緒論:寫作既是個(gè)人情感的抒發(fā),也是對(duì)學(xué)術(shù)真理的探索,歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇單片機(jī)課程論文范文,希望它們能為您的寫作提供參考和啟發(fā)。
1.1課程教學(xué)的理念與思路
單片機(jī)原理課程其理論性和實(shí)用性都很強(qiáng),在課程設(shè)置上以行業(yè)和崗位需求為導(dǎo)向,以職業(yè)能力培養(yǎng)為目的.單片機(jī)原理課程中各學(xué)習(xí)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、元器件的選用、電路的焊接及軟件編程都盡可能符合企業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn).在教學(xué)理念上改變傳統(tǒng)的以學(xué)科體系為基礎(chǔ)的教學(xué)思路,整個(gè)課程完全以實(shí)訓(xùn)平臺(tái)中的項(xiàng)目來制訂教學(xué)內(nèi)容,按典型工作過程劃分實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,以任務(wù)和行動(dòng)過程為導(dǎo)向,構(gòu)建學(xué)習(xí)領(lǐng)域.教師可以把典型電路板引入課堂教學(xué)中,如單片機(jī)最小系統(tǒng)板、矩陣按鍵學(xué)習(xí)板、D/A轉(zhuǎn)換學(xué)習(xí)板和LED顯示學(xué)習(xí)板等.這樣可以提高學(xué)生初次學(xué)習(xí)單片機(jī)的直觀感,學(xué)生能夠一目了然地看到每一個(gè)典型電路的組成.然后通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)的與時(shí)俱進(jìn)、實(shí)訓(xùn)基地的現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)等行之有效的措施,可以較好地解決本專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程過程中理論和實(shí)踐脫節(jié)的矛盾.
1.2單片機(jī)原理教學(xué)內(nèi)容組織安排
為了使單片機(jī)原理課程的理論和實(shí)踐教學(xué)獲得雙贏的教學(xué)效果,將單片機(jī)的教學(xué)內(nèi)容重新進(jìn)行整合和定位,靈活地設(shè)置課程的教學(xué)內(nèi)容,將前沿的知識(shí)融入課堂,加大教學(xué)信息量.注重學(xué)生綜合設(shè)計(jì)能力和應(yīng)用技能的培養(yǎng),將要講授的內(nèi)容以任務(wù)的形式提前布置給學(xué)生,每個(gè)任務(wù)可能是一個(gè)子課題的一部分,每個(gè)子課題可能是一個(gè)項(xiàng)目的一部分.這樣就形成了自下向上的教學(xué)方法,學(xué)生作為任務(wù)完成的主體,以培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力為中心,讓學(xué)生在做中學(xué),在學(xué)中做,在邊學(xué)邊做中養(yǎng)成獨(dú)立分析問題和解決問題的能力,并將所學(xué)知識(shí)進(jìn)一步鞏固和升華.此外,2006年就完成了單片機(jī)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的建設(shè),結(jié)合“三大”教育理念和人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位,對(duì)單片機(jī)原理課程的教學(xué)計(jì)劃也作了相應(yīng)的調(diào)整,加強(qiáng)了實(shí)踐環(huán)節(jié)的考核,即在每學(xué)期結(jié)束時(shí)分別安排1周、2周、3周的綜合實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)任務(wù).針對(duì)課程需要,采取階梯式的方式設(shè)計(jì)若干個(gè)實(shí)際項(xiàng)目,學(xué)生依據(jù)自身的能力在設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)項(xiàng)目時(shí)遵循由單一到綜合,由簡(jiǎn)單到復(fù)雜,既能統(tǒng)籌兼顧,又能有的放矢的原則.通過一系列實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的訓(xùn)練,提高了學(xué)生的理論水平和動(dòng)手實(shí)踐能力.
1.3多種教學(xué)方法的運(yùn)用
在單片機(jī)原理課程的教學(xué)中,充分發(fā)揮單片機(jī)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)優(yōu)勢(shì),結(jié)合課程特點(diǎn)和學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ),以工作任務(wù)為中心,科學(xué)地設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容.旨在讓學(xué)生能真正地參與到課堂中,調(diào)動(dòng)學(xué)生獲取知識(shí)的主動(dòng)性,做課堂真正意義的主角.在教學(xué)環(huán)節(jié)中,針對(duì)不同階段,不同的教學(xué)內(nèi)容,可以采用多種教學(xué)方法.一是“任務(wù)驅(qū)動(dòng)型教學(xué)法”,即任課教師將整門課的教學(xué)內(nèi)容劃分為多個(gè)模塊,每一模塊由多個(gè)課題組成,每一課題由一個(gè)或多個(gè)任務(wù)組成,每一任務(wù)由任務(wù)目標(biāo)、任務(wù)分析、相關(guān)知識(shí)和任務(wù)實(shí)施4個(gè)相互連貫的部分組成.在教師的指導(dǎo)下由全班或小組成員針對(duì)每一個(gè)任務(wù)提出各自的設(shè)計(jì)方案,各成員組相互學(xué)習(xí),取長(zhǎng)補(bǔ)短,最后由教師總結(jié)歸納的教學(xué)方法.二是“案例教學(xué)法”,即教師將真實(shí)的案例信息提供給學(xué)生并提出問題,組織學(xué)生以問題為中心展開討論,教師加以引導(dǎo)啟發(fā).以學(xué)生為學(xué)習(xí)主體,讓學(xué)生參與教學(xué)互動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力.三是“培訓(xùn)式教學(xué)方法”,即以單片機(jī)培訓(xùn)班的培訓(xùn)模式為參考,以企業(yè)項(xiàng)目或電子設(shè)計(jì)大賽賽題為教學(xué)內(nèi)容,以提高學(xué)生設(shè)計(jì)能力為主線,將理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合.由于采用了靈活多樣的教學(xué)方法和手段,不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,對(duì)學(xué)生個(gè)性化培養(yǎng)、團(tuán)結(jié)協(xié)作精神的培育都奠定了一定的基礎(chǔ).
2依托實(shí)訓(xùn)基地進(jìn)行課程教學(xué)改革
2.1教學(xué)改革與適應(yīng)人才市場(chǎng)需求相結(jié)合
高校的教學(xué)改革要緊跟人才市場(chǎng)變化形勢(shì),積極探索符合專業(yè)自身特點(diǎn)和企業(yè)需求的經(jīng)典實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目和內(nèi)容.不斷完善教學(xué)內(nèi)容,更新教學(xué)方法,進(jìn)行創(chuàng)造性教學(xué),為社會(huì)培養(yǎng)具有積極性、獨(dú)立性、創(chuàng)造性和合作型的人才.校企合作教育是一種值得推薦的人才培養(yǎng)模式,利用學(xué)校和企業(yè)不同的教育資源和教育環(huán)境,采用課堂教學(xué)與學(xué)生參加實(shí)際工作有機(jī)結(jié)合的方式來培養(yǎng)適合用人單位需要的應(yīng)用型人才.如每年的“凌陽(yáng)大學(xué)計(jì)劃”就是一種很好的校企模式.學(xué)生通過在實(shí)訓(xùn)基地的學(xué)習(xí)培訓(xùn)鍛煉,很快掌握企業(yè)要求的各項(xiàng)基本技能,實(shí)現(xiàn)了學(xué)生到學(xué)員的完美轉(zhuǎn)變,憑借其專業(yè)基礎(chǔ)可以很快適應(yīng)企業(yè)的各項(xiàng)要求.
2.2教學(xué)改革與實(shí)訓(xùn)平臺(tái)相結(jié)合
利用實(shí)訓(xùn)平臺(tái),布置學(xué)生完成一串燈的亮滅控制,這個(gè)過程中學(xué)生能夠更深刻理解指令是怎樣轉(zhuǎn)化成信號(hào)去控制電子產(chǎn)品的,從而能夠更好地理解單片機(jī)軟硬件協(xié)同工作的意義.學(xué)生完成這個(gè)實(shí)訓(xùn)后還可以進(jìn)一步布置相應(yīng)的課外實(shí)訓(xùn)題目,如各種彩燈的控制,十字路口的交通燈控制等.當(dāng)學(xué)生學(xué)完LED數(shù)碼管顯示原理及顯示方式后可以布置學(xué)生完成點(diǎn)亮一個(gè)LED數(shù)碼管,用數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)方式實(shí)現(xiàn)自己生日的顯示,最后能夠完成電子鐘的設(shè)計(jì).這樣由淺入深,由表及里,使學(xué)生的思維得到更好的鍛煉.通過實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐,學(xué)生可以逐步學(xué)會(huì)矩陣鍵盤、定時(shí)器中斷、液晶顯示、串口通信、紅外接收、A/D和D/A轉(zhuǎn)換等單片機(jī)的實(shí)用單元電路設(shè)計(jì),熟練掌握基本電路的硬件原理分析和軟件設(shè)計(jì).通過這種最簡(jiǎn)單實(shí)用的方法,帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)單片機(jī)世界的大門,使學(xué)生在最短的時(shí)間內(nèi)了解單片機(jī)的工作原理和設(shè)計(jì)過程,并學(xué)在其中、樂在其中.
