本技巧,然后在項(xiàng)目中深入學(xué)習(xí)和掌握單片機(jī),達(dá)到學(xué)以致用的目的。不能等把所有的知識(shí)都掌握了后再去運(yùn)用,這既不可能也不可取。讓學(xué)生“邊學(xué)邊干”,而不是在理論學(xué)習(xí)的最后才進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
4.2引導(dǎo)學(xué)生形成良好的學(xué)習(xí)觀念,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力
講課的主體是傳授知識(shí),但著眼點(diǎn)卻是培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)、分析、創(chuàng)新、應(yīng)用等能力。讓學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和適合自己特點(diǎn)的學(xué)習(xí)方法,如何聽課、筆記、自學(xué)、小結(jié)等。總之,在課堂上,教師應(yīng)該教會(huì)學(xué)生怎樣學(xué)習(xí)、怎樣思考,注重把所講知識(shí)用相應(yīng)的思維方法組織起來(lái),鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表自己的見解。告訴學(xué)生,學(xué)習(xí)是發(fā)現(xiàn)知識(shí)的過程,而不是簡(jiǎn)單的獲取結(jié)果。這種教學(xué)方法讓學(xué)生帶著問題去學(xué),不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,更重要的是培養(yǎng)了他們發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的意識(shí)和能力。比如應(yīng)用程序的教學(xué)是單片機(jī)課程的重點(diǎn)和難點(diǎn),這部分內(nèi)容就是加大學(xué)時(shí),無(wú)論教師講得多詳細(xì)、學(xué)生當(dāng)時(shí)聽得多懂,一到用時(shí)就又不明白。究其原因,就是少了學(xué)生自己獨(dú)立思考這個(gè)重要環(huán)節(jié)。講解應(yīng)用程序時(shí),先讓學(xué)生自己思考,然后進(jìn)行講解討論。正是在這種不斷討論和分析問題的過程中,學(xué)生的獨(dú)立思考能力得到了培養(yǎng)和鍛煉,推動(dòng)了創(chuàng)造性思維活動(dòng)。同時(shí)選拔學(xué)生參與一些科研項(xiàng)目,培養(yǎng)學(xué)生的科研能力和創(chuàng)新能力。
4.3改革考核方法,加強(qiáng)動(dòng)手能力要求
有什么樣的考核方式必然會(huì)有什么樣的教學(xué)和學(xué)習(xí)方法。由于該課程知識(shí)點(diǎn)多、概念抽象、硬件難于理解、軟件設(shè)計(jì)困難等特點(diǎn),使傳統(tǒng)的閉卷考核方式只能在一定程度上考查學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的記憶能力,而對(duì)學(xué)生的思維能力、分析能力、創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力等都難于考查[6]。因此,應(yīng)改革考核方式方法,采用閉卷、論文、設(shè)計(jì)制作相結(jié)合的多樣化考核方式。要求學(xué)生學(xué)會(huì)動(dòng)手查閱并消化資料,將課堂上學(xué)到的理論知識(shí)、查閱到的資料以及其他相關(guān)專業(yè)的知識(shí)聯(lián)系到一起,系統(tǒng)的來(lái)考慮問題。同時(shí)指導(dǎo)學(xué)生如何利用圖書館數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行資料檢索和期刊查閱,如何進(jìn)行論文報(bào)告的書寫等,這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、分析能力、動(dòng)手能力、創(chuàng)造能力以及后續(xù)課程的學(xué)習(xí)都有很大的幫助。由于本課程具有應(yīng)用性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn),對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力要求比較高,所以,通過設(shè)計(jì)制作考查學(xué)生的動(dòng)手能力,也可作為期末考核的一部分,這樣既完成了教學(xué)任務(wù),又鍛煉、培養(yǎng)了學(xué)生綜合能力,同時(shí)為學(xué)有余力的學(xué)生提供廣闊的創(chuàng)新空間。
第二章設(shè)計(jì)要求與任務(wù)
第一節(jié)目的和要求:
1、實(shí)驗(yàn)要求:
編寫程序,以89c52的端口作為輸出口,控制4個(gè)雙色LED燈(可發(fā)紅、綠、黃光),模擬十字路通燈管理。
2、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>
(1)學(xué)習(xí)I/0口擴(kuò)展方法;掌握89c52的工作原理以及編程方法,了解軟件與硬件的調(diào)試技術(shù)。
(2)學(xué)習(xí)模擬交通燈控制方法;(3)學(xué)習(xí)雙色LED燈的使用;
第二節(jié)設(shè)計(jì)任務(wù)和設(shè)計(jì)內(nèi)容:(CPU均采用89c52)
1.軟件延時(shí)實(shí)現(xiàn)模擬路通燈控制:(如圖1)
實(shí)驗(yàn)效果:軟件延時(shí)控制A﹑C路口紅燈,B﹑D路口綠燈亮60秒;然后A﹑C路口不變,B﹑D路口綠燈閃5下,然后B﹑D路口黃燈亮;再變?yōu)锳﹑C路口綠燈,B﹑D紅燈延時(shí)3秒;然后A﹑C路口綠燈閃5下,再黃燈亮,B﹑D不變。再循環(huán)······。并將綠燈剩余時(shí)間顯示在LED上(該項(xiàng)編程可將其結(jié)果顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上代替)。
初始化
設(shè)置89c52
為輸出
C口為輸出
清LED
BD,AC四個(gè)方向全為紅短延時(shí)
BD方向亮綠燈60秒
AC方向亮紅燈
BD方向綠燈閃五次,AC方向燈不變
BD方向?yàn)辄S燈延時(shí)
AC方向燈不變
有鍵按下?
有鍵按下?
BD方向亮紅燈并延時(shí)3秒,AC方向亮綠燈
有鍵按下?
有鍵按下?
狀態(tài)0
狀態(tài)1
狀態(tài)2
狀態(tài)3
有鍵按下?
BD方向燈不變,
AC方向綠燈閃五次
狀態(tài)4
BD方向燈不變,
AC方向黃燈延時(shí)
狀態(tài)4
返回DOS
狀態(tài)1
狀態(tài)3
狀態(tài)4
狀態(tài)2
循環(huán)
運(yùn)行
(圖2流程圖)
2.89c52定時(shí)器控制模擬交通燈:
實(shí)驗(yàn)效果:軟件延時(shí)控制A﹑C路口紅燈,B﹑D路口綠燈亮50秒;其余要求和第1點(diǎn)中的相同。
第三章設(shè)計(jì)方案及評(píng)估論證
第一節(jié)題意分析:
雖然題目是四個(gè)路口,其實(shí)這是用于人行橫道處的
交通燈,也可用于不允許拐彎的主﹑副街道的交叉口處。
如圖1所示,B、D方向是雙向車道;A、C方向是人行橫道。或者將BD看作主街道,而AC看作副街道,也是可以的。
第二節(jié)工作原理說(shuō)明:
1.工作原理說(shuō)明:
此方案是通過并行接口芯片89c52A和計(jì)
算機(jī)的硬件連接,以及通過軟件延時(shí)的方法進(jìn)行軟件
1.2我校教學(xué)現(xiàn)狀我校單片機(jī)教學(xué)并沒按合理的課程設(shè)置,倚重C語(yǔ)言的單片機(jī)語(yǔ)言很早就開課,與單片機(jī)教學(xué)存在巨大的脫節(jié)。導(dǎo)致學(xué)生不能把二者更有效的結(jié)合起來(lái);某些專業(yè)把單片機(jī)課程和數(shù)電、微機(jī)原理等基礎(chǔ)課程一起教授,甚至提前,這會(huì)導(dǎo)致學(xué)生沒有一個(gè)較好的理論基礎(chǔ),一下上升到一個(gè)高度,使學(xué)生學(xué)習(xí)非常吃力,十分空洞;同時(shí)實(shí)驗(yàn)課程過于死板,根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書依葫蘆畫瓢,收獲甚微;課程設(shè)計(jì)過于模板話,缺少自我創(chuàng)新,學(xué)生馬虎對(duì)待,導(dǎo)致結(jié)課后學(xué)生幾乎一無(wú)所獲。
2.課程改革
2.1教學(xué)內(nèi)容的改革針對(duì)我校單片機(jī)教學(xué)存在的各種問題,首先進(jìn)行了培養(yǎng)方案的調(diào)整。制定教學(xué)大綱時(shí)對(duì)教材進(jìn)行相應(yīng)刪減,對(duì)于老化、無(wú)關(guān)和過于理論的內(nèi)容進(jìn)行刪除,增加一些在實(shí)際生活中應(yīng)用比較廣泛的實(shí)際案例和最新的單片機(jī)理論知識(shí)。在教學(xué)過程中,加強(qiáng)C語(yǔ)言的學(xué)習(xí),讓學(xué)生既能看懂匯編語(yǔ)言,同時(shí)也能夠運(yùn)用C語(yǔ)言進(jìn)行編程。在理論教學(xué)模式的改革中建立以具體任務(wù)為教學(xué)主線,通過有趣的實(shí)例引出問題,帶著問題學(xué)習(xí)理論內(nèi)容。出于學(xué)生對(duì)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的抵觸心理考慮,我們把所有驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)全部改為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。在具體實(shí)施時(shí),提前把下一次實(shí)驗(yàn)課所涉及的原理及相關(guān)內(nèi)容告訴學(xué)生,要求學(xué)生提前預(yù)習(xí)。在實(shí)驗(yàn)課上,首先要求學(xué)生利用Proteus仿真軟件進(jìn)行硬件仿真,然后編寫程序。考慮到時(shí)間問題,我們的實(shí)驗(yàn)課在進(jìn)行排課時(shí)采用四節(jié)連排,并且實(shí)驗(yàn)和理論各占一半學(xué)時(shí)。為了更好的解決學(xué)生理論和在實(shí)踐中反映的問題,使理論和實(shí)驗(yàn)聯(lián)系起來(lái),每個(gè)理論老師必須帶所教授班級(jí)至少兩個(gè)班的實(shí)驗(yàn)課。在實(shí)驗(yàn)過程中,實(shí)驗(yàn)老師隨機(jī)提問,通過回答問題和操作情況給每個(gè)學(xué)生評(píng)分。統(tǒng)一制定教學(xué)計(jì)劃,每堂課有必須完成的基本任務(wù),基本任務(wù)完成后由實(shí)驗(yàn)老師針對(duì)所在班級(jí)情況布置擴(kuò)展要求,并記錄實(shí)際完成情況。實(shí)驗(yàn)教學(xué)雖然跟傳統(tǒng)相比加強(qiáng)了設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),但是仿真軟件跟實(shí)際設(shè)計(jì)還是有所區(qū)別。為了更好的解決這個(gè)問題,在為期兩周的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),首先由指導(dǎo)老師給出多個(gè)題目方向、基本要求和原則,學(xué)生根據(jù)興趣選擇相關(guān)題目進(jìn)行仿真電路設(shè)計(jì)并列出元器件清單,然后根據(jù)老師發(fā)的元器件自己焊接。在這個(gè)環(huán)節(jié)里,學(xué)生不再能依賴實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書或者課本,而要獨(dú)立思考,完成硬件設(shè)計(jì)和源程序的編寫。在調(diào)試和焊接過程中,學(xué)生還必須自己動(dòng)手分析解決出現(xiàn)的問題。通過課程設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié),學(xué)生可以更好的了解單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)的整個(gè)過程,既鍛煉了他們的動(dòng)手能力及創(chuàng)新精神,又激發(fā)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神是非常有利的。
2.2教學(xué)方法的改革興趣是最好的老師。理論教學(xué)時(shí)老師可以先帶學(xué)生們一起做一些有趣的仿真實(shí)驗(yàn)或則給學(xué)生演示生活中的實(shí)際的例子,帶動(dòng)學(xué)生的好奇心和積極性,然后針對(duì)里面的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解。實(shí)驗(yàn)時(shí)可以讓學(xué)生分成小組,形成團(tuán)隊(duì)和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的關(guān)系,給每一個(gè)小組安排較有新意或?qū)嵱眯缘恼n題,讓學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性,通過小組討論形成各自設(shè)計(jì)思路,然后論證方案、編寫程序、連接硬件,最后實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的功能。實(shí)現(xiàn)了學(xué)中做的目的。同時(shí)通過相互競(jìng)爭(zhēng)與學(xué)習(xí)的過程,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。在教學(xué)中,要以老師為主導(dǎo),學(xué)生為主體。為了更好的達(dá)到培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目的,特別是在實(shí)踐過程中老師應(yīng)當(dāng)最大限度地調(diào)動(dòng)和發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,引導(dǎo)學(xué)生積極對(duì)待教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的問題,并自己動(dòng)手解決這類問題。老師只需給學(xué)生指明方向,避免多走彎路,并解答已經(jīng)出現(xiàn)的一些疑難問題,使同學(xué)們加深對(duì)理論知識(shí)理解的同時(shí),學(xué)到了實(shí)際知識(shí),培養(yǎng)了分析問題、解決問題的能力,減少了對(duì)教師的依賴心。
單片機(jī)技術(shù)作為現(xiàn)代電子技術(shù)的重要基礎(chǔ),廣泛應(yīng)用于工業(yè)過程控制,機(jī)電一體化產(chǎn)品,智能儀器,家用電器、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及通信等方面,是各類控制系統(tǒng)的核心。《單片機(jī)控制技術(shù)》是在前面所學(xué)《單片機(jī)基礎(chǔ)1》和《單片機(jī)基礎(chǔ)2》教學(xué)模塊的基礎(chǔ)上,進(jìn)行小型單片機(jī)電子產(chǎn)品軟硬件設(shè)計(jì)和制作的教學(xué)模塊。通過本模塊的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生掌握單片機(jī)技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用,鍛煉學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和新產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)能力,為將來(lái)從事單片機(jī)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)、檢測(cè)和維護(hù)等工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
