導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇單片機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

SPCE061A單片機(jī)概述

SPCE061A是繼u\''''nSP系列產(chǎn)品SPCE500A等之后凌陽(yáng)科技推出的又一個(gè)16位結(jié)構(gòu)的微控制器。目前有兩種封裝形式：84引腳的PLCC84封裝和80引腳的LQFP80貼片封裝。主要性能如下：

16位m’nSP微處理器；

工作電壓：VDD為2.4~3.6V(cpu),VDDH為2.4~5.5V(I/O)；

CPU時(shí)鐘：32768Hz~49.152MHz；

內(nèi)置2K字SRAM、內(nèi)置32KFLASH；

可編程音頻處理；

32位通用可編程輸入/輸出端口；

32768Hz實(shí)時(shí)時(shí)鐘，鎖相環(huán)PLL振蕩器提供系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)；

2個(gè)16位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(可自動(dòng)預(yù)置初始計(jì)數(shù)值)；

2個(gè)10位DAC(數(shù)-模轉(zhuǎn)換)輸出通道；

7通道10位電壓模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和單通道語(yǔ)音模-數(shù)轉(zhuǎn)換器；

聲音模-數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入通道內(nèi)置麥克風(fēng)放大器自動(dòng)增益控制(AGC)功能；

系統(tǒng)處于備用狀態(tài)下(時(shí)鐘處于停止?fàn)顟B(tài))耗電小于2mA@3.6V；

具備觸鍵喚醒的功能；

14個(gè)中斷源：定時(shí)器A/B，2個(gè)外部時(shí)鐘源輸入，時(shí)基，鍵喚醒等；

使用凌陽(yáng)音頻編碼SACM_S240方式(2.4K位/秒)，能容納210秒的語(yǔ)音數(shù)據(jù)；

具備異步、同步串行設(shè)備接口；

具有低電壓復(fù)位(LVR)功能和低電壓監(jiān)測(cè)(LVD)功能；

內(nèi)置在線仿真電路接口ICE（In-CircuitEmulator）；

具有保密能力；

具有WatchDog功能（由具體型號(hào)決定）

一、方案設(shè)計(jì)與論證

方案一：

本方案直接采用凌陽(yáng)SPCE061A作為波形發(fā)生器。波形的具體產(chǎn)生是通過(guò)兩路DAC來(lái)產(chǎn)生，凌陽(yáng)SPCE061A在這方面的設(shè)計(jì)為我們提供了極大的方便，用它實(shí)現(xiàn)的好處在于，電路極其簡(jiǎn)單，另外在DAC的編程方面又提供及其便利的編程環(huán)境。電路的設(shè)計(jì)包括三大部分，第一是鍵盤控制電路的設(shè)計(jì)，這里采用4*4鍵盤，由IOA的低八位進(jìn)行控制，把鍵盤上的行和列分別接在IOA0~IOA3和IOA4~IOA7上，采用外部中斷二來(lái)中斷所顯示波形，以便進(jìn)入下一波形的編輯和輸出，在波形輸出的同時(shí)利用外部中斷一來(lái)實(shí)現(xiàn)同步的頻率調(diào)節(jié)。第二是顯示電路的設(shè)計(jì)，這里為了在波形輸出依然有顯示，由于單片機(jī)的局限性這里采用通常的動(dòng)態(tài)LED顯示行不通，因?yàn)椴ㄐ屋敵鰰r(shí)要求CPU不停地為其服務(wù)而沒(méi)有空閑來(lái)為L(zhǎng)ED進(jìn)行不停更新，解決方案是采用帶數(shù)據(jù)緩存器和驅(qū)動(dòng)的LCD來(lái)提供顯示，這樣只占用八個(gè)I/O口即可完成設(shè)計(jì)要求,也可放棄適時(shí)顯示功能采用LED顯示，這里將提供兩種顯示方案。第三是濾波和電壓轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)，濾波采用低通濾波器，濾除DAC轉(zhuǎn)換過(guò)程中形成的高頻小鋸齒波。另外由于凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)DAC輸出為電流輸出，為滿足達(dá)到5V的電壓輸出，外接OP07運(yùn)算放大器進(jìn)行放大，加1千歐姆電阻進(jìn)行電流信號(hào)到電壓信號(hào)的轉(zhuǎn)換。本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是全面采用數(shù)字電路方案，因而工作穩(wěn)定可靠。利用單片機(jī)控制管理，使頻率設(shè)置和占空比調(diào)整等操作可用鍵盤輸入，十分方便。