2.3通過“項(xiàng)目制”實(shí)施一體化教學(xué)
在課堂內(nèi)容基礎(chǔ)上,利用單片機(jī)實(shí)訓(xùn)基地作為學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力和個(gè)性發(fā)展的載體,可以形成一、二課堂良性互動(dòng)的良好局面.采用“教、學(xué)、做”一體化模式,以教師為主導(dǎo),以學(xué)生為中心,邊講邊學(xué),邊學(xué)邊練,學(xué)生在教師的指導(dǎo)下完成教學(xué)情境規(guī)定的相關(guān)項(xiàng)目.教學(xué)模式見圖5.任課教師將學(xué)生分成若干個(gè)項(xiàng)目組,根據(jù)教學(xué)情境設(shè)計(jì)任務(wù),課前將任務(wù)書和相關(guān)學(xué)習(xí)參考資料布置給學(xué)生,讓學(xué)生提早了解課程的基礎(chǔ)知識(shí).進(jìn)入情境教學(xué)環(huán)節(jié),教師先將關(guān)鍵環(huán)節(jié)示范給學(xué)生,然后讓學(xué)生獨(dú)立實(shí)踐,完成任務(wù).教師通過啟發(fā)、提問等形式,引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、分析和思考,學(xué)生在此互動(dòng)中可以自由交流彼此的想法,取長(zhǎng)補(bǔ)短,最后找到一個(gè)最佳的設(shè)計(jì)方案.這樣就將理論教學(xué)很好地融入到實(shí)踐教學(xué)之中.通過學(xué)生的討論和總結(jié),教師有針對(duì)性地進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和講解,使學(xué)生掌握相關(guān)知識(shí).通過單元測(cè)試,進(jìn)一步鞏固所學(xué)的知識(shí)與技能.綜合考慮各環(huán)節(jié)中表現(xiàn)突出的學(xué)生,給予參加各類競(jìng)賽的機(jī)會(huì).
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;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,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。
2教學(xué)研究的改革與創(chuàng)新
2.1教學(xué)內(nèi)容的改革
高職教育是一種以職業(yè)能力形成為中心的教育,實(shí)踐教學(xué)的地位已經(jīng)得到了大幅度的提高,理論教育為實(shí)踐教學(xué)服務(wù)的思想在單片機(jī)課程中已經(jīng)得到了貫徹。筆者在對(duì)電氣自動(dòng)化專業(yè)和數(shù)控專業(yè)人才職業(yè)能力需求進(jìn)行調(diào)研的基礎(chǔ)上,結(jié)合專家組的建議,根據(jù)學(xué)校的辦學(xué)定位、專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)來制訂教學(xué)大綱,教學(xué)內(nèi)容的選取對(duì)應(yīng)于學(xué)生的能力基礎(chǔ)狀況,遵照高職教育“理論夠用”為度的原則,緊密結(jié)合當(dāng)?shù)仄髽I(yè)對(duì)單片機(jī)的應(yīng)用需求和現(xiàn)實(shí)生活中單片機(jī)的應(yīng)用實(shí)例,將單片機(jī)的理論知識(shí)與實(shí)踐動(dòng)手能力有機(jī)結(jié)合,在教學(xué)過程中,通過一些基礎(chǔ)性的實(shí)驗(yàn)和綜合性的實(shí)訓(xùn)來加強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)實(shí)踐能力,有利于學(xué)生持續(xù)發(fā)展。
2.2教學(xué)方法的改革
單片機(jī)原理與控制技術(shù)是一門實(shí)戰(zhàn)性很強(qiáng)的學(xué)科,在課程教學(xué)中注重理論與實(shí)踐的結(jié)合。采用了多種教學(xué)方法,達(dá)到了“精理論、重實(shí)踐、會(huì)設(shè)計(jì)”的人才培養(yǎng)效果。2.2.1充分利用多媒體教學(xué)資源和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)資源。在課堂教學(xué)中,采用多媒體課件,將本次課程所需達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)和實(shí)現(xiàn)此教學(xué)目標(biāo)所需要的理論知識(shí)及實(shí)際操作步驟向?qū)W生演示,同時(shí)將重點(diǎn)的知識(shí)利用板書加以強(qiáng)調(diào),使教學(xué)內(nèi)容更直觀、更生動(dòng),從而達(dá)到提高課堂教學(xué)效率的目的。在課外建立專用郵箱、QQ群進(jìn)行交流。通過這些平臺(tái),學(xué)生獲得大量的學(xué)習(xí)資料。另外,學(xué)生與老師之間、學(xué)生與學(xué)生之間的交流更容易,更容易拓展學(xué)生的知識(shí)面,解決疑難問題的機(jī)會(huì)增多。2.2.2項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法。教學(xué)過程中,根據(jù)單片機(jī)在各行各業(yè)的實(shí)際應(yīng)用,設(shè)置了一系列包含能力要素的項(xiàng)目任務(wù),如模擬霓虹燈的設(shè)計(jì)、汽車轉(zhuǎn)向燈的設(shè)計(jì)、點(diǎn)陣顯示電子廣告牌等。在教學(xué)中,通過完成任務(wù)的需求來學(xué)習(xí)基本知識(shí)和技能。比如:利用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)模擬霓虹燈的控制系統(tǒng),要求用8個(gè)LED燈模擬城市夜空中霓虹燈的閃爍效果。這一任務(wù)要用P1口輸入/輸出和調(diào)用延時(shí)程序等知識(shí),學(xué)生希望自己完成這個(gè)任務(wù)獲得成就感,所以就產(chǎn)生一種想學(xué)的欲望。這時(shí),學(xué)生在學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)的時(shí)候就會(huì)更主動(dòng),更積極、更認(rèn)真。完成這個(gè)任務(wù)后,老師對(duì)此任務(wù)再做修改,然后讓學(xué)生相互討論、自主完成。最后提出擴(kuò)展性任務(wù)讓學(xué)生課外訓(xùn)練。采用這種教學(xué)方法,不知不覺的就激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,促進(jìn)了枯燥的理論知識(shí)的學(xué)習(xí),增強(qiáng)了課堂學(xué)習(xí)的效果。2.2.3“引-激-拓”課堂教學(xué)模式。“引-激-拓”課堂教學(xué)模式的特點(diǎn)是把課堂上學(xué)習(xí)的知識(shí)向課外延伸,給學(xué)生一個(gè)想象的空間。引:課前引入學(xué)生感興趣的生活中的實(shí)例,用此來吸引學(xué)生的注意力。激:用引入的實(shí)例激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)的好奇心和本身的求知欲。拓:拓展教材上的知識(shí)點(diǎn),增強(qiáng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。2.2.4采用多種課堂形式。采用討論課、小組交叉檢查、課堂答辯,師生換位等多種課堂形式,促使學(xué)生對(duì)內(nèi)容的關(guān)注和對(duì)理論學(xué)習(xí)的主動(dòng)。同時(shí),增強(qiáng)老師與學(xué)生之間、學(xué)生與學(xué)生之間的交流和互動(dòng),通過師生換位讓學(xué)生經(jīng)歷不同角色的變換,獲得檢查別人與被別人檢查的不同體驗(yàn);獲得當(dāng)老師和當(dāng)學(xué)生的不同感受,進(jìn)而學(xué)會(huì)尊重自己,尊重他人。2.2.5培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)能力。課堂是教學(xué)的主戰(zhàn)場(chǎng),學(xué)生是課堂教學(xué)的主體,以往傳統(tǒng)的教學(xué)方法已經(jīng)不適合當(dāng)前的高職學(xué)生。所以在教學(xué)中要不斷鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與、勤于動(dòng)腦,培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。使學(xué)生能帶著問題聽課,從聽課的“旁觀者”向“參與者”的角色轉(zhuǎn)變。在學(xué)習(xí)過程中,每個(gè)學(xué)生都主動(dòng)參與方案討論和工作步驟制定,承擔(dān)小組中的各自工作任務(wù),協(xié)作完成。
2.3考試方法的改革
考試是對(duì)學(xué)生知識(shí)、能力驗(yàn)收的一種手段,既要考核學(xué)生對(duì)課程相關(guān)理論知識(shí)的掌握,也注重考核理論知識(shí)在實(shí)踐中運(yùn)用的能力,更重要的是加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)踐操作技能的考察。改革考試方法,將過去的一張理論卷考核方式變?yōu)閷W(xué)生的理論考試、平時(shí)成績(jī)、實(shí)踐操作等方面均納入考核成績(jī)的評(píng)定中,全面綜合評(píng)定學(xué)生的實(shí)際能力。
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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“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“ 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“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)@男问焦袒芯砍晒陙韺W(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.