一、教學(xué)實(shí)施設(shè)想
依據(jù)單片機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)研制過程,模塊《單片機(jī)控制技術(shù)》可分為單片機(jī)系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)與調(diào)試和單片機(jī)程序設(shè)計(jì)與調(diào)試兩個(gè)部分,在綜合應(yīng)用階段將二者融為一體。通過本模塊的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握單片機(jī)硬件設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí),熟悉單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的組成和開發(fā)方法,懂得單片機(jī)系統(tǒng)調(diào)試與維護(hù)技術(shù),并在實(shí)際制作的基礎(chǔ)上制作,了解單片機(jī)控制的電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)管理方法。
在“教、學(xué)、做”一體的教學(xué)過程中,通過分組實(shí)施,提高學(xué)生的溝通能力、團(tuán)隊(duì)合作及協(xié)調(diào)能力,提高學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎悸罚b密的工作方式和強(qiáng)烈的責(zé)任意識(shí)。教學(xué)實(shí)施按照3個(gè)階段逐級(jí)深入:①基礎(chǔ)知識(shí)復(fù)習(xí)講解;②基本應(yīng)用訓(xùn)練;③綜合實(shí)際制作。
二、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)
曾經(jīng)有人這樣說(shuō)過,如果用數(shù)碼管和按鍵,做一個(gè)可以調(diào)整時(shí)間的電子鐘出來(lái),那么你的單片機(jī)就算入門了60%了。我認(rèn)為這句話是有道理的。基于單片機(jī)技術(shù)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘能夠涵蓋單片機(jī)課程的大部份知識(shí)點(diǎn),對(duì)單片機(jī)知識(shí)的應(yīng)用,其綜合度是相當(dāng)高的。
本模塊以4位數(shù)碼管實(shí)時(shí)時(shí)鐘的硬件電路和程序設(shè)計(jì)為載體,以8位數(shù)碼管實(shí)時(shí)時(shí)鐘的設(shè)計(jì)和制作為任務(wù)驅(qū)動(dòng),將單片機(jī)有關(guān)知識(shí)點(diǎn)融入“教、學(xué)、做”一體,采用分組實(shí)施,逐級(jí)深入的方式,重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用單片機(jī)知識(shí)進(jìn)行小型電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、調(diào)試和制作能力。
本模塊按照教學(xué)計(jì)劃,可以分為5個(gè)學(xué)習(xí)情境:
1)單片機(jī)最小系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)
以4位數(shù)碼管實(shí)時(shí)時(shí)鐘為例,講授單片機(jī)最小系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)方法核心期刊目錄。
2)單片機(jī)定時(shí)與中斷功能的應(yīng)用
以含四個(gè)按鍵和4位數(shù)碼管的可以調(diào)整時(shí)間的實(shí)時(shí)時(shí)鐘為例,講授單片機(jī)定時(shí)與中斷功能的實(shí)現(xiàn)方法。
3)單片機(jī)與數(shù)碼管顯示器接口的設(shè)計(jì)
以4位數(shù)碼管實(shí)時(shí)時(shí)鐘為例,講授單片機(jī)與數(shù)碼管顯示器的接口設(shè)計(jì)方法。
4)單片機(jī)與LCD顯示器1602接口的設(shè)計(jì)
以一片1602作為單片機(jī)實(shí)時(shí)時(shí)鐘顯示屏為例,講授單片機(jī)與LCD顯示器1602接口的設(shè)計(jì)方法。
5)制作單片機(jī)電子鐘
在教師指導(dǎo)下,應(yīng)用單片機(jī)中斷、定時(shí)技術(shù),通過調(diào)整鍵、加1鍵、減1鍵、確定鍵四個(gè)按鍵,用8位數(shù)碼管(或用一片1602)制作一個(gè)可以調(diào)整時(shí)間的電子時(shí)鐘,顯示格式為:時(shí)-分-秒 XX-XX-XX。
通過以上5個(gè)學(xué)習(xí)情境的訓(xùn)練,學(xué)生最終完成1臺(tái)具有調(diào)時(shí)功能的單片機(jī)電子鐘作品,并以作品的完成情況和完成過程進(jìn)行考核評(píng)價(jià)。
三、思考與展望
1、模塊《單片機(jī)控制技術(shù)》 以單片機(jī)控制的電子鐘的設(shè)計(jì)制作為載體,將單片機(jī)多個(gè)知識(shí)點(diǎn)串連到一起,按照由淺到深逐級(jí)深入,培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作、細(xì)致耐心、動(dòng)腦動(dòng)手等能力,全方位地將知識(shí)性、趣味性、實(shí)用性融為一體,引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),理論聯(lián)系實(shí)際,制作實(shí)用的單片機(jī)電子小產(chǎn)品。
2、“單片機(jī)工作室”是我系單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的“第二課堂”制作,對(duì)于已不能滿足模塊課程教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)秀學(xué)生,要依托“單片機(jī)工作室”,注重單片機(jī)優(yōu)秀人才的培養(yǎng),提高他們參與創(chuàng)新實(shí)踐的能力,特別是在參加市、省各項(xiàng)課外科技競(jìng)賽活動(dòng)和技師班課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)論文設(shè)計(jì)中,為學(xué)生采用單片機(jī)技術(shù),設(shè)計(jì)開發(fā)作品提供有力的支持。
3、今后要不斷延伸教學(xué)模塊。要與合作企業(yè)共同制定教學(xué)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)將“教室與實(shí)訓(xùn)室”、“教師與師傅”、“學(xué)生與學(xué)徒”、“作業(yè)與作品”四者合一的開展單片機(jī)教學(xué)。在與企業(yè)共建校外實(shí)習(xí)基地的基礎(chǔ)上,依據(jù)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)將單片機(jī)實(shí)用項(xiàng)目的開發(fā)設(shè)計(jì)過程融入教學(xué),實(shí)現(xiàn)仿真企業(yè)環(huán)境條件下的教學(xué),突出技術(shù)應(yīng)用的職業(yè)性。
單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)是高職院校電子信息類、自動(dòng)控制類等專業(yè)的核心課程,這門課程學(xué)習(xí)的好壞直接影響了學(xué)生對(duì)專業(yè)研究的進(jìn)一步深入的能力及電子信息類人才培養(yǎng)的基本要求。據(jù)調(diào)研高職院校單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用課程教學(xué)方式,部分院校按照知識(shí)體系講授,講授內(nèi)容順序?yàn)閱纹瑱C(jī)技術(shù)概論、單片機(jī)體系結(jié)構(gòu)、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)等[1]。按照知識(shí)體系講解,教師和學(xué)生普遍感覺內(nèi)容枯燥無(wú)味,學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)難以理解,更不用說(shuō)具備利用單片機(jī)設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)的能力。部分院校目前利用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué),經(jīng)過實(shí)踐教學(xué)測(cè)試,教學(xué)效果良好。
一、教學(xué)模式的改革
教學(xué)模式由知識(shí)體系講授轉(zhuǎn)變?yōu)轫?xiàng)目驅(qū)動(dòng)方式。這兩種方式各有優(yōu)缺點(diǎn),知識(shí)體系講授對(duì)于高職階段的同學(xué)說(shuō)來(lái)說(shuō),能夠系統(tǒng)的了解單片機(jī)的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu),對(duì)指令執(zhí)行的內(nèi)部過程更加清晰,知識(shí)點(diǎn)介紹完后再通過一個(gè)大的課程實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目完成課程的實(shí)踐教學(xué)。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法是通過多個(gè)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)完成單片機(jī)課程的教學(xué),即介紹某個(gè)項(xiàng)目時(shí),先介紹理論知識(shí),緊跟著完成實(shí)踐教學(xué),即設(shè)計(jì)項(xiàng)目硬件電路、軟件程序,然后調(diào)試系統(tǒng)等環(huán)節(jié)。每個(gè)項(xiàng)目能完成具體的某種功能,學(xué)生學(xué)習(xí)興趣會(huì)增加,對(duì)課程的理解更加深入。兩種講授方式存在的弊端有:知識(shí)講授體系缺乏興趣性、理論較難理解、缺乏實(shí)踐能力的鍛煉;項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式對(duì)單片機(jī)的內(nèi)部原理分析不夠深入,但提高了單片機(jī)應(yīng)用項(xiàng)目的實(shí)際開發(fā)能力。
實(shí)際教學(xué)過程中可采用模擬仿真及實(shí)物焊接兩個(gè)環(huán)節(jié)。硬件仿真電路使用Proteus硬件仿真軟件,該軟件內(nèi)部集成了多種常用的單片機(jī)芯片、電阻、電容、晶體管、LED、LCD液晶屏等,電路搭建方便,仿真效果良好,目前廣泛的應(yīng)用在單片機(jī)課程的教學(xué)中。軟件采用KEIL軟件,該軟件使用方便,通過建立工程文件到生產(chǎn)HEX文件整個(gè)流程清晰易懂,代碼編譯質(zhì)量高。Proteus和KEIL兩個(gè)集成開發(fā)環(huán)境具有聯(lián)調(diào)功能,提高了學(xué)習(xí)效率,使得系統(tǒng)開發(fā)流程更加直觀,容易被學(xué)生接受。
二、教學(xué)內(nèi)容的選擇
教學(xué)內(nèi)容的選擇需符合人才培養(yǎng)方案的定位。學(xué)生通過本門課程的學(xué)習(xí),能夠掌握單片機(jī)實(shí)際項(xiàng)目的開發(fā)流程;能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)常用的單片機(jī)控制系統(tǒng);具備檢修單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)故障的能力;能夠熟練使用仿真軟件進(jìn)行系統(tǒng)仿真測(cè)試;提高學(xué)生手工焊接技能等要求。
通過多個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì),使得單片機(jī)技術(shù)中的知識(shí)點(diǎn)全部介紹,能夠達(dá)到上述要求。教學(xué)項(xiàng)目需從簡(jiǎn)到難,然后綜合設(shè)計(jì)多個(gè)項(xiàng)目,最終達(dá)到理論和實(shí)踐教學(xué)效果。教學(xué)內(nèi)容詳細(xì)介紹如下:(1)單片機(jī)最小系統(tǒng)的介紹。可選用項(xiàng)目點(diǎn)亮一個(gè)發(fā)光二極管。分析單片機(jī)與PC機(jī)的區(qū)別,介紹單片機(jī)的基本知識(shí)等,理論分析后,在Proteus中搭建硬件電路,在KEIL中設(shè)計(jì)軟件程序,然后調(diào)試程序,觀察系統(tǒng)是否正常工作,需重點(diǎn)介紹集成開發(fā)環(huán)境Proteus、KEIL軟件的使用。(2)單片機(jī)IO端口的學(xué)習(xí)。如可選用流水燈系統(tǒng)展開介紹,詳細(xì)分析單片機(jī)內(nèi)部IO端口的特點(diǎn),分析其應(yīng)用場(chǎng)合,通過軟硬件設(shè)計(jì)提高學(xué)生實(shí)踐能力。(3)單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的學(xué)習(xí)。可選用秒表設(shè)計(jì)項(xiàng)目展開教學(xué),通過對(duì)秒表延時(shí)時(shí)間的準(zhǔn)確設(shè)計(jì),采用定時(shí)器查詢方式完成延時(shí),能夠較好的掌握定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作原理及實(shí)際應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。(4)單片機(jī)中斷系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。在秒表設(shè)計(jì)中延時(shí)程序可用中斷方式完成,通過與查詢方式的比較,能夠讓學(xué)生更容易理解單片機(jī)定時(shí)與中斷之間的關(guān)系。(5)單片機(jī)鍵盤電路的學(xué)習(xí)。需掌握獨(dú)立按鍵和矩陣鍵盤兩種方式的應(yīng)用,可采用萬(wàn)年歷系統(tǒng)的設(shè)計(jì),在此項(xiàng)目中介紹數(shù)碼管動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)方式及常用的LCD1602、12864等液晶屏的使用,此項(xiàng)目進(jìn)一步綜合運(yùn)用了定時(shí)、中斷資源,提升了學(xué)生綜合運(yùn)用單片機(jī)內(nèi)部資源的能力。(6)最后通過多個(gè)綜合項(xiàng)目的設(shè)計(jì),達(dá)到教學(xué)目的。如單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、單片機(jī)測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)、單片機(jī)密碼鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)、單片機(jī)語(yǔ)言報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。[2-3]
在項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中,為了達(dá)到更好的教學(xué)效果,可以網(wǎng)購(gòu)單片機(jī)學(xué)習(xí)套件,學(xué)生動(dòng)手從單片機(jī)最小系統(tǒng)焊起,然后焊接接口電路及串口下載電路等。通過實(shí)物的焊接能夠加深學(xué)生對(duì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的理解,且每個(gè)項(xiàng)目HEX文件能夠在此套件上驗(yàn)證,包含了仿真與實(shí)物測(cè)試。也可以讓學(xué)生在萬(wàn)能板上焊接每個(gè)項(xiàng)目電路,進(jìn)而提高焊接能力及實(shí)物查錯(cuò)能力等。
三、考核方式的改革
單片機(jī)課程的考核采用平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)按比例相加得到課程成績(jī)。平時(shí)成績(jī)應(yīng)占主要部分。平時(shí)成績(jī)的重要性提高,學(xué)生的積極性會(huì)增加,能讓學(xué)生認(rèn)真的完成項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。
高職院校的學(xué)生主要是培養(yǎng)實(shí)踐能力的提升,在理論夠用的基礎(chǔ)上,強(qiáng)化其動(dòng)手能力的鍛煉。如何對(duì)每個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行考核呢?可考核硬件電路設(shè)計(jì)的正確性、軟件程序設(shè)計(jì)的合理性、功能的完整性等。為了進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力,可讓學(xué)生在萬(wàn)能板上焊接單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng),考核學(xué)生的手工焊接能力、實(shí)際電路板查錯(cuò)能力、團(tuán)隊(duì)配合能力等。考核內(nèi)容可包含有其他內(nèi)容,如學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況等方面。
四、項(xiàng)目舉例
以電子鐘設(shè)計(jì)為例。項(xiàng)目目的是掌握單片機(jī)定時(shí)器、中斷系統(tǒng)、鍵盤電路、液晶屏的綜合應(yīng)用。硬件電路設(shè)計(jì)方面,需搭建單片機(jī)最小系統(tǒng)、時(shí)鐘控制按鍵、顯示電路,通過硬件電路的模擬仿真及實(shí)際電路板的焊接,進(jìn)一步強(qiáng)化了最小系統(tǒng)及擴(kuò)展電路的設(shè)計(jì)要點(diǎn),掌握了液晶LCD1602的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)原理及引腳的接線方法[4]。
軟件設(shè)計(jì)方面,軟件流程圖如圖1所示。主函數(shù)需先初始化液晶屏1602、定時(shí)器、中斷系統(tǒng)。初始化結(jié)束后進(jìn)入無(wú)限循環(huán),無(wú)限循環(huán)包括有時(shí)、分、秒的顯示程序、按鍵掃描程序。當(dāng)定時(shí)1S到后進(jìn)入中斷服務(wù)程序,秒加1,當(dāng)秒到60時(shí),分加1,當(dāng)分加到60時(shí),時(shí)加1,當(dāng)時(shí)為24自動(dòng)返回到0。按鍵掃描程序需設(shè)計(jì)時(shí)鐘啟動(dòng)、暫停、復(fù)位按鍵檢測(cè)程序,使得時(shí)鐘為可控時(shí)鐘,該程序需在循環(huán)程序中不停的被執(zhí)行,即為按鍵掃描達(dá)到控制效果,為了達(dá)到更好的控制效果,可采用按鍵中斷方式去完成軟硬件的設(shè)計(jì)。
五、總結(jié)
單片機(jī)技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、考核方式等需在實(shí)踐教學(xué)中不斷改進(jìn)。論文簡(jiǎn)要的介紹了項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法在單片機(jī)技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用,通過實(shí)際教學(xué)效果的考核,達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)目的,教學(xué)效果良好。
參考文獻(xiàn)
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本文系2011年安徽商貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級(jí)質(zhì)量工程項(xiàng)目“特色專業(yè)--應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)”階段性研究成果。
黨的十報(bào)告中指出:“全面實(shí)施素質(zhì)教育,深化教育領(lǐng)域綜合改革,著力提高教育質(zhì)量,培養(yǎng)學(xué)生社會(huì)責(zé)任感、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力”。同志提出的“中國(guó)特色、世界水平的現(xiàn)代教育”是“兩個(gè)一百年”奮斗目標(biāo)和中華民族偉大復(fù)興夢(mèng)的重要組成部分。劉延?xùn)|同志在2014年高校咨詢會(huì)上也提出:“要把立德樹人、提高質(zhì)量貫穿綜合改革全過程,創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制,切實(shí)落實(shí)人才培養(yǎng)中心地位”。當(dāng)前,高校在人才培養(yǎng)模式、課程教學(xué)內(nèi)容和方法、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)等方面還存在著一些不足,如何培養(yǎng)創(chuàng)新人才是高校教育工作者需要著重關(guān)注和實(shí)踐的課題。我校電氣信息類專業(yè)結(jié)合2014版培養(yǎng)計(jì)劃修訂,做了部分課程的教學(xué)改革與實(shí)踐嘗試,現(xiàn)與大家交流學(xué)習(xí)。
一、主要改革內(nèi)容及實(shí)施情況
(一)充分發(fā)揮培養(yǎng)計(jì)劃在引領(lǐng)學(xué)生創(chuàng)新能力
在2014級(jí)電類學(xué)生培養(yǎng)計(jì)劃修訂中,對(duì)電類三個(gè)專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課、專業(yè)核心課、專業(yè)方向課、專業(yè)選修課、集中實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行課程調(diào)整、學(xué)時(shí)調(diào)整。充分發(fā)揮培養(yǎng)計(jì)劃在引領(lǐng)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的核心作用。
(1)2014級(jí)船舶電子電氣工程專業(yè)教學(xué)計(jì)劃修訂情況
在學(xué)科基礎(chǔ)課中:一是新增加了“電路原理圖與PCB設(shè)計(jì)”課程(32學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn));二是將“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程(36+20)改為“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程(32學(xué)時(shí)理論)及“單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)”課程(32學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn))兩門課程;三是將“電路分析”課程(52+16)改為理論與實(shí)驗(yàn)分別獨(dú)立的兩門課程。
在專業(yè)核心課中:取消了“船舶通信與導(dǎo)航”課,改列為專業(yè)選修課。
在專業(yè)選修課中:取消了電子綜合設(shè)計(jì)輔導(dǎo)(2學(xué)分、24+8學(xué)時(shí)、第5學(xué)期)課,新增加了“電子技術(shù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)輔導(dǎo)”實(shí)驗(yàn)課程(1學(xué)分、32學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)、第5學(xué)期)。
在集中實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中:一是取消了“電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”(2學(xué)分、2周、第3學(xué)期)新增了針對(duì)性更強(qiáng)的兩門“模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”(1.5學(xué)分、1.5周、第4學(xué)期)及“數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”(1學(xué)分、1周、第4學(xué)期)課;二是將“單片機(jī)課程設(shè)計(jì)”(1學(xué)分、1周、第5學(xué)期)改成(1.5學(xué)分、1.5周、第4學(xué)期);三是取消了“船舶電氣設(shè)計(jì)與檢驗(yàn)課程設(shè)計(jì)”(1學(xué)分、1周、第6學(xué)期),新增了“船舶機(jī)艙測(cè)控系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)”(1.5學(xué)分、1.5周、第6學(xué)期)。
(2)2014級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)計(jì)劃修訂情況
在學(xué)科基礎(chǔ)課中:一是取消了“電氣工程導(dǎo)論”課程;二是取消了“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”,新增加了“電路原理圖與PCB設(shè)計(jì)”課程(32學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn));三是將“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程(42+16)改為“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程(32學(xué)時(shí)理論)及“單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)”課程(32學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn))兩門課程;四是將“電路分析”課程(52+16)改為理論與實(shí)驗(yàn)獨(dú)立的兩門課程。
在專業(yè)核心課中:一是將“單片機(jī)原理及應(yīng)用”調(diào)整到學(xué)科基礎(chǔ)課;二是取消了“供配電系統(tǒng)”課程(2.5學(xué)分、36+4學(xué)時(shí)、第7學(xué)期),改增為“工廠供電”課程(3學(xué)分、40+8、第7學(xué)期);三是將“檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)”(2學(xué)分、26+6學(xué)時(shí)、第4學(xué)期)學(xué)分調(diào)整為(2.5學(xué)分、28+12學(xué)時(shí)、第4學(xué)期);四是將“自動(dòng)控制原理”課程(3.5學(xué)分、48+8學(xué)時(shí)、第5學(xué)期)學(xué)分調(diào)整為(4學(xué)分、52+12學(xué)時(shí)、第5學(xué)期)。
在專業(yè)方向課中:一是取消了“變壓器應(yīng)用技術(shù)”課程(2學(xué)分、28+4學(xué)時(shí)、第7學(xué)期);二是取消了“船舶動(dòng)力裝置與輔助機(jī)械”(2學(xué)分、28+4學(xué)時(shí)、第6學(xué)期)課;
在專業(yè)選修課中:一是取消了6門課程,分別是:信號(hào)與系統(tǒng)、文獻(xiàn)檢索、企業(yè)管理、電氣工程專題講座、集散控制系統(tǒng)、電子綜合設(shè)計(jì)輔導(dǎo);二是新增“電子技術(shù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)輔導(dǎo)”(1學(xué)分、32學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)、第5學(xué)期)、“新能源技術(shù)”(1學(xué)分、16學(xué)時(shí)、第5學(xué)期)兩門課程;三是將“AUTOCAD”課程(2學(xué)分、16+16上機(jī)、第5學(xué)期)改為實(shí)驗(yàn)課程(1學(xué)分、32學(xué)上機(jī)、第5學(xué)期)。
在集中實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中:一是取消了“專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)”(2學(xué)分、2周、第7學(xué)期);二是新增了“測(cè)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)”(1學(xué)分、1周、第5學(xué)期)及“電氣控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)” (1學(xué)分、1周、第6學(xué)期)兩門課程。
(3)2014級(jí)電子信息工程專業(yè)教學(xué)計(jì)劃修訂情況
在學(xué)科基礎(chǔ)課中:一是取消“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”(16+16)課,改成了“電路原理圖與PCB設(shè)計(jì)”課程(32學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn));二是增加了由專業(yè)核心課調(diào)整來(lái)“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程(32學(xué)時(shí)理論)及“單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)”課程(32學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn));三是將“電路分析”課程(52+16)改為理論(56)與實(shí)驗(yàn)(16) 兩門獨(dú)立的課程。
在專業(yè)核心課中:取消了“信息論與編碼”(24+8)課程并調(diào)整“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程(40+16)到學(xué)科基礎(chǔ)課。
在專業(yè)方向課中:一是在通信系統(tǒng)方向:將“程控交換”(32)課程換成為“移動(dòng)通信”(22+10)課程;二是在嵌入系統(tǒng)方向:將“ARM處理器原理及應(yīng)用”改為“嵌入式系統(tǒng)”(22+10),新增“ 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)”(16+16(上機(jī)))及調(diào)整來(lái)“ 電子綜合設(shè)計(jì)輔導(dǎo)”(16+16);而“DSP原理及應(yīng)用”、 “多媒體技術(shù)”、“ 電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化”調(diào)整到專業(yè)選修課中;三是取消了電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方向。