中圖分類號(hào):TP368.1-4
隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,企業(yè)對(duì)于綜合型人才的需求更加的迫切,培養(yǎng)高素質(zhì)的創(chuàng)新型人才已被確定為我國(guó)高等教育發(fā)展的根本目標(biāo)。單片機(jī)課程是電子類專業(yè)的一門核心課程,具有很強(qiáng)的綜合性與實(shí)踐性特征,該課程不僅為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ),并且也提供了一種培養(yǎng)創(chuàng)新能力的良好手段。傳統(tǒng)的單片機(jī)課程教學(xué)在提升學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面還存在很大的欠缺性,因此,為了在單片機(jī)課程教學(xué)中強(qiáng)化創(chuàng)新能力培養(yǎng),必須對(duì)傳統(tǒng)單片機(jī)課程的教學(xué)模式進(jìn)行改革。
1.教學(xué)與實(shí)踐改革存在的問題
1.1教學(xué)方式有待改進(jìn)
在單片機(jī)的教學(xué)過程中不少教師常常以單片機(jī)理論為教學(xué)的重中之重,實(shí)驗(yàn)常安排一些與實(shí)踐結(jié)合不緊密的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),從而難以與實(shí)踐緊密結(jié)合起來;再加上一些教師強(qiáng)調(diào)筆試的重要性,勢(shì)必造成學(xué)生失去學(xué)習(xí)的興趣和積極性,將更多精力用于考試過關(guān),而難以使理論知識(shí)得到實(shí)踐和應(yīng)用。例如循環(huán)左移和右移指令的講解,只做理論上的推導(dǎo),很難加深學(xué)生的印象,若能引入適當(dāng)?shù)腅DA技術(shù)將這個(gè)循環(huán)左移和右移過程形象地展示出來,既能加深學(xué)生的印象還能提高其學(xué)習(xí)興趣[1]。
1.2傳統(tǒng)教學(xué)的內(nèi)容問題
由于單片機(jī)教材與實(shí)際應(yīng)用有一定的差距,教材中提到的理論與實(shí)物已經(jīng)是幾年前的市場(chǎng)產(chǎn)品或者是面臨淘汰的產(chǎn)品,這樣就會(huì)使學(xué)生接觸到一些過時(shí)的知識(shí)卻沒有看到新的改進(jìn),從而在一定程度上影響了學(xué)生的知識(shí)面和實(shí)踐能力。實(shí)驗(yàn)課程體系驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)過多、綜合性、啟發(fā)性實(shí)驗(yàn)太少,沒有大型設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn),基本沒有對(duì)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力達(dá)到提高和訓(xùn)練[2]。
1.3學(xué)生對(duì)實(shí)踐和動(dòng)手缺乏積極性
不少學(xué)生對(duì)單片機(jī)的實(shí)踐性缺少認(rèn)識(shí),不主動(dòng)參與實(shí)踐和設(shè)計(jì),他們寧愿將時(shí)間放在英語(yǔ)考試或計(jì)算機(jī)等級(jí)考試上,卻對(duì)單片機(jī)技術(shù)的實(shí)踐和操作缺少興趣,因此培養(yǎng)和調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性顯得尤為重要。
2.教學(xué)實(shí)踐改革中的有效建議
2.1教學(xué)項(xiàng)目的創(chuàng)新設(shè)計(jì)
教學(xué)項(xiàng)目是課程教學(xué)內(nèi)容的載體,教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的好壞直接關(guān)系到單片機(jī)課程的教學(xué)效果。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,筆者設(shè)計(jì)了一些創(chuàng)新性的教學(xué)項(xiàng)目,旨在為學(xué)生提供更大的創(chuàng)新設(shè)計(jì)空間。比如:設(shè)計(jì)智能打鈴器、盆栽自動(dòng)灌溉裝置、自動(dòng)避障小車等。這些教學(xué)項(xiàng)目不僅可以鍛煉學(xué)生的單片機(jī)開發(fā)能力,也可以為學(xué)生提供很大的創(chuàng)新空間。學(xué)生在完成這些項(xiàng)目的基本功能后,還可以根據(jù)自己的想象力對(duì)其進(jìn)行改進(jìn),使其功能更加完善。
2.2n程題目的創(chuàng)新設(shè)計(jì)
單片機(jī)課程設(shè)計(jì)是單片機(jī)教學(xué)的一個(gè)重要檢驗(yàn)環(huán)節(jié),其題目的設(shè)計(jì)對(duì)于培養(yǎng)和考核學(xué)生的創(chuàng)新能力非常重要。題目的設(shè)計(jì)和選取可以從以下幾個(gè)方面入手:借鑒歷屆電子設(shè)計(jì)大賽的題目;從日常生活中尋找與們課堂教學(xué)相關(guān)的資源,將其改良為可行性課題;以在研的教師科研課題為藍(lán)本,將部分研究?jī)?nèi)容作為設(shè)計(jì)制作的題目供學(xué)生練習(xí),培養(yǎng)其創(chuàng)新能力。比如,筆者根據(jù)自己的日常生活經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)了智能水杯題目,不限定水杯的具體功能,要求學(xué)生充分發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)新能力,分組設(shè)計(jì)出不同功能的智能水杯。各個(gè)小組完成了不同的創(chuàng)新設(shè)計(jì),有的小組設(shè)計(jì)了具有自動(dòng)顯示水溫功能的水杯,有的小組設(shè)計(jì)了具有定時(shí)提醒喝水功能的水杯,有的小組設(shè)計(jì)了具有音樂播放功能的水杯,等等。
2.3開發(fā)單片機(jī)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)裝置
傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)部電路固定,學(xué)生只能按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的步驟,機(jī)械地做一遍驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),無法進(jìn)行創(chuàng)新性設(shè)計(jì)。針對(duì)傳統(tǒng)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱的缺點(diǎn),筆者開發(fā)了一套靈活性和擴(kuò)展性強(qiáng)、易于升級(jí)的單片機(jī)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)裝置。其設(shè)計(jì)思路是將搭建各種不同功能單片機(jī)系統(tǒng)所必需的組成電路分離,設(shè)計(jì)出各個(gè)獨(dú)立的功能模塊,在該裝置上學(xué)生可自主選擇功能模塊,完成創(chuàng)新性單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。另外,利用Proteus與Keil軟件整合構(gòu)建單片機(jī)創(chuàng)新虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室,它可為學(xué)生提供豐富的虛擬儀器和元器件資源,為學(xué)生提供良好的創(chuàng)新平臺(tái)。
2.4請(qǐng)高校研究生作有趣易懂的產(chǎn)品設(shè)計(jì)報(bào)告
以往常有教師向院上提出應(yīng)該多請(qǐng)專家給學(xué)生作專題報(bào)告以拓展學(xué)生的知識(shí)面,盡管學(xué)院作出了一定的努力,然而許多國(guó)內(nèi)專家總是忙于手頭工作,或者因?yàn)槁烦虇栴}最后不能完成這一愿望,即便有的專家過來作完報(bào)告,卻也難以收到預(yù)期的效果,一些學(xué)生往往反映太過深?yuàn)W,或者難于理解或者與所學(xué)知識(shí)關(guān)聯(lián)不大。對(duì)此我們可以請(qǐng)來高校一些發(fā)表過優(yōu)秀論文的研究生,利用周末過來講解和展示他們的設(shè)計(jì)成果這些研究生往往非常樂意奉獻(xiàn)自己的論文成果,因此講解得較為詳細(xì)具體,并且可以做到淺顯易懂而本科生在具有一定理論基礎(chǔ)情況下都能聽懂。
2.5 考核方法的創(chuàng)新設(shè)計(jì)
通常來說考核就是對(duì)教師教學(xué)效果的檢驗(yàn)和學(xué)生水平的測(cè)試,同時(shí)也是督促和激發(fā)學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)的原因和動(dòng)力。在單片機(jī)的教學(xué)與實(shí)踐改革過程中,我們提出了一種注重實(shí)踐能力和應(yīng)用能力培養(yǎng)的考核方式,課堂考勤占10%,平時(shí)成績(jī)占30%期末考試占60%。這種考核方式突出的特點(diǎn)是平時(shí)成績(jī)比例較高,同時(shí)對(duì)其考核將一半的分值設(shè)定為實(shí)驗(yàn)成績(jī),并對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的具體表現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)態(tài)度、完成實(shí)驗(yàn)的情況、實(shí)踐動(dòng)手能力和課程設(shè)計(jì)等幾方面進(jìn)行量化。
3.結(jié)語(yǔ)
單片機(jī)技術(shù)是電子類專業(yè)的核心課程,有較強(qiáng)的實(shí)踐性,因此學(xué)生只有在單片機(jī)開發(fā)實(shí)踐中才能真正掌握其開發(fā)方法、鍛煉創(chuàng)新能力。但加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力并不是一件容易的事情,需要教師首先轉(zhuǎn)變教學(xué)的觀念,從教學(xué)的教學(xué)項(xiàng)目、課程題目上大膽創(chuàng)新,并在實(shí)驗(yàn)裝置上下功夫,做出創(chuàng)新,并通過產(chǎn)品設(shè)計(jì)報(bào)告、以及考核方法創(chuàng)新的輔助,全面的提升學(xué)生的創(chuàng)新能力,相信在堅(jiān)持不斷的推進(jìn)、實(shí)踐和努力中,一定能在學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用及創(chuàng)新能力提升上有所收獲。