在專業(yè)選修課中:一是取消了“復(fù)變函數(shù)與積分變換”、“JaVa語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”、“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”、“數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及應(yīng)用”、“Linux軟件設(shè)計(jì)”、“計(jì)算機(jī)接口與通信”、“自動(dòng)控制原理”、“電視原理”8門課程;二是由專業(yè)方向課調(diào)整來(lái)“DSP原理及應(yīng)用”、“多媒體技術(shù)”、“電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化”3門選修課;三是新增“專業(yè)導(dǎo)論”、“學(xué)科前沿信息”、“新能源技術(shù)”、“現(xiàn)代控制理論[雙語(yǔ)] ”、“信息論與編碼”、“集成電路設(shè)計(jì)”、“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全”7門課程。
在集中實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中:一是取消了“電子設(shè)計(jì)方向?qū)I(yè)課程設(shè)計(jì)”(2學(xué)分、2周、第7學(xué)期);二是新增了“工程訓(xùn)練C”(1周,1學(xué)分),調(diào)整了“模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”(2周,2學(xué)分)、“數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”(2周,2學(xué)分)、“單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)”(4周,2學(xué)分)。
(二)加強(qiáng)幾門關(guān)鍵課程的課改示范工作,提升課程在電子能力培養(yǎng)中的關(guān)鍵作用
(1)電子綜合設(shè)計(jì)輔導(dǎo)課程的教改實(shí)施情況
電子綜合設(shè)計(jì)輔導(dǎo)課程是訓(xùn)練學(xué)生綜合設(shè)計(jì)能力的課程。學(xué)院2009年起將原來(lái)的“電裝實(shí)習(xí)”改成(電子裝配)“工程訓(xùn)練”和“電子綜合設(shè)計(jì)輔導(dǎo)”(2學(xué)分、24+8學(xué)時(shí)、第5學(xué)期)兩門課程,并結(jié)合課余電子制作訓(xùn)練作為補(bǔ)充。電子綜合設(shè)計(jì)輔導(dǎo)課程每一年的設(shè)計(jì)制作內(nèi)容在原有的基礎(chǔ)上都有新增,加強(qiáng)設(shè)計(jì)內(nèi)容的新型性和實(shí)用性,至今實(shí)驗(yàn)室已有50多個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)模數(shù)電路板。2014版培養(yǎng)計(jì)劃中“電子綜合設(shè)計(jì)輔導(dǎo)”課程調(diào)整為實(shí)驗(yàn)課程“電子技術(shù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)輔導(dǎo)”(實(shí)驗(yàn)30學(xué)時(shí))。
電子裝配工藝訓(xùn)練對(duì)學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)要求較低,在原2010版教學(xué)計(jì)劃中安排在大一第二學(xué)期進(jìn)行,重點(diǎn)是訓(xùn)練學(xué)生的電子電路焊接技術(shù),為以后的電子裝配打下基礎(chǔ)。教學(xué)時(shí)數(shù)為一周,時(shí)間上分散進(jìn)行,歷時(shí)半個(gè)學(xué)期。電子綜合設(shè)計(jì)輔導(dǎo)課程是學(xué)生進(jìn)行電子設(shè)計(jì)的入門課,除公選課、選修課形式外,興趣小組形式的學(xué)習(xí)培養(yǎng)也是一個(gè)最有成效的環(huán)節(jié),使得對(duì)電子設(shè)計(jì)有基礎(chǔ)、有興趣的同學(xué)得到充分發(fā)揮與提升能力。對(duì)電子制作訓(xùn)練做到有計(jì)劃性,一般分為四個(gè)階段:
第一階段:為電子制作基本能力訓(xùn)練。安排在入學(xué)后的第二學(xué)期,以興趣小組形式進(jìn)行。內(nèi)容主要為:焊接技術(shù)訓(xùn)練、認(rèn)識(shí)基本元器件(學(xué)會(huì)萬(wàn)用表的使用)、識(shí)圖、音頻放大電路制作。
第二階段:電子制作入門訓(xùn)練。安排在入學(xué)后的第三學(xué)期,以公選課的形式進(jìn)行。主要學(xué)習(xí)繪圖、制作與測(cè)量(學(xué)習(xí)Protel(Altium Designer)軟件的使用,學(xué)會(huì)常用電子儀器的使用,利用波形圖分析電路的工作狀態(tài),分析能力訓(xùn)練),內(nèi)容有:簡(jiǎn)單電源電路、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、光控?zé)糸_關(guān)電路、溫控加熱器電路等。
第三階段:電子設(shè)計(jì)基礎(chǔ)訓(xùn)練。主要是結(jié)合理論知識(shí)設(shè)計(jì)電路,安排在入學(xué)后的第四學(xué)期,以選修課的形式進(jìn)行。內(nèi)容有:音響電路(含音調(diào)電路、功率放大器電路)、隔離放大器電路、充電器電路等。
第四階段:電子設(shè)計(jì)綜合能力提高訓(xùn)練。主要為綜合設(shè)計(jì)中、大規(guī)模電路,安排在入學(xué)后的第五學(xué)期,以選修課的形式進(jìn)行。內(nèi)容有:搶答器電路、開關(guān)電源電路、數(shù)控電源電路、無(wú)線通信電路、鎖相環(huán)振蕩電路、轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路、充電器電路。
(2)單片機(jī)原理及應(yīng)用課程的教改情況
單片機(jī)作為電子自動(dòng)化控制的主要手段,其作用越來(lái)越重要。我院該課程為省級(jí)精品課程,課程組老師進(jìn)行了一系列的教學(xué)實(shí)踐,編寫了新的教學(xué)文件,每年修改電子教案、課件,出版新的教材與實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書,不斷完善學(xué)習(xí)資源,實(shí)施電子考試等等,為學(xué)生的自動(dòng)化電子設(shè)計(jì)起到了重要的支撐作用。在2014版教學(xué)計(jì)劃中理論學(xué)時(shí)改為32,實(shí)驗(yàn)改為獨(dú)立設(shè)課,學(xué)時(shí)為32,課程設(shè)計(jì)為1.5周。單片機(jī)實(shí)驗(yàn)電路板全部為校內(nèi)老師設(shè)計(jì)制作,實(shí)驗(yàn)室至今有單片機(jī)綜合應(yīng)用設(shè)計(jì)電路板30多件。
(3)新增電子技術(shù)實(shí)踐公選課
針對(duì)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中發(fā)現(xiàn)的理論教學(xué)與學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力脫離現(xiàn)象比較嚴(yán)重的問題,從2014年下半年開始學(xué)院在二年級(jí)學(xué)生中設(shè)立“電子技術(shù)實(shí)踐”公選課程,從學(xué)生學(xué)習(xí)電子技術(shù)知識(shí)的初始階段就引導(dǎo)學(xué)生向技術(shù)應(yīng)用方向發(fā)展,培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、實(shí)際凝練為理論知識(shí)的能力,拓展學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。電子技術(shù)實(shí)踐課程在一定程度上打破課程的專業(yè)界限、學(xué)科界限,使得知識(shí)、技術(shù)、信息等多方面融會(huì)貫通,在還不能完全打破現(xiàn)有教學(xué)模式的情況下,以教學(xué)實(shí)驗(yàn)班的形式增加一個(gè)補(bǔ)充教學(xué)環(huán)節(jié),以音頻功率放大器的設(shè)計(jì)制作為立足點(diǎn),從應(yīng)用目標(biāo)出發(fā)搜索知識(shí)點(diǎn),解決技術(shù)問題,培養(yǎng)思維方式。電子技術(shù)實(shí)踐公選課作為教學(xué)模式創(chuàng)新探索,在教學(xué)過程中最大程度地改變學(xué)生被教師控制之下被動(dòng)地學(xué)習(xí)的局面,改變單純死記硬背完成學(xué)業(yè)的局面,轉(zhuǎn)而讓學(xué)生養(yǎng)成從解決問題的角度去思考、查找知識(shí),提高學(xué)生的主觀能動(dòng)性、創(chuàng)新意識(shí)。在教學(xué)環(huán)節(jié)上將實(shí)驗(yàn)教學(xué)、理論教學(xué)、課程設(shè)計(jì)三點(diǎn)連成一線。在教學(xué)效果上力求學(xué)以致用,學(xué)有所用,以適應(yīng)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的要求,適應(yīng)技能考證的要求,適應(yīng)用人單位對(duì)應(yīng)用型人才的需求。
(三)編寫、修訂教材、教案,建立完善教師與學(xué)生教學(xué)學(xué)習(xí)資源
編寫出版《電子綜合設(shè)計(jì)常用模塊與實(shí)例指導(dǎo)》、《單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例集》等實(shí)踐指導(dǎo)教材;為學(xué)生開展考證培訓(xùn)修訂《電子工程師考證培訓(xùn)講義》等;編寫新的教學(xué)文件及電子教案、課件等,建立完善教師與學(xué)生教學(xué)學(xué)習(xí)資源。
一是修訂出版了《單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)(Proteus仿真版)》、《電子設(shè)計(jì)常用模塊與實(shí)例》、《單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例選集(一)》、《51系列單片機(jī)原理及應(yīng)用》等實(shí)踐指導(dǎo)性強(qiáng)的教材;二是在原網(wǎng)絡(luò)課程的基礎(chǔ)上進(jìn)行了單片機(jī)慕課網(wǎng)站的建設(shè),新編了150題左右的作業(yè)練習(xí)題庫(kù);三是修改2014級(jí)教學(xué)大綱、電子教案及課件;四是設(shè)計(jì)開發(fā)2014級(jí)用的新實(shí)驗(yàn)電路板并用于每年的學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽訓(xùn)練。
(四)加強(qiáng)實(shí)踐能力培訓(xùn),提高學(xué)生的綜合能力
加強(qiáng)實(shí)踐能力培訓(xùn),提高學(xué)科競(jìng)賽的獲獎(jiǎng)數(shù)量、提高學(xué)生、專利證書數(shù)量、提高學(xué)生電子工程師/板級(jí)工程師/電工等從職證書數(shù)量。
(1)加強(qiáng)了學(xué)科競(jìng)賽的輔導(dǎo)力度。一是組織學(xué)生電子協(xié)會(huì),每周至少開展一次活動(dòng),以加強(qiáng)低年級(jí)同學(xué)的基礎(chǔ)技能訓(xùn)練;二是與飛思卡爾智能汽車競(jìng)賽相結(jié)合,利用各種提高學(xué)生能力的資源,充實(shí)學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng);三是培養(yǎng)充實(shí)指導(dǎo)教師力量,2014年學(xué)院的指導(dǎo)教師隊(duì)伍擴(kuò)大至9人,落實(shí)了組隊(duì)學(xué)生與指導(dǎo)教師的互選環(huán)節(jié),密切指導(dǎo)教師與參賽學(xué)生的聯(lián)系,特別是在暑期中通過明確訓(xùn)練計(jì)劃、訓(xùn)練內(nèi)容增加指導(dǎo)教師的投入精力;四是針對(duì)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中發(fā)現(xiàn)的理論教學(xué)與學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力脫離現(xiàn)象比較嚴(yán)重的問題,從2014年下半年開始在二年級(jí)學(xué)生中設(shè)立電子技術(shù)實(shí)踐公選課程,在教學(xué)效果上力求學(xué)以致用,學(xué)有所用,以適應(yīng)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的要求。
(2)重視指導(dǎo)學(xué)生、申報(bào)專利工作,培養(yǎng)科學(xué)研究能力 。通過學(xué)生課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、電子競(jìng)賽、省創(chuàng)新研究項(xiàng)目等實(shí)踐,指導(dǎo)學(xué)生以論文或?qū)@男问焦袒芯砍晒陙?lái)學(xué)生發(fā)表的電子設(shè)計(jì)類論文、實(shí)用專利、省大學(xué)生科技創(chuàng)新(電子電氣類)項(xiàng)目、國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目增加明顯。
(3)加強(qiáng)校內(nèi)電子工程師等考證培訓(xùn)工作。學(xué)院培訓(xùn)中心通過了市職業(yè)技能鑒定條件驗(yàn)收,成立了市“職業(yè)技能鑒定所”和電工方面考證員,可進(jìn)行中、高級(jí)電工,中、高級(jí)維修電工,初級(jí)電子設(shè)計(jì)工程師、板級(jí)設(shè)計(jì)工程師、單片機(jī)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)師7種電子電氣類證書的證書認(rèn)定,為學(xué)生培訓(xùn)考評(píng)提供了極大的便利。
(4)加強(qiáng)了畢業(yè)設(shè)計(jì)真題實(shí)做的要求。學(xué)院將畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)早計(jì)劃、早布置,以提高畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的真題實(shí)做時(shí)間,現(xiàn)一般是在第7學(xué)期初就布置任務(wù),畢業(yè)論文答辯分二次進(jìn)行,在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)可給學(xué)生留出較多時(shí)間完成高質(zhì)量的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文,學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)真題實(shí)做的比例在90%以上。
(五)落實(shí)考證考級(jí)替代學(xué)分考試的制度
落實(shí)考證考級(jí)替代學(xué)分考試的制度,將提高從職能力的技能考證、考級(jí)、競(jìng)賽獎(jiǎng)等納入到教學(xué)學(xué)分中。