中圖分類號(hào):G712文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1006-5962(2013)02-0027-02
高職機(jī)電一體化專業(yè)課程設(shè)置的培養(yǎng)目標(biāo)是:面向工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),電氣控制系統(tǒng)制造公司、機(jī)電設(shè)備制造公司、機(jī)電設(shè)備、電氣設(shè)備、工控設(shè)備制造公司或公司、科技開發(fā)公司,培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需要,全面發(fā)展,適應(yīng)本專業(yè)相對(duì)應(yīng)職業(yè)崗位的高等技術(shù)應(yīng)用性專門人才,主要崗位群定位是自動(dòng)化設(shè)備安裝員、自動(dòng)化設(shè)備調(diào)試員、中高級(jí)維修電工等,本專業(yè)有五個(gè)主干學(xué)科:電氣工程、電子工程、機(jī)械工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、控制科學(xué)與工程,都是為了崗位需要設(shè)置的專業(yè)知識(shí)。其中《自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》作為一門核心專業(yè)課在第四學(xué)期進(jìn)行了貫穿和綜合。
1自動(dòng)化生產(chǎn)線的課程設(shè)置
機(jī)電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)能力有:識(shí)圖繪圖能力、機(jī)電安裝調(diào)試維修能力、電控系統(tǒng)調(diào)試檢修能力、自動(dòng)線調(diào)試維護(hù)能力、機(jī)電設(shè)備管理能力及機(jī)電產(chǎn)品營(yíng)銷能力等。《自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》前序課程有PLC技術(shù)、傳感器技術(shù)、電機(jī)與控制,后序課程有機(jī)床維修等。在我們所要實(shí)現(xiàn)的教學(xué)目標(biāo)中知識(shí)目標(biāo)涉及到:機(jī)械手工作原理、握機(jī)械手控制原理、機(jī)械手氣動(dòng)原理、熟悉安全操作規(guī)程;能力目標(biāo)有:對(duì)已安裝的機(jī)械手機(jī)械部件進(jìn)行測(cè)量;對(duì)機(jī)械手的氣路進(jìn)行基本調(diào)試;根據(jù)故障現(xiàn)象判斷故障部位;檢查分析、找到故障點(diǎn)并分析解決故障;遵守安全操作規(guī)程;素質(zhì)目標(biāo)有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)穆殬I(yè)態(tài)度、規(guī)范的操作習(xí)慣、創(chuàng)新精神、團(tuán)結(jié)協(xié)作精神、自主學(xué)習(xí)精神及溝通能力。
此核心課程以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)開展課程教學(xué),提升學(xué)生的職業(yè)能力,以具體自動(dòng)化生產(chǎn)線為載體,融合認(rèn)知、安裝、調(diào)試和檢測(cè)等內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)教、學(xué)、做、評(píng)一體化教學(xué),突出課程的職業(yè)性、實(shí)踐性和開放性。以學(xué)生為主體,采取多樣化教學(xué)方法。以自動(dòng)化設(shè)備改造為工作過程,涉及電路圖分析、電氣圖設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)、設(shè)備組裝、設(shè)備運(yùn)行調(diào)試、設(shè)備檢測(cè)、設(shè)備維護(hù)等行動(dòng)領(lǐng)域,設(shè)置六個(gè)學(xué)習(xí)情境:零配件拆裝、傳感器檢測(cè)、氣路檢測(cè)、異步電機(jī)檢測(cè)、步進(jìn)電機(jī)檢測(cè)、整體檢測(cè)調(diào)試,分成20個(gè)任務(wù)。
項(xiàng)目一:供料站的安裝,有機(jī)械拆裝、氣路拆裝、電器拆裝三個(gè)任務(wù);項(xiàng)目二:加工站的安裝,設(shè)計(jì)任務(wù)有加工站組裝、光電傳感器檢測(cè)、限位傳感器檢測(cè)三個(gè)任務(wù);項(xiàng)目三:裝配站的安裝,設(shè)計(jì)任務(wù)有裝配站組裝、電磁閥檢測(cè)、氣缸檢測(cè)三個(gè)任務(wù);項(xiàng)目四 :分揀站的安裝,設(shè)計(jì)任務(wù)有分揀站組裝、傳送帶的檢測(cè)、異步電機(jī)的檢測(cè)、變頻器的檢測(cè)四個(gè)任務(wù);項(xiàng)目五:輸送站的安裝,設(shè)計(jì)任務(wù)有輸送站組裝、光纖傳感器檢測(cè)、機(jī)械手檢測(cè)、步進(jìn)電機(jī)的檢測(cè)、溜板檢測(cè)四個(gè)任務(wù);項(xiàng)目六:整體運(yùn)行調(diào)試,有PLC控制網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、程序編寫、綜合調(diào)試三個(gè)任務(wù)。
2自動(dòng)化生產(chǎn)線的教學(xué)方法與評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)
2.1教學(xué)方法。
(1)講授法:講解項(xiàng)目任務(wù),傳授項(xiàng)目任務(wù)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn),針對(duì)學(xué)生實(shí)施過程中出現(xiàn)的不足進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的說明。
(2)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法:在符合生產(chǎn)要求的工作環(huán)境中進(jìn)行操作技能和維修應(yīng)用能力實(shí)踐,提高職業(yè)氛圍,在工作過程中提升學(xué)生的職業(yè)道德、職業(yè)素養(yǎng)和崗位適應(yīng)能力。
(3)任務(wù)驅(qū)動(dòng)法:將教學(xué)過程融入項(xiàng)目任務(wù)中,讓學(xué)生自主討論分析實(shí)施,學(xué)生在工作過程中得到知識(shí)。
(4)小組討論法:學(xué)生每六~八人為一個(gè)小組,小組討論分析,討論解決,分工協(xié)作完成項(xiàng)目任務(wù)。
六步教學(xué)實(shí)施:明確任務(wù)、討論分析、制定方案、檢測(cè)故障、檢驗(yàn)效果、總結(jié)分析。老師交代目標(biāo),注意觀察和記錄小組對(duì)現(xiàn)象分析情況,解答學(xué)生提出的問題,對(duì)跟主題分析偏離太遠(yuǎn)的小組予以引導(dǎo),讓學(xué)生自行摸索,在后期對(duì)學(xué)生可能會(huì)引起事故或損壞設(shè)備和工具的異常操作給予糾正,最后老師組織小組進(jìn)行故障排除工作匯報(bào),互評(píng),并對(duì)每組進(jìn)行考核評(píng)價(jià),再引導(dǎo)學(xué)生自行總結(jié)。
2.2評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)。
課程采用過程考核與期終考核相結(jié)合、企業(yè)考核與校內(nèi)項(xiàng)目考核相結(jié)合、教師考核與學(xué)生考核相結(jié)合的多元化考核方式,利于理論聯(lián)系實(shí)際,有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)新和思考,更督促他們到實(shí)際中去發(fā)現(xiàn)和改進(jìn),去尋找合適自己的項(xiàng)目和課題。
課程考核為:校內(nèi)項(xiàng)目,企業(yè),綜合實(shí)訓(xùn)三大類。當(dāng)堂課的考核有:教師考核、小組互評(píng)、小組自評(píng);教師考核內(nèi)容為五項(xiàng):任務(wù)分析情況,實(shí)施方案制定,任務(wù)完成質(zhì)量、分工協(xié)作精神、故障檢測(cè)手段、安全操作規(guī)范、小組總結(jié)。
和很多專業(yè)課一樣,多種教學(xué)方法和全面的評(píng)價(jià)方案,有效保證了教學(xué)效果。
3相關(guān)課教學(xué)
3.1電機(jī)與電氣控制的教學(xué)。
本課程以發(fā)電機(jī)為主題,以工作任務(wù)為導(dǎo)向,以工廠實(shí)用型電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試與維護(hù)情景教學(xué)為主線貫穿全課程,用實(shí)物進(jìn)行直觀性教學(xué),使學(xué)生感性認(rèn)識(shí)強(qiáng),理性認(rèn)識(shí)夠。
典型的教學(xué)任務(wù)有三相異步電動(dòng)機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)、三相異步電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)動(dòng)控制、三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制、三相異步電動(dòng)機(jī)延時(shí)啟動(dòng)控制(或三相異步電動(dòng)機(jī)Y-降壓?jiǎn)?dòng))、機(jī)械手控制等。
課程特色是學(xué)生充分利用所學(xué)知識(shí)、網(wǎng)絡(luò)資源、閑瑕時(shí)間作為期三個(gè)月的“繼電控制課程設(shè)計(jì)”。任務(wù)書要求能夠根據(jù)功能要求選擇個(gè)元器件的類型及其型號(hào);了解個(gè)元器件的工作原理和使用方法;把各元器件連接起來實(shí)現(xiàn)本課程設(shè)計(jì)的要求。設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求:兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)都存在重載啟動(dòng)的可能,任何一級(jí)傳送帶停止工作時(shí),其他傳送帶都必須停止工作,控制線路有必要的保護(hù)環(huán)節(jié),有故障報(bào)警裝置。課程設(shè)計(jì)書要有課題介紹、題目、摘要、總體方案設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)目的、控制要求、設(shè)計(jì)要求、 硬件選型、主電路原理圖的設(shè)計(jì)、 控制電路原理圖的設(shè)計(jì)、重載保護(hù)電路設(shè)計(jì)、欠壓保護(hù)電路設(shè)計(jì)、總結(jié)。
3.2PLC教學(xué)。
PLC是可編程序邏輯控制器(Programmable Logic Controller)的簡(jiǎn)稱,早期是一種開關(guān)邏輯控制裝置,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展,其控制核心采用微處理器,功能有了極大擴(kuò)展,除了最廣泛的取代傳統(tǒng)的繼電器-接觸器控制的開關(guān)量邏輯控制外,還有過程控制,數(shù)據(jù)處理,通信聯(lián)網(wǎng)與顯示打印,PLC接口采用光電隔離,實(shí)現(xiàn)了PLC的內(nèi)部電路與外部電路的電氣隔離,減小了電磁干擾。
PLC有5種編程語(yǔ)言:
(1)順序功能圖(SFC)。
順序功能圖常用來編制順序控制類程序,包含步、動(dòng)作、轉(zhuǎn)換三個(gè)要素。順序功能編程法是將一個(gè)復(fù)雜的控制過程分解為小的工作狀態(tài),這些狀態(tài)按順序連接組合成整體的控制程序。
(2)梯形圖(LD)。
梯形圖沿襲了繼電器控制電路的形式,是在常用的繼電器、接觸器邏輯控制基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化了符號(hào)演變而來的,形象、直觀、實(shí)用,電氣技術(shù)人員容易接受,要求用帶CRT屏幕顯示的圖形編程器才能輸入圖形符號(hào),是目前用得最多的一種PLC編程語(yǔ)言。
(3)功能塊圖(FBD)。
功能圖編程語(yǔ)言是用邏輯功能符號(hào)組成的功能塊來表達(dá)命令的圖形語(yǔ)言,與數(shù)字電路中的邏輯圖一樣,極易表現(xiàn)條件與結(jié)果之間的邏輯功能。
(4)指令表(IL)。
采用經(jīng)濟(jì)便攜的編程器將程序輸入到可編程控制器就用指令表,使用的指令語(yǔ)句類似微機(jī)中的匯編語(yǔ)言。指令表程序較難閱讀,其中的邏輯關(guān)系很難一眼看出,所以在設(shè)計(jì)時(shí)一般使用梯形圖語(yǔ)言。如果使用手持式編程器,必須將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令表后再寫入PLC,在用戶程序存儲(chǔ)器中,指令按步序號(hào)順序排列。
(5)結(jié)構(gòu)文本(ST)是文字語(yǔ)言。
編程語(yǔ)言的學(xué)習(xí)是PLC教學(xué)的一項(xiàng)重要內(nèi)容,中間加以不同的應(yīng)用實(shí)例:順序控制電路、常閉觸點(diǎn)輸入信號(hào)的處理,使用多個(gè)定時(shí)器接力定時(shí)的時(shí)序控制電路、三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路、鉆床刀架運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),LED數(shù)碼管顯示設(shè)計(jì),還經(jīng)常根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形圖。
增加的學(xué)習(xí)情境還常有如下任務(wù):洗手間的沖水清洗控制、進(jìn)庫(kù)物品的統(tǒng)計(jì)、競(jìng)賽搶答器裝置設(shè)計(jì)、彩燈或噴泉PLC控制;尋找數(shù)組最大值并求和運(yùn)算、電熱水爐溫度控制等。
3.3單片機(jī)。
單片微型計(jì)算機(jī)就是將CPU、RAM、ROM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和多種接口都集成到一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。用于示波器、報(bào)警系統(tǒng)、移動(dòng)電話、彩電等日常方面,在智能儀器儀表、工業(yè)控制、家用電器、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域、醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域、工商,金融,科研、教育,國(guó)防航空航天等領(lǐng)域也都有廣泛應(yīng)用。
數(shù)據(jù)大都在單片機(jī)內(nèi)部傳送,運(yùn)行速度快,抗干擾能力強(qiáng),可靠性高,微型單片化集成了如看門狗、AD/DA等更多的其它資源。教學(xué)內(nèi)容以80C51為核心講授單片機(jī)的的引腳、存儲(chǔ)器組織結(jié)構(gòu)、典型語(yǔ)句,以實(shí)例應(yīng)用為線索:?jiǎn)螣羰芸亻W爍、P1口外接8只LED發(fā)光二極管模擬彩燈、單片機(jī)做加、減、乘、除運(yùn)算等項(xiàng)目。各子任務(wù)都作硬件電路及工作原理分析、主程序流程圖設(shè)計(jì)、源程序的編輯、編譯、下載、單片機(jī)的I/O接口分配及連接。
教學(xué)采用ISP-4單片機(jī)實(shí)驗(yàn)開發(fā)板,可以完成大量的單片機(jī)學(xué)習(xí)、開發(fā)實(shí)驗(yàn),對(duì)學(xué)習(xí)單片機(jī)有極大的幫助。該板采用在線可編程的AT89S51單片機(jī),有程序下載功能,可將編輯、編譯、調(diào)試好的單片機(jī)代碼下載到AT89S51單片機(jī)中。
3.4變頻器技術(shù)及應(yīng)用。
變頻技術(shù)讓學(xué)生熟練掌握各種電力電子器件的工作原理、主要參數(shù)、驅(qū)動(dòng)電路與保護(hù)技術(shù);掌握交-直-交變頻器、交-交變頻器、諧振型變頻的工作原理和應(yīng)用范圍;掌握脈寬調(diào)制控制、矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制等先進(jìn)技術(shù);了解變頻器與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)組成變頻調(diào)速系統(tǒng)、變頻器與雙饋電機(jī)組成調(diào)速系統(tǒng)、變頻器與同步電動(dòng)機(jī)組成變頻調(diào)速系統(tǒng),掌握電力電子電機(jī)系統(tǒng)的組成、工作原理、控制方法、運(yùn)行特性等,是強(qiáng)電應(yīng)用和現(xiàn)代技術(shù)推廣的有力體現(xiàn)。
3.5傳感器與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)。
傳感器技術(shù)代替人的感觀,在各種環(huán)境下應(yīng)用,檢測(cè)技術(shù)是一套有效的反應(yīng)體系,包括信息的獲得、測(cè)量方法、信號(hào)的變換、處理和顯示、誤差的分析以及干擾的抑制、可靠性問題等。因此掌握常用傳感器的工作原理、結(jié)構(gòu)、性能,并能正確選用,了解傳感器的基本概念和自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的組成,對(duì)常用檢測(cè)系統(tǒng)有相應(yīng)的分析與維護(hù)能力。對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程中主要工藝參數(shù)的測(cè)量能提出合理的檢測(cè)方案,能正確選用傳感器及測(cè)量轉(zhuǎn)換電路組成實(shí)用檢測(cè)系統(tǒng)的初步能力。
教學(xué)過程進(jìn)行小論文制作,讓學(xué)生提高計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平,使學(xué)生從文字處理水平提高到辦公處理水平。對(duì)分節(jié)、目錄、文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)作嚴(yán)格要求。題目如數(shù)字顯示電子稱、基于霍爾傳感器的轉(zhuǎn)速表、單片機(jī)電子秤研究、光纖測(cè)溫儀、煙霧報(bào)警器、小車尋跡設(shè)計(jì)、電熨斗自動(dòng)恒溫系統(tǒng)、電渦流探傷、電感測(cè)厚儀等。
4畢業(yè)論文指導(dǎo)分析
畢業(yè)論文專業(yè)聯(lián)系實(shí)際,通常小型自動(dòng)化系統(tǒng)以單片機(jī)為主,大型自動(dòng)化生產(chǎn)線以PLC為主,系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)力離不開電機(jī),觀察離不開傳感器,調(diào)速可用變頻器,綜合所學(xué),學(xué)生的論文涉及廣泛,有效教學(xué)可對(duì)應(yīng)從如下方面?zhèn)戎刂笇?dǎo)。
4.1立意選題。
根據(jù)實(shí)際和研究方向做好側(cè)重和體現(xiàn),如“觸摸屏控制的堿液配置系統(tǒng)”和“兩種液體混合裝置的PLC控制系統(tǒng)”的系統(tǒng)性和方向性,“車庫(kù)自動(dòng)門的PLC自動(dòng)控制”和“測(cè)速雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)”的檢測(cè)指標(biāo)要求等。
4.2材料整合。
在任務(wù)要求明確的基礎(chǔ)上,首先確定相關(guān)技術(shù)指標(biāo),對(duì)應(yīng)查找并列出論文結(jié)構(gòu),一份畢業(yè)論文至少含有三到五門課的內(nèi)容,對(duì)應(yīng)于研究方向進(jìn)行相應(yīng)編排和取舍。
4.3技術(shù)處理。
所搜集圖片的背景往往有水印,要去掉,圖片按要求進(jìn)行不同方向的剪切。圖表里的文字應(yīng)是五號(hào)或小五,注意表格標(biāo)題要單獨(dú)標(biāo)出等等格式要求。流程圖、梯形圖的設(shè)計(jì)與表現(xiàn)。
多種教學(xué)方法和理論聯(lián)系實(shí)際教出具有學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的學(xué)生,系統(tǒng)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用創(chuàng)造練就出具有競(jìng)爭(zhēng)力的學(xué)生,專業(yè)課的有效教學(xué)和畢業(yè)論文的順利設(shè)計(jì)將顯示本專業(yè)沉甸甸的含金量。
參考文獻(xiàn)
[1]呂景全.《自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》,中國(guó)鐵道出版社,2010年7月
[2]馬玉春.《電機(jī)與電氣控制》,北京交通大學(xué)出版社,2011年1月
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)
[1] 張志勇,李岳林,劉志強(qiáng),等.汽車電控單元與接口技術(shù)教學(xué)方法研究[J].科教導(dǎo)刊,2013(10):169-170.
關(guān)鍵詞:
單片機(jī);流碼;課程改革;圖形化語(yǔ)言
0引言