學(xué)院出臺(tái)了關(guān)于《本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)替代管理辦法》(試行)的文件,規(guī)定了5類學(xué)生學(xué)業(yè)成果(考證、考級(jí)、論文、專利、競(jìng)賽獎(jiǎng))或經(jīng)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作小組認(rèn)定可以代替畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的其他成果可替代畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)學(xué)分。
二、實(shí)踐成果
兩年間,學(xué)生在電子工程師、電工考證、學(xué)科競(jìng)賽獲獎(jiǎng)方面成績(jī)提高明顯,取得電子工程師證書30 人;電工證書192人;在大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中,獲省一等獎(jiǎng)學(xué)生為9人,二等獎(jiǎng)學(xué)生為18人,三等獎(jiǎng)學(xué)生為21人;在全國(guó)(省)飛思卡爾智能汽車競(jìng)賽及智能機(jī)器人大賽中獲一等獎(jiǎng)6人,特等獎(jiǎng)2人,二等獎(jiǎng)9人,三等獎(jiǎng)24人。兩年間,學(xué)生發(fā)表電子設(shè)計(jì)類論文10篇,取得電子設(shè)計(jì)類實(shí)用專利35項(xiàng)。
三、不足分析
一是教學(xué)計(jì)劃改革后課時(shí)量壓縮造成教師“搶課”現(xiàn)象,并由課程門數(shù)增多及投入精力不足造成教學(xué)改革的實(shí)踐效果下降;二是團(tuán)隊(duì)精神在學(xué)院教改項(xiàng)目中體現(xiàn)不夠,大多數(shù)教師還是安于老的教學(xué)方式,教改積極性不高,大范圍的教改項(xiàng)目推進(jìn)困難。
提高教學(xué)質(zhì)量不僅需要領(lǐng)導(dǎo)重視,更需要教師的人人參與。教學(xué)改革不能停留在口號(hào)上,更應(yīng)建立在教師行動(dòng)上。高校要把提高教師的影響力與學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)力作為學(xué)校發(fā)展的基本目標(biāo),以社會(huì)需求為導(dǎo)向,進(jìn)一步改革人才培養(yǎng)模式,為社會(huì)輸送合格的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型應(yīng)用人才。
參考文獻(xiàn):
[1] 唐樹森,李維. 電氣信息類專業(yè)基礎(chǔ)課程綜合改革的研究與實(shí)踐[J]. 中國(guó)電子教育,2004,03:44-46.
《單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)》是機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)的一門必修專業(yè)技術(shù)核心課程。該課程是根據(jù)“機(jī)電一體化技術(shù)”專業(yè)職業(yè)崗位要求設(shè)置的一門實(shí)踐性和綜合性非常強(qiáng)的專業(yè)技能課程,是基于職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和工作過程開發(fā)的理實(shí)一體化的學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程,是屬于職業(yè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程之一,它擔(dān)負(fù)著幫助畢業(yè)生在未來(lái)職業(yè)生涯中從擔(dān)任單片機(jī)程序的編制、控制系統(tǒng)的自動(dòng)化控制等崗位的重任。通過本課程的學(xué)習(xí),旨在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理、單片機(jī)的指令系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)、單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)及其擴(kuò)展、單片機(jī)的應(yīng)用等,培養(yǎng)學(xué)生具有單片機(jī)的編程、硬件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力及團(tuán)隊(duì)協(xié)作、溝通表達(dá)等綜合素質(zhì),這對(duì)提高機(jī)電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量、提升畢業(yè)生就業(yè)能力與就業(yè)質(zhì)量具有重要意義。
一、課程整體設(shè)計(jì)理念與思路
(一)設(shè)計(jì)理念
打破以知識(shí)傳授為主要特征的傳統(tǒng)學(xué)科課程模式,轉(zhuǎn)變?yōu)榛诠ぷ鬟^程的項(xiàng)目課程開發(fā)與設(shè)計(jì),工作任務(wù)為中心、項(xiàng)目課程為主體,讓學(xué)生在完成具體項(xiàng)目的過程中來(lái)構(gòu)建相關(guān)理論知識(shí),并發(fā)展職業(yè)能力。
1、以崗位需求為依據(jù):依據(jù)自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)踐能力要求,設(shè)置課程內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)課程內(nèi)容和職業(yè)崗位需求緊密結(jié)合;2、以工作過程為基礎(chǔ):按照工作過程中活動(dòng)與知識(shí)的關(guān)系來(lái)設(shè)計(jì)課程,突出工作過程在課程框架中的主線地位,按照工作過程的需要來(lái)選擇知識(shí),以工作任務(wù)為中心整合理論與實(shí)踐內(nèi)容;3、以職業(yè)能力為主線:真正以“能力”為主線來(lái)設(shè)計(jì)課程。要按照工作的相關(guān)性,而不是知識(shí)的相關(guān)性來(lái)確定課程設(shè)置。
(二)設(shè)計(jì)思路
本課程從應(yīng)用的角度出發(fā),依據(jù)由簡(jiǎn)到難的原則,以典型工作任務(wù)為主線,設(shè)立教學(xué)項(xiàng)目,通過教師指導(dǎo)學(xué)生開展自立學(xué)習(xí)完成工作任務(wù)或項(xiàng)目,實(shí)現(xiàn)對(duì)工作過程的認(rèn)識(shí)和對(duì)完成工作任務(wù)的體驗(yàn),從而形成職業(yè)能力。共設(shè)置9個(gè)學(xué)習(xí)項(xiàng)目, 每個(gè)學(xué)習(xí)項(xiàng)目均應(yīng)從知識(shí)技能等方面達(dá)到教學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)。
二、課程整體設(shè)計(jì)
(一)課程目標(biāo)設(shè)計(jì)
確定課程目標(biāo)的依據(jù)是根據(jù)人才培養(yǎng)方案中崗位具體工作對(duì)能力、知識(shí)、素質(zhì)的基本要求。通過教學(xué),本課程總體目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)學(xué)生能力、知識(shí)、情感態(tài)度與價(jià)值觀等不同層面職業(yè)素養(yǎng)的綜合提升和協(xié)調(diào)發(fā)展,培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展的滿足企業(yè)需求的高技能人才的目標(biāo)。 1、能力目標(biāo):(1)具備單片機(jī)硬件圖的表達(dá)、閱讀、分析能力;(2)具備單片機(jī)匯編語(yǔ)言編程的能力;(3)具備單片機(jī)硬件擴(kuò)展的能力;(4)初步具備單片機(jī)的應(yīng)用能力。
2、知識(shí)目標(biāo):理解單片機(jī)的結(jié)構(gòu)及其工作原理,了解單片機(jī)的特點(diǎn)及其發(fā)展過程;掌握單片機(jī)的指令格式、尋址方式、數(shù)據(jù)傳送類指令、算術(shù)運(yùn)算類指令等各種指令系統(tǒng)。掌握單片機(jī)軟件編程的方法;掌握單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)及其硬件擴(kuò)展的方法。
3、態(tài)度目標(biāo):具有實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和吃苦耐勞的實(shí)踐意識(shí);具有開拓和創(chuàng)新精神,具有良好的職業(yè)道德和職業(yè)素質(zhì)。
(二)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)
為了保證學(xué)生畢業(yè)后能夠勝任有關(guān)崗位的要求,我們依據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案經(jīng)過反復(fù)研討后,選擇了貼近實(shí)際的5個(gè)典型項(xiàng)目作為教學(xué)內(nèi)容,以保證學(xué)生可持續(xù)發(fā)展能力的培養(yǎng)。并根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律以及職業(yè)能力成長(zhǎng)規(guī)律,將教學(xué)項(xiàng)目組織為5個(gè)對(duì)應(yīng)的能力訓(xùn)練項(xiàng)目。
(三)教學(xué)方法設(shè)計(jì)
1、基于教與學(xué)的教學(xué)方法。一方面以學(xué)生為主體,以專業(yè)課程和專業(yè)技能提高的需求為目的確定綜合案例、單項(xiàng)任務(wù)和理論知識(shí)。通過課堂練習(xí)與測(cè)驗(yàn)、課后研究報(bào)告、課后綜合案例及課程實(shí)驗(yàn)與學(xué)生一起“學(xué)中做、做中學(xué)”。另一方面,以教師為主導(dǎo),老師指出課程學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)方法,進(jìn)行正確引導(dǎo)(課堂、實(shí)驗(yàn)、課后研究報(bào)告),了解學(xué)生困惑,進(jìn)行正確指導(dǎo)(課程學(xué)習(xí)、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、課后研究報(bào)告書);2、創(chuàng)造真實(shí)氛圍的工作環(huán)境,實(shí)施一體化教學(xué)法。注重學(xué)生職業(yè)素質(zhì)的養(yǎng)成,創(chuàng)設(shè)真實(shí)氛圍的工作環(huán)境,開展一體化教學(xué),將教室與實(shí)訓(xùn)室合二為一,形成仿真的工作場(chǎng)所,使教學(xué)過程變?yōu)樯a(chǎn)過程,學(xué)習(xí)任務(wù)變?yōu)楣ぷ魅蝿?wù),使學(xué)生通過學(xué)習(xí)親身體驗(yàn)工作。教學(xué)組織過程實(shí)施“學(xué)做一體”。采用行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)模式,教、學(xué)、做過程中,實(shí)行以學(xué)生為主體的教學(xué)互動(dòng),以活動(dòng)為導(dǎo)向的自主學(xué)習(xí);3、案例教學(xué)法。如講解單片機(jī)編程知識(shí)時(shí),引入生活、工業(yè)控制實(shí)例等開展案例教學(xué),如電動(dòng)玩具的前進(jìn)后退、走廊燈光的延時(shí)熄滅、倉(cāng)庫(kù)貨物數(shù)量統(tǒng)計(jì)、交通燈制作等案例,增加學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力,又為學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)解決相應(yīng)的實(shí)際問題奠定基礎(chǔ);4、項(xiàng)目教學(xué)法。以生產(chǎn)過程為載體開發(fā)教學(xué)項(xiàng)目,整個(gè)教學(xué)圍繞各個(gè)項(xiàng)目的解決而展開,教師提出引導(dǎo)性問題,學(xué)生查找資料進(jìn)行決策分析,制定出計(jì)劃,并進(jìn)行實(shí)施,引導(dǎo)學(xué)生自主思考。
另外,還充分利用現(xiàn)代化多媒體教學(xué)手段,提高教學(xué)效率。充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段,提供了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái),提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。
三、課程資源設(shè)計(jì)
1.課程特點(diǎn)與教學(xué)現(xiàn)狀分析
《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》課程是高職電子類和電氣類專業(yè)的必修課,這門課程的特點(diǎn)是:實(shí)用性和實(shí)踐性強(qiáng),一方面,單片機(jī)技術(shù)在生活和生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域都有它的應(yīng)用,具有實(shí)用性;另一方面,學(xué)習(xí)這門課程必須重視實(shí)踐環(huán)節(jié)才能真正掌握這門技術(shù),具有實(shí)踐性。但是專業(yè)教師在多年的教學(xué)當(dāng)中,感覺到傳統(tǒng)的單片機(jī)課程教學(xué)模式存在許多不足之處:
(1)理論講授以老師為主體。學(xué)生作為一個(gè)聽眾,被動(dòng)地跟著老師走實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置,普遍地感到課程抽象、難學(xué),缺乏學(xué)習(xí)熱情。
(2)現(xiàn)在的大多數(shù)教材對(duì)單片機(jī)的原理、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、編程等內(nèi)容作了深入的介紹,但在如何應(yīng)用單片機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的引導(dǎo)明顯不足,這就使得教材和教學(xué)活動(dòng)有脫離實(shí)踐的傾向。
(3)在教學(xué)活動(dòng)中,實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐環(huán)節(jié)未得到應(yīng)有的重視,學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣,抑制了學(xué)生的創(chuàng)造力和學(xué)習(xí)上的主觀能動(dòng)性。
(4)現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)普遍采用實(shí)驗(yàn)箱作為平臺(tái),學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)動(dòng)手進(jìn)行連線的部分很少,導(dǎo)致學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)少,做完實(shí)驗(yàn)看到的只是一種表面現(xiàn)象,至于單片機(jī)工作電路的結(jié)構(gòu)和原理還是搞不清楚。另外,實(shí)驗(yàn)箱做的實(shí)驗(yàn)是一種仿真實(shí)驗(yàn),與利用單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)還有很大的差距,學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)后,對(duì)單片機(jī)的實(shí)際開發(fā)過程還是不清楚中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)。