“單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用”這門課程目前是電子信息、電氣類專業(yè)學(xué)生必修的課程之一,通過該課程的學(xué)習(xí),學(xué)生能夠理解智能儀器的原理及應(yīng)用方法、了解自動(dòng)控制設(shè)備的控制方法,以及能夠完成一些簡(jiǎn)單電子產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)工作。單片機(jī)可以看做屬于計(jì)算機(jī)硬件范疇的課程,該類課程比較抽象,學(xué)生不易入門,是學(xué)生比較難以掌握的課程。隨著技術(shù)的發(fā)展,目前市場(chǎng)上使用的單片機(jī)內(nèi)核種類很多,51、AVR、PIC、MSP430等都是比較常見的單片機(jī)類型,但是其中51內(nèi)核單片機(jī)一直是眾多高校或者職業(yè)院校教學(xué)一直采用的芯片類型。經(jīng)典51內(nèi)核單片機(jī)之所以被廣泛用于教學(xué)主要有以下幾方面原因:
(1)技術(shù)成熟,相關(guān)學(xué)習(xí)及應(yīng)用資料多。
51單片機(jī)相對(duì)于其他類型單片機(jī)起步較早,上世紀(jì)80年代就開始傳入我國(guó)進(jìn)行研究應(yīng)用了。在30多年的教學(xué)、科研過程中積累了大量的學(xué)習(xí)和應(yīng)用材料,所以不論對(duì)于老師教學(xué)還是學(xué)生自學(xué)都有大量的參考學(xué)習(xí)資料,可以從書籍、網(wǎng)絡(luò)論壇、期刊論文數(shù)據(jù)庫(kù)等多途徑獲得。
(2)任課教師普遍熟悉51單片機(jī)的原理及應(yīng)用
很多任課教師自身在學(xué)習(xí)過程中接觸的就是51內(nèi)核單片機(jī),所以教師教學(xué)過程中更傾向于選擇51單片機(jī)作為授課對(duì)象,就這樣一代傳一代,51單片機(jī)的應(yīng)用客戶群逐漸壯大起來。
(3)51單片機(jī)本身也在不斷完善發(fā)展
同為51內(nèi)核單片機(jī),但是不同品牌廠商對(duì)自己的產(chǎn)品都在不同方面進(jìn)行完善,宏晶科技有限公司的STC各系列單片機(jī)就是其中的代表,不論從運(yùn)算速度、可靠性上還是片上資源上都不斷進(jìn)行更新,另外在供電方面還有低功耗的類型。所以從技術(shù)應(yīng)用上,51單片機(jī)經(jīng)過多年的發(fā)展并沒有落后于其他MCU。
1單片機(jī)學(xué)習(xí)難點(diǎn)
在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn),不論是51還是其他內(nèi)核的單片機(jī)都存在入門難特點(diǎn),這主要是由單片機(jī)硬件本身特性決定的。以51單片機(jī)為例,單片機(jī)學(xué)習(xí)的難點(diǎn)主要有這幾方面:
(1)硬件結(jié)構(gòu)理解比較抽象
(2)編程語(yǔ)言學(xué)習(xí)困難
很多學(xué)生在學(xué)習(xí)單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)時(shí),對(duì)各部分結(jié)構(gòu)的理解停留在概念描述層面,不能很快轉(zhuǎn)變思維方式,對(duì)其功能,實(shí)際作用與實(shí)際工作和應(yīng)用聯(lián)系不起來。對(duì)于沒有編程基礎(chǔ)的同學(xué),不論是學(xué)習(xí)匯編語(yǔ)言還是C語(yǔ)言,在程序編寫上都需要有一個(gè)思維轉(zhuǎn)變適應(yīng)的過程,很多學(xué)生不適應(yīng),一直覺得單片機(jī)難學(xué)。
(3)知識(shí)點(diǎn)難理解
在單片機(jī)學(xué)習(xí)過程會(huì)涉及到很多新名詞和知識(shí),例如中斷、定時(shí)計(jì)數(shù)器、串口等,這些功能的工作方式或者啟動(dòng)流程也是學(xué)習(xí)過程中需要注意的難點(diǎn)。單片機(jī)課程教學(xué)可以看成以下三個(gè)部分:單片機(jī)及語(yǔ)言的選擇、教學(xué)實(shí)施過程、目標(biāo),如圖1所示。檢索很多文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn),為了達(dá)成教學(xué)目標(biāo),教學(xué)中設(shè)計(jì)實(shí)施了各種教學(xué)方法、教學(xué)模式改革和創(chuàng)新,對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)應(yīng)該說有很大幫助,但沒有改變單片機(jī)學(xué)習(xí)困難和不易上手的本質(zhì)。
2高職學(xué)生學(xué)情分析
當(dāng)前高職生源存在以下幾個(gè)普遍問題:
(1)學(xué)生高考成績(jī)低,基礎(chǔ)不好;
大部分高職生的基礎(chǔ)就相對(duì)薄弱,有些甚至基本的高中物理電學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)都不能很好掌握。
(2)自控性較差,習(xí)慣性不學(xué)習(xí)
高職生源部分學(xué)生自控能力差,上課經(jīng)常玩手機(jī)或者看小說等,從小沒有養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,所以在教學(xué)過程中教師采取各種教學(xué)方法吸引學(xué)生注意力,但對(duì)于一些純理論枯燥的較難知識(shí)點(diǎn),教學(xué)效果還是不理想。
(3)對(duì)問題的理解能力相對(duì)較弱
高職學(xué)生與本科生相比,對(duì)問題的理解能力的平均水平相對(duì)弱,對(duì)較為抽象的問題學(xué)習(xí)起來也會(huì)相對(duì)吃力。
3新興開發(fā)平臺(tái)及語(yǔ)言降低單片機(jī)學(xué)習(xí)門檻
(1)Arduino平臺(tái)
Arduino是在AVR單片機(jī)基礎(chǔ)上開發(fā)的一款便捷靈活、方便上手的一款包括軟件和硬件的的開源電子原型平臺(tái)。硬件(各種型號(hào)的Arduino板)、軟件(ArduinoIDE)。后來隨著技術(shù)發(fā)展,以其他芯片為基礎(chǔ)的Arduino核心板也出現(xiàn)了,運(yùn)算速度和硬件資源都相應(yīng)的得到了提高。軟件平臺(tái)ArduinoIDE是基于processingIDE開發(fā)。對(duì)于初學(xué)者來說,極易掌握,同時(shí)有著足夠的靈活性。Arduino語(yǔ)言基于wiring語(yǔ)言開發(fā),是對(duì)avr-gcc庫(kù)的二次封裝,不需要太多的單片機(jī)基礎(chǔ)、編程基礎(chǔ),學(xué)習(xí)起來相對(duì)于直接C語(yǔ)言或者匯編語(yǔ)言開發(fā)單片機(jī)應(yīng)用程序更為簡(jiǎn)單,可以快速地進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)。另外Arduino平臺(tái)在網(wǎng)絡(luò)上可以找到很多開源的軟件和硬件資源供初學(xué)者學(xué)習(xí)使用。
(2)圖形化語(yǔ)言開發(fā)平臺(tái)
圖形化語(yǔ)言開發(fā)平臺(tái)是近些年編程語(yǔ)言的一個(gè)發(fā)展方向。Arduino平臺(tái)也開發(fā)了相應(yīng)的圖形化程序開發(fā)環(huán)境,通過圖形化方式更直觀的表現(xiàn)出程序邏輯,直接避開了文本代碼方面的記憶,對(duì)于英語(yǔ)不好見英文就怕的學(xué)生來說這種圖形化程序更容易接受。最近幾年在圖形化編程環(huán)境領(lǐng)域出現(xiàn)了一個(gè)新平臺(tái)叫Flowcode,目前已經(jīng)更新到V6版本,該平臺(tái)支持PIC、AVR、ARM三種硬件芯片的程序編寫。這款平臺(tái)的編程語(yǔ)言也很有創(chuàng)意,類似于程序流程圖,簡(jiǎn)稱“流碼”,同時(shí)還兼容C語(yǔ)言,對(duì)于已經(jīng)完善的C語(yǔ)言代碼可以直接嵌套到流碼程序中。此外該平臺(tái)還支持中文菜單,更容易被學(xué)生接受。由于流碼程序近似于程序流程圖,和其他圖形化語(yǔ)言相比,流碼對(duì)學(xué)生編程思維邏輯培養(yǎng)上更具優(yōu)勢(shì)。在該平臺(tái)中還集成了一些基礎(chǔ)功能的驅(qū)動(dòng)宏,直接進(jìn)行圖標(biāo)拖拽調(diào)用即可,不需要學(xué)生深入了解硬件結(jié)構(gòu)和具體寄存器工作原理及配置,這部分工作,F(xiàn)lowcode平臺(tái)已經(jīng)代勞。通過該平臺(tái)的學(xué)習(xí)可以讓學(xué)生更快更好理解單片機(jī)的用途,并能很快上手應(yīng)用。
4結(jié)語(yǔ)
職業(yè)教育教學(xué)應(yīng)該隨著行業(yè)技術(shù)的發(fā)展與時(shí)俱進(jìn),跟上技術(shù)前沿,這樣職業(yè)教育才更有意義,培養(yǎng)出的人才能更適應(yīng)社會(huì)需求,圖形化語(yǔ)言對(duì)于單片機(jī)技術(shù)人才培養(yǎng)上縮短了培訓(xùn)周期,這也意味著單片機(jī)行業(yè)程序開發(fā)人才的供給更快捷,可以為縮短企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)周期和后備技術(shù)人才的供給周期,同時(shí)也是單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用課程授課內(nèi)容改革的一個(gè)重要方向。
參考文獻(xiàn):
[1]張江城,胡橙.基于Arduino的高職高專單片機(jī)相關(guān)課程改革設(shè)計(jì)[J].中小企業(yè)管理與科技旬刊,2016(10).
一、在單片機(jī)教學(xué)過程中遇到的一些問題以及存在的問題
我們看到了單片機(jī)在生產(chǎn)生活中的重要作用,那么在教學(xué)過程中是否能真正教會(huì)學(xué)生這些東西呢?一般來說,對(duì)于教師教授課程并不是什么問題,從CPU到I/O,從硬件到軟件,頭頭是道。但是一提到用它來開發(fā)新產(chǎn)品,就沒多少能動(dòng)手的了。從我校近幾年畢業(yè)生的實(shí)際情況來看,的確是這樣。在一些電子類專業(yè)的畢業(yè)生在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候,很多學(xué)生都選擇了這個(gè)課題,都想做單片機(jī)應(yīng)用類的,如有關(guān)單片機(jī)的溫度控制、調(diào)速控制、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。
這些學(xué)生經(jīng)過自己的一番努力,通過查資料,自己鉆研,也都完成了自己的畢業(yè)論文,而且也很優(yōu)秀,但是真正能做出來實(shí)物的,幾乎就沒有幾個(gè)人。換一句話說,學(xué)生確實(shí)是掌握了這門專業(yè)的知識(shí),但是同時(shí)又脫離了實(shí)際生產(chǎn)。這樣的學(xué)生又怎么能成為專業(yè)類人才?又怎么能在社會(huì)立足呢?
原始的單片機(jī)教材,編寫的都是單片機(jī)結(jié)構(gòu)和各個(gè)模塊的功能。這樣的教材雖然非常詳細(xì),也能讓學(xué)生學(xué)習(xí)到更全面的專業(yè)知識(shí),但是對(duì)于我們的專科生來說,是有些不太合適的。分析其原因主要包括以下幾點(diǎn):
1.對(duì)于專科生來說,主要目的是就業(yè),我們教授學(xué)生主要是技能的提高,所以只需重點(diǎn)教授學(xué)生有關(guān)單片機(jī)的應(yīng)用即可,不需花費(fèi)大量時(shí)間給學(xué)生建立完整的理論體系。
2.學(xué)生普遍的對(duì)抽象知識(shí)不感興趣,所以在給學(xué)生講課時(shí),不應(yīng)長(zhǎng)篇大論的講授知識(shí),應(yīng)該結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn),一步一步,結(jié)合實(shí)際進(jìn)行教學(xué)。
3.課本上的知識(shí)是傳統(tǒng)知識(shí),是多年不曾改變的,甚至于有些內(nèi)容已經(jīng)嚴(yán)重脫離了實(shí)際,與當(dāng)前實(shí)際生產(chǎn)不同,不利于學(xué)生掌握新知識(shí),學(xué)習(xí)新電路。
由此,我們也看到了一些學(xué)校在教授學(xué)生時(shí),重理論輕實(shí)踐的情況非常嚴(yán)重。從多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)此專業(yè)的長(zhǎng)期研究,總結(jié)出了以下幾條原因:
首先,是教師教學(xué)觀念上的錯(cuò)誤。一些教師認(rèn)為,讓學(xué)生學(xué)習(xí)了專業(yè)知識(shí),然后再上幾節(jié)實(shí)驗(yàn)課,就算是理論與實(shí)踐相結(jié)合了,也把這門學(xué)科當(dāng)做與其他科目一樣進(jìn)行教學(xué),卻不知單片機(jī)的教學(xué)與其他完全不同,尤其需要注重實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的培養(yǎng),完全不是通過幾節(jié)實(shí)驗(yàn)課就能掌握單片機(jī)的。
其次,是學(xué)校設(shè)備的不足。一些學(xué)校能夠讓學(xué)生上幾節(jié)實(shí)驗(yàn)課就已經(jīng)很不容易了,更別說讓學(xué)生進(jìn)行單片機(jī)的應(yīng)用訓(xùn)練以及嘗試生產(chǎn)開發(fā)產(chǎn)品。
最后,是師資的缺乏,不少教授單片機(jī)課程的教師,自己都沒有真正開發(fā)過此類產(chǎn)品,更別說教授學(xué)生學(xué)習(xí)此項(xiàng)技能,掌握相關(guān)能力了。
上面這些問題表現(xiàn)得特別突出,限制了學(xué)生在單片機(jī)實(shí)際應(yīng)用能力的提高,而對(duì)于我們所教授的專科學(xué)生,重點(diǎn)即是實(shí)際應(yīng)用能力的培養(yǎng),所以二者之間的矛盾表現(xiàn)的尤為突出,迫切需要我們思考并提出切實(shí)可行的解決方案。
二、教學(xué)改革的思考及實(shí)踐
教師在講課之初,應(yīng)該認(rèn)真把握好課程的難易程度以及教學(xué)方式,教師在教授過程中不要從頭到尾地一味講解理論知識(shí),而應(yīng)該從一開始先把單片機(jī)的開發(fā)流程呈現(xiàn)給學(xué)生,讓學(xué)生認(rèn)真了解這一系統(tǒng),并給同學(xué)觀看一些簡(jiǎn)單的電路如燈管控制器,讓學(xué)生利用一些簡(jiǎn)單的軟件進(jìn)行程序操作,編譯調(diào)試等,并觀察實(shí)際效果。這樣一來,學(xué)生就會(huì)很容易的了解到開發(fā)應(yīng)用的具體程序,并且產(chǎn)生了極大的學(xué)習(xí)興趣。還有利于這一課程的順利教學(xué)。因?yàn)閱纹瑱C(jī)這門課程有很強(qiáng)的理論性、綜合性、實(shí)踐性、操作性等特點(diǎn),所以傳統(tǒng)的那些教學(xué)方法、教學(xué)理論、教學(xué)安排都已經(jīng)不再適用了,我們必須提出一些切實(shí)可行的改革方案。
首先,是教學(xué)內(nèi)容的改革。傳統(tǒng)的教學(xué)過程中,教師都是先傳授基本理論知識(shí),等學(xué)生掌握了完整的知識(shí)體系,才會(huì)教授學(xué)生應(yīng)用開發(fā)等內(nèi)容,這樣就導(dǎo)致了學(xué)生僅是記住了一些枯燥的理論知識(shí),并未掌握單片機(jī)的應(yīng)用。所以,教師在教授課程的時(shí)候應(yīng)盡量選擇一些項(xiàng)目式編寫的教材,這樣才能讓學(xué)生有機(jī)會(huì)在學(xué)習(xí)中實(shí)踐,在實(shí)踐中學(xué)習(xí),將理論融于實(shí)際電路,也能更好掌握單片機(jī)的典型應(yīng)用。
其次,是教學(xué)方法上的改革。在傳統(tǒng)的教學(xué)中,我們知道都是老師教,學(xué)生被動(dòng)接受的情況,一點(diǎn)也不能提高學(xué)生的積極性,也沒有給學(xué)生充分的思考空間。改革以后的課程安排中,教師應(yīng)該用理論實(shí)踐一體化、項(xiàng)目式教學(xué)等具有現(xiàn)代特色的教學(xué)手段,以學(xué)生為主體,鍛煉學(xué)生的合作精神和探索精神,在教學(xué)項(xiàng)目中貫穿枯燥的理論知識(shí)。
最后,是教學(xué)評(píng)價(jià)方法的改革。單片機(jī)這門課實(shí)踐性非常強(qiáng),所以要求教師在評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)情況時(shí),不能單純地靠一張?jiān)嚲韥砜己藢W(xué)生,還應(yīng)該看到學(xué)生在平時(shí)學(xué)習(xí)過程中所表現(xiàn)出來的實(shí)踐能力和應(yīng)用開發(fā)能力。
參考文獻(xiàn):
中圖分類號(hào):G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-3044(2012)11-2563-02
Teaching Reform and Exploration of MCU Course for“A Plan for Educating and Training Outstanding Engineer”
XIE Guang-qian
(School of Computer Science & Information,Changzhou Institute of Technology, Changzhou 213002, China)
Abstract: Under the education background of“a plan for educating and training outstanding engineers”this paper analyzes some problems in traditional education models of the principle and application of MCU course and explains the necessity of teaching reform of MCU. The paper also elaborates the educational reform of the MCU from the aspects of the reform of theroy and practice teaching methods,and assessment methods of MCU. In this way,the student studies with clear objectives in order to develop their practice ability, engineering ability and innovative ability, which can help students becoming the outstanding embedded system engineers to satisfy the needs of society.
Key words: a plan for educating and training outstanding engineers(PETOE); MCU; teaching reform
“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”是《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》中高等教育質(zhì)量提升的重要內(nèi)容。2009年12月教育部正式啟動(dòng)“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”。實(shí)施“卓越計(jì)劃”是培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才,為國(guó)家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家和人才強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略[1]。
作為以“卓越計(jì)劃”為指導(dǎo)思想的應(yīng)用型本科院校,所培養(yǎng)的人才定位于面向生產(chǎn)、建設(shè)和管理的第一線,能夠靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題,既有較厚實(shí)的理論基礎(chǔ)和人文素質(zhì),又有較強(qiáng)的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。在課程建設(shè)的過程中,不能完全照搬研究型院校的課程模式,也要有別于高職高專類院校的教學(xué)方法。因此,作為一批新興的應(yīng)用型本科而言,在課程建設(shè)中,要以“卓越計(jì)劃”為大前提,從中探索出一種適合自己的教學(xué)方法改革模式[2]。
“單片機(jī)原理及應(yīng)用”作為工科院校電類或相關(guān)專業(yè)重要的專業(yè)必修課,是一門結(jié)合電子、計(jì)算機(jī)等技術(shù)的應(yīng)用性很強(qiáng)的課程。為達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo),我們對(duì)傳統(tǒng)的,以課堂講授為主的教學(xué)模式進(jìn)行改革,將項(xiàng)目實(shí)踐的教育理念引入單片機(jī)課程改革,對(duì)教學(xué)計(jì)劃、課內(nèi)課外的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式做重新設(shè)計(jì),經(jīng)過幾個(gè)學(xué)期的教學(xué)實(shí)施過程,學(xué)生反映效果普遍較好。
1傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)存在的問題
1.1教學(xué)方式單一枯燥
傳統(tǒng)單片機(jī)教學(xué)理論課和實(shí)驗(yàn)課分開,穿行,實(shí)際教學(xué)中根本不能滿足教學(xué)要求,存在較多問題。其教學(xué)基本思路是按教材編寫的順序,先講單片機(jī)硬件基礎(chǔ)知識(shí),然后講解單片機(jī)的指令系統(tǒng)和匯編語(yǔ)言程序的編制、接口技術(shù)及應(yīng)用實(shí)例,教學(xué)形式單一,方法呆板,往往讓學(xué)生找不到學(xué)習(xí)重點(diǎn),從而導(dǎo)致學(xué)生逐漸喪失對(duì)單片機(jī)學(xué)習(xí)的興趣,結(jié)果造成課堂教學(xué)效果越來越差。實(shí)驗(yàn)課則以教師為中心,學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi),用統(tǒng)一的模式,按照指導(dǎo)書上規(guī)定的步驟做相同的實(shí)驗(yàn)。再加上對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目檢查手段的限制,使得很多學(xué)生動(dòng)力不足,抄襲嚴(yán)重,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)效果大大折扣。這與遵循“以應(yīng)用為先導(dǎo),強(qiáng)化學(xué)科基礎(chǔ),突出實(shí)踐能力,重視創(chuàng)新潛質(zhì)與素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展”的卓越工程師人才培養(yǎng)思路相違背。
1.2課堂教學(xué)太抽象
單片機(jī)內(nèi)容涉及的概念較多,大量的操作命令貫穿始終,許多匯編指令既難理解又容易忘記。而單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)知識(shí)本來就很枯燥,傳統(tǒng)的說教式的教學(xué)方法,使學(xué)生感到學(xué)習(xí)內(nèi)容晦澀抽象難以理解,缺乏直觀的表現(xiàn)形式,導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果不甚理想。
1.3理論學(xué)習(xí)和工程實(shí)踐脫離