由此可見,傳統(tǒng)教學(xué)模式不能更好地適應(yīng)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程的教學(xué),必須嘗試新的模式和方法。
2.課程教學(xué)改革的探索及實(shí)踐
2005年在學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和系領(lǐng)導(dǎo)的教學(xué)安排下,我們開展了教學(xué)改革試點(diǎn)工作。提出“以充分培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力為本位;以專業(yè)知識(shí)夠用為度”的原則來(lái)實(shí)施理論教學(xué);通過教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用完成專業(yè)教學(xué)活動(dòng);經(jīng)過不斷實(shí)踐和完善實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置,逐步構(gòu)建出了一套使高職學(xué)生能具備單片機(jī)應(yīng)用技能的課程培養(yǎng)方案,并在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)專業(yè)05、06、07、08、09級(jí)十個(gè)班進(jìn)行試點(diǎn)運(yùn)行。結(jié)果是試點(diǎn)班級(jí)全部按照教改的各項(xiàng)內(nèi)容完成了《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》課程的學(xué)習(xí),教學(xué)效果超出預(yù)期的想象。
2.1理論授課改革
根據(jù)單片機(jī)課程培養(yǎng)的主要能力,本著理論知識(shí)“必須、夠用”的原則重新構(gòu)建課程內(nèi)容,以“智能尋跡車”――作為教學(xué)的載體。“智能尋跡車”設(shè)計(jì)有運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、通信系統(tǒng)四大系統(tǒng),具備自動(dòng)行駛、自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)避障、數(shù)據(jù)處理和傳輸、液晶顯示等功能,涵蓋了單片機(jī)技術(shù)在工程中的常見應(yīng)用,可以培養(yǎng)學(xué)生的電路焊接及電子產(chǎn)品裝配能力、電子線路的檢測(cè)與調(diào)試能力、單片機(jī)硬件電路的設(shè)計(jì)和程序開發(fā)能力以及單片機(jī)系統(tǒng)綜合開發(fā)和創(chuàng)新能力。整個(gè)課程緊緊圍繞“智能尋跡車”功能開發(fā)與實(shí)現(xiàn)這一工作過程展開教學(xué),以能力培養(yǎng)為目標(biāo),將課程內(nèi)容重新構(gòu)建為實(shí)際產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)計(jì)過程。
2.2教學(xué)方法與手段設(shè)計(jì)
課程組在教學(xué)方法和教學(xué)手段上不斷下功夫。對(duì)于比較抽象的教學(xué)摘要以基于工作過程的任務(wù)驅(qū)動(dòng)方式安排實(shí)踐操作任務(wù),在指導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手過程中,運(yùn)用舉例法、演示法等各種教學(xué)方法。在課后,教學(xué)課件及視頻指導(dǎo)等資料全部在網(wǎng)絡(luò)上共享,方便學(xué)生查閱與練習(xí)。
2.3實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)改革
課程組教師自主研發(fā)了“FX-A單片機(jī)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)”、“Mini_51DIY編程開發(fā)系統(tǒng)”等一系列用于單片機(jī)課程教學(xué)的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)和開發(fā)裝置,自2005年以來(lái),已經(jīng)歷了四次更新。
研發(fā)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)開發(fā)板、單片機(jī)編程器等裝置是從事單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用工作必須的開發(fā)工具。裝置具有重復(fù)性搭建單片機(jī)硬件電路、實(shí)現(xiàn)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)編程、調(diào)試、仿真等功能。裝置配備有詳細(xì)的使用說(shuō)明和操作案例,編寫有實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書。在教學(xué)過程中,學(xué)生人手一套實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置,在一體化教室里完成單片機(jī)實(shí)驗(yàn)、任務(wù)試驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)練習(xí)、自主創(chuàng)新開發(fā)等學(xué)習(xí)內(nèi)容中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)。在課后,學(xué)生可在網(wǎng)絡(luò)資源的指導(dǎo)下在學(xué)生工作室、電子協(xié)會(huì)及宿舍里使用裝置繼續(xù)進(jìn)行實(shí)踐練習(xí),寒暑假學(xué)生也可將裝置帶回家里學(xué)習(xí)。
學(xué)生一人一套單片機(jī)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)和開發(fā)裝置,有效地打通了課內(nèi)與課外的界限,實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主體的教學(xué)思路。對(duì)實(shí)際工作任務(wù)可進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的、反復(fù)的動(dòng)手實(shí)踐,使能力為本位的教學(xué)得以較好地體現(xiàn)
2.4考核方式改革
課程考核以任務(wù)和項(xiàng)目為單元進(jìn)行,每完成一個(gè)項(xiàng)目或任務(wù),教師均根據(jù)每個(gè)學(xué)生的完成情況、工作態(tài)度、操作規(guī)范度和回答問題情況進(jìn)行評(píng)價(jià),期末結(jié)合理論考試成績(jī)給于整體評(píng)分。結(jié)合其它專業(yè)能力課程,畢業(yè)前,學(xué)生應(yīng)取得“電子儀器儀表裝調(diào)工”或“單片機(jī)設(shè)計(jì)師”職業(yè)資格認(rèn)證(信息產(chǎn)業(yè)部電子行業(yè)職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心授權(quán),由中國(guó)電子企業(yè)協(xié)會(huì)認(rèn)證)。
2.5管理方式改革
為了保證課程改革的相關(guān)舉措能夠按要求進(jìn)行,項(xiàng)目組成員規(guī)劃設(shè)計(jì)了該課程的學(xué)習(xí)管理方式。在學(xué)習(xí)進(jìn)度管理方式上采用學(xué)生實(shí)踐任務(wù)進(jìn)度公示的方案,對(duì)完成情況比預(yù)期慢的學(xué)生予以重點(diǎn)幫助,對(duì)實(shí)踐項(xiàng)目完成優(yōu)秀的作品進(jìn)行展示,并鼓勵(lì)動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生起帶頭示范作用。
2.6專業(yè)學(xué)習(xí)環(huán)境改革
學(xué)生的學(xué)習(xí)具有不可替代性規(guī)律和自主學(xué)習(xí)的原則,在此基礎(chǔ)上才能培養(yǎng)出具有更高創(chuàng)新能力的學(xué)生,為建設(shè)這樣的一個(gè)能激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新潛能的環(huán)境實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置,我們制定了相關(guān)的獎(jiǎng)勵(lì)措施,成立了學(xué)生興趣活動(dòng)小組,并配備幾名指導(dǎo)教師,興趣小組經(jīng)常開展專業(yè)相關(guān)的技能展示,并組織小組成員利用專業(yè)知識(shí)服務(wù)社會(huì),對(duì)有條件的實(shí)驗(yàn)設(shè)備及實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所進(jìn)行開放管理,鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立開發(fā)實(shí)踐項(xiàng)目,提供條件讓學(xué)生自己來(lái)開發(fā)更多更好的實(shí)踐案例。
3.應(yīng)用效果與社會(huì)效益
經(jīng)過三年多的實(shí)踐教學(xué),各項(xiàng)改革措施不斷深化和完善,教學(xué)效果十分明顯,學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性高漲,學(xué)生在課程中的實(shí)踐項(xiàng)目完成情況比預(yù)期的要好,學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力提高很快。通過考核反映出學(xué)生掌握理論知識(shí)和實(shí)踐技能的效果比改革前大有提高。通過調(diào)查問卷,普遍對(duì)改革后的教學(xué)方式、管理制度等表示歡迎。學(xué)生普遍認(rèn)為自己在這一門課程的學(xué)習(xí)過程中不但掌握了以前難于掌握的理論知識(shí),更重要的是通過親自動(dòng)手實(shí)踐提高了自己的動(dòng)手能力和認(rèn)知能力。
改革后的教學(xué)方式,使從事該課程的教師感受到了教學(xué)改革后帶來(lái)的優(yōu)越性,教師的教學(xué)工作效率得到了提升,理論授課實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置,實(shí)踐指導(dǎo)環(huán)節(jié)的教學(xué)質(zhì)量顯著提高,而教師的教學(xué)負(fù)擔(dān)反而減輕。這樣,教師有更多的時(shí)間投入到科研開發(fā)中來(lái),有更多的時(shí)間來(lái)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐操作,教與學(xué)通過改革與實(shí)踐很好的融合在了一起。
項(xiàng)目組開發(fā)的實(shí)踐裝置成本低、功能全、體積小巧、維護(hù)方便,能做到“人手一套”、“時(shí)時(shí)能練”、“處處能練”,配套開發(fā)的實(shí)踐項(xiàng)目案例越來(lái)越豐富,為該課程的教學(xué)改革工作創(chuàng)造了條件。多年的應(yīng)用表明,該實(shí)踐裝置的可靠性高,教學(xué)功能突出,非常適合我國(guó)高等職業(yè)教育中同類課程實(shí)踐教學(xué)的需要,具有大規(guī)模推廣的前景和價(jià)值中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)。目前,已有多家教學(xué)儀器公司有意向進(jìn)行合作推廣,特別是上海大中教學(xué)儀器有限公司,不但積極吸吶我院畢業(yè)生,還提供資金與我們合作進(jìn)行項(xiàng)目開發(fā)及使用推廣。
該課程的教學(xué)改革工作也帶動(dòng)了其它課程的教改與實(shí)踐,為同類課程的教改工作提供了模板和示范作用。經(jīng)過大量的實(shí)踐動(dòng)手,學(xué)生的綜合應(yīng)用能力顯著提高實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置,畢業(yè)生也受到了多家用人單位的青睞。其中中船重工鄭州713研究所下屬的海神工程公司幾年中點(diǎn)名使用我專業(yè)的優(yōu)秀畢業(yè)生,認(rèn)為學(xué)生能在工作崗位上很快接受實(shí)踐操作,動(dòng)手效果好,做出的工程項(xiàng)目質(zhì)量過硬。
“千里之行,始于足下”,幾年來(lái)的教學(xué)改革與實(shí)踐讓我們倍嘗艱辛,更多的是感受到了教學(xué)改革的效果,也讓我們發(fā)現(xiàn)了教學(xué)改革中的新問題。經(jīng)過不斷的完善和實(shí)踐,建設(shè)一套能有效培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力的課程培養(yǎng)方案是完全有可能的。雖然我們個(gè)人的專業(yè)技術(shù)力量有限,但投身于高職教學(xué)改革的激情與信心是無(wú)限的。在學(xué)院各部門的支持下,只要大家共同努力,不斷實(shí)踐,不斷完善改進(jìn)教學(xué)改革的各項(xiàng)內(nèi)容,必定能實(shí)現(xiàn)有特色的課程培養(yǎng)方案。
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中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2015.12.012
Assessment Reform Research for the Course of Automotive
Electronic Control Unit and Interface Technology
ZHANG Zhiyong, LIU Zhiqiang, DU Ronghua
(College of Automobile and Mechanical Engineering, Changsha University
of Science and Technology, Changsha, Hu'nan 410114)
Abstract The course of automotive electronic control unit and interface technology is a specialized course which integrates the single chip microcomputer principle and the automotive electric control system. The traditional method of test paper method can only study the single chip microcomputer principle, the basic concept of the control system, the master degree of programming language, which cannot investigate the students for the control system designing, program debugging and other practical ability. Course assessment reform integrated with the classroom quiz, after-school simulation experiments, classroom experiments, the on-computer test together, which can comprehensively study of the degree of students knowledge, as well as the practical ability of the design and control system.
Key words Automotive electronic control system; single chip microcomputer; course assessment; computer simulation
0 前言
“汽車電控單元與接口技術(shù)”是車輛工程和汽車服務(wù)工程兩個(gè)專業(yè)本科生的專業(yè)核心課程,為學(xué)生將來(lái)從事汽車電子與控制技術(shù)工作提供理論基礎(chǔ)。通過對(duì)本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生熟悉目前國(guó)內(nèi)外汽車電控系統(tǒng)發(fā)展的最新動(dòng)態(tài),掌握嵌入式控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和軟硬件設(shè)計(jì)知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用嵌入式控制芯片、電子元件設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)、人機(jī)接口界面的實(shí)踐能力。因此,在有限的課時(shí)中如何讓學(xué)生既掌握嵌入式控制系統(tǒng)的特點(diǎn)、工作原理、設(shè)計(jì)方法,同時(shí)還要使學(xué)生具備一定的實(shí)踐能力,如分析問題、解決問題的能力,是本課程教學(xué)過程中需要考慮的重點(diǎn),而課程考核方式是促成以上目標(biāo)的重要手段。合適的課程考核方式不僅能引導(dǎo)學(xué)生如何去學(xué)習(xí),提高學(xué)習(xí)積極性,同時(shí)也促進(jìn)教師在教學(xué)過程中結(jié)合先進(jìn)的教學(xué)方法和手段,更新教學(xué)內(nèi)容等。然而,現(xiàn)有的“汽車電控單元與接口技術(shù)”課程考核方法仍以傳統(tǒng)的考卷筆試為主,但這種筆試方式僅能對(duì)單片機(jī)原理、控制系統(tǒng)的基本概念、編程語(yǔ)言的掌握程度進(jìn)行考查,無(wú)法考查學(xué)生的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、程序調(diào)試等實(shí)踐能力。另外,現(xiàn)在的教學(xué)方法很大程度上仍繼承于普通專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)模式,即分別利用獨(dú)立章節(jié)教授獨(dú)立的內(nèi)容。顯而易見,這樣的教學(xué)方法不適應(yīng)內(nèi)容綜合性強(qiáng),且存在多學(xué)科交叉的課程教學(xué)。
鑒于該課程考核方式和教學(xué)體系存在的問題,本課程考核改革旨在探索汽車電子類課程群考核的適用模式,以及汽車電控單元與接口技術(shù)課程形成性考試和期終考試的目標(biāo)、形式、題型和題量。通過本課考核的改革,指導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中理解把握課程的重點(diǎn)內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力。同時(shí),引導(dǎo)師生樹立緊貼生產(chǎn)實(shí)際的課程考核理念,明確課程考核目標(biāo),鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),積極主動(dòng)思考,積極培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手操作能力,提高學(xué)生素質(zhì),進(jìn)一步推進(jìn)由傳統(tǒng)教學(xué)模式向應(yīng)用型創(chuàng)新汽車人才培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)變。
1 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)
本課程采用多媒體教室授課,基本知識(shí)介紹以講授為主,在進(jìn)行應(yīng)用實(shí)例編程時(shí),采用小組討論的方式,各小組重點(diǎn)針對(duì)應(yīng)用實(shí)例實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)、手段、技術(shù)等討論,最終完成電路設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)并以電子文本的形式上交。對(duì)常用單片機(jī)類型和操作系統(tǒng)、編程語(yǔ)言等發(fā)展趨勢(shì)等概述性內(nèi)容進(jìn)行講解時(shí),對(duì)學(xué)生采用文獻(xiàn)綜述報(bào)告的形式進(jìn)行學(xué)習(xí)內(nèi)容的考核。鼓勵(lì)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源,查找和了解最新汽車電控單元的發(fā)展趨勢(shì),最終通過獨(dú)立思考、總結(jié)形成綜述性論文。另外,本課程的作業(yè)根據(jù)不同題型的特點(diǎn),采用網(wǎng)絡(luò)電子版作業(yè)與紙質(zhì)版作業(yè)相結(jié)合的方式。對(duì)于問答、判斷等題型,采用網(wǎng)絡(luò)提交作業(yè),對(duì)于計(jì)算題,則采用紙質(zhì)版形式上交作業(yè)。另外,在網(wǎng)絡(luò)課程的討論區(qū)積極發(fā)言與回復(fù)問題,也作為課程考核的內(nèi)容之一。
本課程考核方式采用多種立體式考核方式,考核形式包括上課考勤、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力與實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況考核、網(wǎng)絡(luò)課程討論區(qū)發(fā)言、綜述性論文以及期終考試等五部分。上課情況與網(wǎng)絡(luò)課程討論區(qū)活躍度的考核成績(jī)占總成績(jī)的15%,實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力與實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況占總成績(jī)25%,綜述論文成績(jī)占總成績(jī)的10%,期終考試成績(jī)占總成績(jī)的30%,平時(shí)上課出勤率在90%以上方能參加期終考試。
2 形成性考核方式
為了全面考核學(xué)生的綜合素質(zhì),采用的形成性考核內(nèi)容的設(shè)計(jì)遵循下列原則:(1)簡(jiǎn)便性原則。考核形式簡(jiǎn)便,不拘泥于形式,可隨機(jī)提問考核,可課堂做作業(yè),便于老師掌握學(xué)生理解知識(shí)的程度;(2)針對(duì)性原則。考核內(nèi)容符合學(xué)生實(shí)際,緊密結(jié)合課程教學(xué)的實(shí)際需要,解決教學(xué)中的重點(diǎn)難點(diǎn)問題;(3)靈活性原則。對(duì)考核內(nèi)容可適當(dāng)拓寬,引導(dǎo)學(xué)生閱讀與課程內(nèi)容和教學(xué)進(jìn)度相關(guān)的參考書,體現(xiàn)注重培養(yǎng)自學(xué)能力的特點(diǎn)。
形成性考核成績(jī)占考核總成績(jī)的40%,其中大作業(yè)共計(jì)安排4次,單次考核按20分制進(jìn)行評(píng)定,4次考核合計(jì)40分,24分及格,分別包括控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)或仿真實(shí)驗(yàn)。
(1)第一次形成性考核。考核內(nèi)容:指令系統(tǒng)及匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì);考核形式:以指令系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳送指令運(yùn)用為基礎(chǔ),分組假設(shè)數(shù)據(jù)傳送條件,掌握基本的數(shù)據(jù)傳送指令運(yùn)用方法;考核時(shí)期:完成相應(yīng)章節(jié)的教學(xué)任務(wù)后,在課堂外完成。
(2)第二次形成性考核。考核內(nèi)容:?jiǎn)纹瑱C(jī)I/O口功能運(yùn)用的Proteus仿真;考核形式:結(jié)合單片機(jī)I/O口的工作方式,選擇數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)方案,并給予說(shuō)明;考核時(shí)期:完成相應(yīng)章節(jié)的教學(xué)任務(wù)后,在課堂外完成。
(3)第三次形成性考核。考試內(nèi)容:?jiǎn)纹瑱C(jī)中斷系統(tǒng)的Proteus仿真;考試形式:完成相應(yīng)章節(jié)的教學(xué)任務(wù)后,引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)中斷觸發(fā)方式和中斷響應(yīng)處理方案;考試時(shí)期:完成相應(yīng)章節(jié)的教學(xué)任務(wù)后,在課堂外完成。
(4)第四次形成性考核。考試內(nèi)容:定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的Proteus仿真;考試形式:完成相應(yīng)章節(jié)的教學(xué)任務(wù)后,引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用案例;考試時(shí)期:在課堂外完成。
其中形成性考核評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為:(1)8~10分:按時(shí)交作業(yè),程序與電路設(shè)計(jì)正確,仿真結(jié)果正確,電路正確規(guī)范;(2)6~7分:按時(shí)交作業(yè),程序與電路設(shè)計(jì)基本正確,仿真結(jié)果基本正確,電路基本規(guī)范;(3)3~5分:交作業(yè)滯后,程序與電路設(shè)計(jì)不夠全面,但仿真結(jié)果部分正確,電路設(shè)計(jì)無(wú)大錯(cuò);(4)0~2分:嚴(yán)重拖交作業(yè),程序與電路設(shè)計(jì)錯(cuò)誤較多,仿真結(jié)果不正確,電路設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。
3 教學(xué)內(nèi)容與方法改革
為了與課程考核方式相適應(yīng),在教學(xué)內(nèi)容和方法也應(yīng)該做相應(yīng)的改革。(1)在教學(xué)內(nèi)容上,除了嚴(yán)格按照相關(guān)教學(xué)大綱的要求完成規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容之外,課程借鑒了國(guó)內(nèi)外同類課程的內(nèi)容體系,選擇性地介紹國(guó)外內(nèi)關(guān)于嵌入式系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、先進(jìn)控制方法等方面的最新成果和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。(2)為了配合網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)教學(xué)和形成性考核,在課堂教學(xué)引入軟件仿真技術(shù),可直觀地、實(shí)時(shí)地和可重復(fù)地將知識(shí)點(diǎn)形象化、具體化,同時(shí)還能與同學(xué)們進(jìn)行互動(dòng),啟發(fā)同學(xué)們?nèi)ニ伎肌T诰W(wǎng)絡(luò)課程討論區(qū)里面,有針對(duì)性地提出啟發(fā)性的問題;在網(wǎng)絡(luò)資源中上傳了很多經(jīng)典的單片機(jī)應(yīng)用實(shí)例仿真程序,引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)。(3)在課件中融入了各種視頻、圖片文件,充分利用網(wǎng)絡(luò)公開課資源,演示單片機(jī)的各資源的工作原理,使教學(xué)不再空洞、枯燥,學(xué)生能利用資源對(duì)單片機(jī)原理有充分的認(rèn)識(shí)和了解,進(jìn)一步拓展了教學(xué)形式。
4 結(jié)論