單片機(jī)的課程比較抽象內(nèi)容單調(diào)而枯燥,同時(shí)它又是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。要求學(xué)生在學(xué)好理論課的同時(shí),還要有較強(qiáng)的動(dòng)手能力。傳統(tǒng)的教學(xué)方式上采取的單一的書本教學(xué)法,不能很好的調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。即使做實(shí)驗(yàn),也是在老師的指導(dǎo)下,按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的說明和要求,在實(shí)驗(yàn)箱上較容易實(shí)現(xiàn)。讓學(xué)生覺得單片機(jī)的實(shí)際使用,對(duì)自己還是遙不可及的事情。很明顯,傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)缺乏實(shí)際工程背景。
2面向卓越工程師的單片機(jī)教學(xué)改革
2.1改革教學(xué)形式,增強(qiáng)教學(xué)的趣味性
美國(guó)現(xiàn)代心理學(xué)家布魯納說:“學(xué)習(xí)最好的刺激,乃是對(duì)所學(xué)材料的興趣。”興趣是最好的導(dǎo)師[3]。如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是面向卓越工程師的單片機(jī)教學(xué)改革的首要目標(biāo)。因此,在對(duì)單片機(jī)的具體內(nèi)容講述之前,給學(xué)生展示一些往屆學(xué)生用單片機(jī)進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品:如溫度報(bào)警裝置、酒精濃度測(cè)試儀、電壓電流檢測(cè)儀、智能尋跡小車等。讓學(xué)生直接看到、聽到單片機(jī)的實(shí)際作用,從而拉近了單片機(jī)與學(xué)生之間的距離,學(xué)生對(duì)單片機(jī)的作用也有了立體的概念,接著介紹單片機(jī)在家用電器、工業(yè)控制測(cè)量及其它方面的應(yīng)用,使學(xué)生明白學(xué)習(xí)的目的。并且從中選取一簡(jiǎn)單產(chǎn)品引申到理論教學(xué)中涉及的主要內(nèi)容,從而激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣,在頭腦中形成理論知識(shí)框架。
在教學(xué)中選用C語(yǔ)言作為開發(fā)語(yǔ)言,摒棄了傳統(tǒng)的匯編語(yǔ)言開發(fā)模式。眾所周知匯編語(yǔ)言抽象、晦澀難懂,對(duì)于較長(zhǎng)的程序,學(xué)生更是難以理解。C語(yǔ)言是一種編譯型程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,它兼顧了多種高級(jí)語(yǔ)言的特點(diǎn),并具備匯編語(yǔ)言的功能。目前,使用C語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)已經(jīng)成為嵌入式軟件開發(fā)的一個(gè)主流。用C語(yǔ)言開發(fā)系統(tǒng)可以大大縮短開發(fā)周期,明顯增強(qiáng)程序的可讀性,便于改進(jìn)、擴(kuò)充和移植。而我們學(xué)生是學(xué)計(jì)算機(jī)的,大家都有很好的C語(yǔ)言基礎(chǔ)。從而使學(xué)生從心底里面有了學(xué)好單片機(jī)課程的信心。
2.2以工程項(xiàng)目為背景,使學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)明確[4-5]
在單片機(jī)教學(xué)過程中,為了提高教學(xué)效果,我們將工程項(xiàng)目的思想引入到實(shí)際教學(xué)過程中,并貫穿于單片機(jī)教學(xué)的始終。經(jīng)過3年的教學(xué)實(shí)踐,取得了不錯(cuò)的教學(xué)效果。該方法的基本思路是選擇合適的單片機(jī)開發(fā)板,作為課堂教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)演示。通過現(xiàn)場(chǎng)程序的編寫,直接在開發(fā)板顯示結(jié)果,使學(xué)生有直觀的感覺,從而大大增強(qiáng)了學(xué)習(xí)效果。該開發(fā)板的選擇尤為重要,應(yīng)能實(shí)現(xiàn)單片機(jī)教學(xué)中所有的程序和實(shí)驗(yàn)。類似的板子網(wǎng)上賣的也多,價(jià)格100元左右,通過USB接口下載程序,使用特別方便。作為培養(yǎng)學(xué)生以卓越工程師為目標(biāo),下一步的設(shè)想是帶領(lǐng)學(xué)生自己做出這樣的單片機(jī)開發(fā)板。我們學(xué)院正調(diào)整電子線路設(shè)計(jì)課程的教學(xué)計(jì)劃,從而實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)課程有序銜接。每次上課之前,首先明確本次課程教學(xué)的目標(biāo),使學(xué)生知道本節(jié)課為了干什么?讓學(xué)生帶著目的去思考。一般情況下,我會(huì)用一堂課講理論,第二堂課編寫程序,并在開發(fā)板上實(shí)現(xiàn),讓學(xué)生即時(shí)對(duì)理論知識(shí)有了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的實(shí)現(xiàn)。這里要注意,程序一定要現(xiàn)場(chǎng)寫,出了錯(cuò)也沒關(guān)系,讓學(xué)生一起找程序的錯(cuò)誤,提高了學(xué)生的專注力。例如,在講完了單片機(jī)的整體結(jié)構(gòu),我首先講解如何實(shí)現(xiàn)循環(huán)燈,當(dāng)然之前要分析單片機(jī)開發(fā)板的硬件原理圖,穿插講解硬件的一些基本知識(shí),為什么電路要這樣設(shè)計(jì)?為什么要這樣布板?接著用keil軟件編程實(shí)現(xiàn),現(xiàn)場(chǎng)演示。在實(shí)現(xiàn)定時(shí)器的實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,我們同樣使用循環(huán)燈實(shí)驗(yàn),只不過確定了循環(huán)間隔。講到外中斷的時(shí)候,我們還是用固定間隔的循環(huán)燈,只不過這次實(shí)驗(yàn)只有家了觸發(fā),它才循環(huán)。從而使前后內(nèi)容進(jìn)行了很好的銜接。學(xué)生們對(duì)學(xué)習(xí)的內(nèi)容和目標(biāo)一目了然,大大增強(qiáng)了他們的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。
2.3改變考核方式,提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力
單片機(jī)作為一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,合適的實(shí)驗(yàn)尤為重要。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方式以教師為中心,按照指導(dǎo)書的步驟實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,缺乏必要的考核手段。在面向卓越工程師背景下,已有所欠缺。按照近3年的實(shí)踐,我們提出了一套合適的實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)和考核辦法。作為一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,應(yīng)提高實(shí)驗(yàn)在整個(gè)單片機(jī)課程的比重。我們的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書只有每次實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容,實(shí)驗(yàn)步驟簡(jiǎn)略,讓學(xué)生自己去摸索。實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容就是在課堂上演示程序的基礎(chǔ)之上稍作修改即可,只要上課認(rèn)真聽總該沒問題。同時(shí)要求學(xué)生自己購(gòu)買單片機(jī)開發(fā)板,便于課后自己學(xué)習(xí)調(diào)試,而且開發(fā)板價(jià)格也不貴。根據(jù)近3年的統(tǒng)計(jì),基本上2~3人就有一套單片機(jī)開發(fā)板。每次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都是當(dāng)堂布置的,建議用買的開發(fā)板實(shí)現(xiàn)。采取合適的實(shí)驗(yàn)考核手段對(duì)學(xué)好單片機(jī)尤為必要。我們實(shí)驗(yàn)時(shí),原則上不超過3人一組,實(shí)驗(yàn)分?jǐn)?shù)占單片機(jī)課程分?jǐn)?shù)30%。而實(shí)驗(yàn)分?jǐn)?shù)主要依據(jù)就是學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的情況。最先完成的一組100分,最后完成的一組60分,至于其他組的分?jǐn)?shù)按照60~100等間距劃分。實(shí)驗(yàn)的目的是為了掌握知識(shí)本身,而不是純粹為了好的實(shí)驗(yàn)成績(jī),我們?cè)试S學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)交流。在每組學(xué)生做完時(shí),我會(huì)提兩個(gè)問題讓學(xué)生回答,當(dāng)然問的是本組做的比較少的同學(xué)。如果問題沒有回答出來,20分鐘后再有資格被我檢查,還會(huì)問學(xué)生兩個(gè)問題。所以實(shí)驗(yàn)時(shí),每組學(xué)生都在認(rèn)真的討論,達(dá)到了良好的學(xué)習(xí)效果,提高了學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。
2.4通過課程設(shè)計(jì),增強(qiáng)學(xué)生實(shí)際解決問題的能力[6]
由于單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)受課時(shí)的限制,每個(gè)實(shí)驗(yàn)往往都是就單片機(jī)某一方面的功能進(jìn)行實(shí)現(xiàn),缺乏單片機(jī)綜合設(shè)計(jì)。所以為了更好把單片機(jī)所有功能綜合在一起,增加了單片機(jī)課程設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)。這也體現(xiàn)了卓越工程師計(jì)劃“以應(yīng)用為先導(dǎo),強(qiáng)化學(xué)科基礎(chǔ),突出實(shí)踐能力,重視創(chuàng)新潛質(zhì)與素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展”的人才培養(yǎng)思路。就本學(xué)院而言,安排了兩周時(shí)間的課程設(shè)計(jì),通過課程設(shè)計(jì)的實(shí)戰(zhàn)性,提高學(xué)生實(shí)際解決問題的能力。我們安排5個(gè)課題,讓學(xué)生進(jìn)行選擇,通過實(shí)際項(xiàng)目的設(shè)計(jì),極大的提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,更好的鞏固了單片機(jī)基本知識(shí),知道了單片機(jī)的實(shí)際作用。例如我們當(dāng)中之一的課題就是溫度控制器的設(shè)計(jì),通過單片機(jī)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)溫度,并能實(shí)現(xiàn)溫度語(yǔ)言報(bào)警,而且結(jié)合所學(xué)軟件知識(shí),實(shí)現(xiàn)上位機(jī)的通信和即時(shí)數(shù)據(jù)的圖形顯示和存儲(chǔ)。在課程設(shè)計(jì)過程中,也鍛煉了學(xué)生繪制電路板的能力。通過課程設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié),讓學(xué)生掌握實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)過程,從而為以后的工作打好良好的基礎(chǔ)。
3結(jié)束語(yǔ)
卓越工程師計(jì)劃強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的深入掌握和對(duì)專業(yè)知識(shí)的熟練應(yīng)用。通過對(duì)單片機(jī)課程的教學(xué)改革,增強(qiáng)了課程的實(shí)踐性和實(shí)用性,充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,培養(yǎng)了學(xué)生動(dòng)手能力、分析和解決工程實(shí)踐問題的能力,為學(xué)生在今后的實(shí)習(xí)與工作奠定良好的基礎(chǔ)。(下轉(zhuǎn)第2578頁(yè))
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