本課程考核改革于2011-2012第二學(xué)年在車輛工程專業(yè)、汽車服務(wù)專業(yè)兩個(gè)教學(xué)班實(shí)施,授課學(xué)生人數(shù)為127人。通過本課程考核改革,學(xué)生學(xué)習(xí)積極性明顯增強(qiáng),表現(xiàn)在上課出勤率、課后提問數(shù)量、試驗(yàn)完成率等指標(biāo)明顯提高。最后基于形成性考試方法,學(xué)生考試及格率達(dá)到100%,且成績(jī)分布服從正態(tài)分布,證明了該考核方法的有效性。
論文資助項(xiàng)目:湖南省普通高等學(xué)校教學(xué)改革研究項(xiàng)目(湘教通[2014]247號(hào)),學(xué)生能力導(dǎo)向的機(jī)械類專業(yè)工程訓(xùn)練改革與實(shí)踐,回歸工程實(shí)踐的機(jī)械類專業(yè)工程教育人才培養(yǎng)模式改革與實(shí)踐
參考文獻(xiàn)
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電子專業(yè)學(xué)生主要從事以下三類崗位工作:核心崗位(電子產(chǎn)品裝配工、電子產(chǎn)品調(diào)試工)、從屬崗位(電子產(chǎn)品檢修員、電子技術(shù)員)、拓展崗位(電子技術(shù)工程師、產(chǎn)品生產(chǎn)管理員)。對(duì)于核心崗位的需求量最大,但相對(duì)比例會(huì)有所下降,對(duì)知識(shí)與能力的要求會(huì)有所提高;從屬崗位和拓展崗位的人才需求量呈上升趨勢(shì),需求緊迫。單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)這門課程的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生成為在智能控制系統(tǒng)檢測(cè)維修與設(shè)計(jì)方面的專門人才,直接反映從屬崗位和拓展崗位的工作要求,具有鮮明的職業(yè)性與實(shí)踐性。通過本課程的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生典型的智能控制系統(tǒng)調(diào)試與設(shè)計(jì)的能力。
傳統(tǒng)教學(xué)以教師講授為主,學(xué)生只能被動(dòng)接受。在實(shí)訓(xùn)課中傳統(tǒng)教學(xué)方法已不能充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,無(wú)法使學(xué)生更好地提高操作技能,使實(shí)訓(xùn)課逐漸變得枯燥無(wú)味。參照單片機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作過程和工作情境,進(jìn)行課程教學(xué)改革。
1.課程改革思路
根據(jù)高職教育數(shù)控技術(shù)專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo),遵循以“就業(yè)為導(dǎo)向,能力為本位”的職教理念設(shè)計(jì)。本課程從職業(yè)成長(zhǎng)過程,按照從易到難、由淺入深的認(rèn)知規(guī)律,確定合適的載體,運(yùn)用教學(xué)論、方法論方式分析處理后,參照企業(yè)中單片機(jī)產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作過程和工作情境,進(jìn)行選材。
2.學(xué)習(xí)情境創(chuàng)設(shè)
通過調(diào)研,針對(duì)智能控制系統(tǒng)檢測(cè)維修與設(shè)計(jì)行動(dòng)領(lǐng)域下的單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)領(lǐng)域需要具備以下能力:
(1)專業(yè)能力
①讀懂單片機(jī)電路圖紙的能力;②掌握單片機(jī)工作原理及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的能力;③具備相應(yīng)的單片機(jī)硬件線路的調(diào)試能力;④具備能看懂單片機(jī)程序流程圖的能力;⑤具有基本的單片機(jī)編程的能力;⑥具備單片機(jī)軟硬件安裝和聯(lián)調(diào)的能力;⑦具備單片機(jī)產(chǎn)品開發(fā)的基本流程和工藝的能力。
(2)方法能力
①資料收集整理能力;②制訂、實(shí)施工作計(jì)劃的能力;③單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)綜合應(yīng)用設(shè)計(jì)能力;④單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)故障的檢查分析能力;⑤理論知識(shí)的綜合運(yùn)用能力。
(3)社會(huì)能力
①語(yǔ)言表達(dá)能力、溝通協(xié)調(diào)能力;②團(tuán)隊(duì)組織能力;③班組管理能力、責(zé)任心與職業(yè)道德;④安全與自我保護(hù)能力。
為了實(shí)現(xiàn)上述能力,在此將課程劃分為:循環(huán)彩燈的設(shè)計(jì)制作(22課時(shí))、交通控制燈的設(shè)計(jì)制作(30課時(shí))、數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)制作(40課時(shí))、溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制作(40課時(shí))四個(gè)學(xué)習(xí)情境。其中,此四個(gè)學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè)是根據(jù)單片機(jī)應(yīng)用電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)由簡(jiǎn)到難的過程確定的。
3.學(xué)習(xí)情境教學(xué)實(shí)施
以子情境循環(huán)彩燈的設(shè)計(jì)制作為例,進(jìn)行教學(xué)實(shí)施。
(1)教學(xué)背景
教學(xué)目標(biāo):能夠讀懂單片機(jī)I/O口控制電路原理圖,能夠掌握單片機(jī)I/O口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理,能夠選用單片機(jī)I/O口作外部硬件電路的設(shè)計(jì),能夠編制簡(jiǎn)單的程序?qū)崿F(xiàn)單片機(jī)I/O口對(duì)外部電路的控制,能夠熟悉單片機(jī)系統(tǒng)硬件電路的組成及控制原理,能夠掌握基本的單片機(jī)軟硬件調(diào)試能力,能夠正確使用測(cè)量相關(guān)的儀器儀表,具備勞動(dòng)組織能力、具備團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、具備安全操作規(guī)范的意識(shí)。
學(xué)生應(yīng)具備的知識(shí):?jiǎn)纹瑱C(jī)的整體認(rèn)識(shí)、基本電子電路圖整體認(rèn)識(shí)、I/O的整體認(rèn)識(shí)、計(jì)算機(jī)使用能力、簡(jiǎn)單硬件電路調(diào)試能力、電子儀器設(shè)備檢測(cè)及規(guī)范操作能力。
具體任務(wù):使用相關(guān)電子儀器儀表對(duì)電路參量進(jìn)行測(cè)量、掌握電路故障排除方法及處理思路、掌握應(yīng)用環(huán)節(jié)、確定方案、制定實(shí)施步驟、開發(fā)工具的使用。
準(zhǔn)備文件:任務(wù)書、引導(dǎo)文、指導(dǎo)作業(yè)文件、演示視頻文件、單片機(jī)I/O口作外部控制電路相關(guān)文件、檢查單、評(píng)價(jià)表。
本任務(wù)旨在在該學(xué)習(xí)領(lǐng)域培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力、溝通能力、檢修組織實(shí)施能力等;教師需合理引導(dǎo)學(xué)生完成小組討論,確定單片機(jī)I/O口控制硬件電路的設(shè)計(jì)及軟件編程的方案。
(2)教學(xué)組織形式
①針對(duì)循環(huán)彩燈的控制功能要求,學(xué)生設(shè)計(jì)相應(yīng)的功能接口電路,編制出程序及完成產(chǎn)品的調(diào)試。
②學(xué)生獨(dú)立工作和合作學(xué)習(xí)相結(jié)合,通過小組討論、和教師談話培養(yǎng)交流能力。
(3)具體實(shí)施
①資訊:(2學(xué)時(shí))
下發(fā)任務(wù)書,描述項(xiàng)目學(xué)習(xí)目標(biāo),交代項(xiàng)目任務(wù),發(fā)放相關(guān)學(xué)習(xí)資料,最后回答學(xué)生的提問。
②計(jì)劃(4學(xué)時(shí))
學(xué)生自愿組織工作小組,推選班組長(zhǎng),以小組為單位,確認(rèn)工作任務(wù),分解任務(wù),制訂工作計(jì)劃,教師對(duì)學(xué)生方案進(jìn)行檢查、指導(dǎo)。
③決策(2學(xué)時(shí))
確定掌握單片機(jī)I/O口基礎(chǔ)知識(shí)需要的資源及學(xué)習(xí)步驟,確定控制電路的設(shè)計(jì)與編程的學(xué)習(xí)步驟,確定任務(wù)完成的展示方式。
④實(shí)施(10學(xué)時(shí))
第一,單片機(jī)I/O口的控制電路設(shè)計(jì)。小組成員分工收集資料,掌握單片機(jī)I/O口的結(jié)構(gòu)及工作原理,最后進(jìn)行資料匯總,小組討論、教師指導(dǎo)下確定方案,完成I/O電路設(shè)計(jì)。
第二,程序的編制。根據(jù)所設(shè)計(jì)的I/O接口電路及控制要求,在小組討論、教師指導(dǎo)下確定方案,畫出程序流程圖,最后學(xué)生自己完成具體程序。
第三,軟硬件的調(diào)試。燒入程序,對(duì)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行軟硬件調(diào)試,在調(diào)試過程中,記錄好調(diào)試出現(xiàn)的問題,并歸納總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。
教師應(yīng)合理安排時(shí)間,即使有個(gè)別小組在規(guī)定時(shí)間中沒有完成任務(wù)也必須停止,并要求該小組對(duì)未完成任務(wù)的原因進(jìn)行詳細(xì)分析。教師應(yīng)安排課余時(shí)間讓未完成的小組完成項(xiàng)目的制作。如果大多數(shù)小組均未完成,教師應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況查找原因,是否項(xiàng)目設(shè)置過難、是否學(xué)生還沒有掌握本次課的內(nèi)容,在以后的課程中做出相應(yīng)的調(diào)整。
⑤檢查及實(shí)施(4學(xué)時(shí))
根據(jù)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的功能及具體過程,教師及小組互檢評(píng)分。同時(shí)每人撰寫產(chǎn)品說(shuō)明書,根據(jù)個(gè)人在小組活動(dòng)中的表現(xiàn)進(jìn)行小組互評(píng)。
選小組代表按照任務(wù)書的要求,在全班介紹工作過程,改進(jìn)提高并總結(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及調(diào)試經(jīng)驗(yàn),結(jié)合班級(jí)所有方案,優(yōu)化小組方案。
4.結(jié)語(yǔ)
采用工作過程系統(tǒng)化的《單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程,大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與主動(dòng)性、積極性,收到了良好的教學(xué)效果。通過對(duì)企業(yè)的用人調(diào)查,學(xué)生產(chǎn)品的調(diào)試與系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力很強(qiáng),不需再進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)。今后還將對(duì)工作過程系統(tǒng)化的課程改革進(jìn)行進(jìn)一步完善,提高教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量,提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力。
參考文獻(xiàn):