方案二：

本設(shè)計(jì)方案采用功能很強(qiáng)的大規(guī)模數(shù)字頻率合成器MC145151和多波形寬頻率范圍信號(hào)發(fā)生器MAX038等新器件產(chǎn)生波形和頻率，控制與管理電路部分使用SPCE061A單片機(jī)以及鍵盤顯示電路。MAX038是一個(gè)精密高頻波形產(chǎn)生器。它能產(chǎn)生頻率高達(dá)20MHz的正弦波、三角波、方波等脈沖信號(hào)，其壓控振蕩器的頻率分粗調(diào)和細(xì)調(diào)兩層控制。在本電路中，用于粗調(diào)的控制電壓（電流）由一個(gè)12位的DAC產(chǎn)生，使輸出頻率近似等于N倍基準(zhǔn)頻率。而細(xì)調(diào)電壓則由數(shù)字鎖相電路MC145151和環(huán)路濾波器MAX427產(chǎn)生，由鎖相反饋環(huán)將頻率fo=Nfr鎖定。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是頻率合成器工作更可靠，鎖定更迅速。另外MAX038還包括占空比調(diào)整電路、波形同步電路、相位檢測(cè)電路、波形切換開(kāi)關(guān)和電壓基準(zhǔn)源等電路，所需外部元件少，使用很方便?？刂坪凸芾黼娐酚蒘PCE061A單片機(jī)及電路組成。其主要用于對(duì)鍵盤輸入的波形和頻率選擇等數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼，計(jì)算出相應(yīng)的控制參數(shù)，控制頻率合成器輸出正確的信號(hào)，并將其頻率和波形參數(shù)用LED顯示出來(lái)。對(duì)于小型通用信號(hào)產(chǎn)生器而言，這是一個(gè)比較理想的設(shè)計(jì)方案。

方案比較：

第一種方案設(shè)計(jì)電路簡(jiǎn)單，能夠滿足電子大賽設(shè)計(jì)的要求，這里考慮到短時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)既要成型，采用第一種方案。第二種方案的設(shè)計(jì)比較完善，由于用到專門的波形發(fā)生芯片，產(chǎn)生的波形比較完美，但電路復(fù)雜，適合于作波形發(fā)生器的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案。

二、系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

2.1電路方框圖及說(shuō)明

圖1整體框圖

2.2各部分電路設(shè)計(jì)

2.2.1濾波、放大及其電流到電壓的轉(zhuǎn)換電路

電路本系統(tǒng)采用二階壓控電壓源低通濾波器，如圖2所示。它由兩節(jié)RC濾波器和同向放大電路組成。其中同相放大實(shí)際上就是所謂的壓控電壓源，它的電壓增益就是低通濾波器的通帶電壓增益，即：A0=Avf=1+Rf/R1

圖2濾波電路

傳遞函數(shù)由圖電路可知，運(yùn)放同相端輸入電壓為：

(1)而Vp(s)與Va(s)的關(guān)系為：Vp(s)=Va(s)/（1+sRC）(2)對(duì)于節(jié)點(diǎn)A，由節(jié)點(diǎn)電流法可得Vi(s)/R-Va(s)/R-[Va(s)-V0(s)]sC-Va(s)/R-Vp(s)/R=0(3)將式（1）、（2）和（3）連立求解，可得電路的傳遞函數(shù)為A(s)=V0(s)/Vi(s)=Avf/[1+(3-Avf)sRC+sRC*sRC](4)式（4）為二階低通濾波器傳遞函數(shù)的表達(dá)式。其中1/RC為特征頻率，而1/(3-Avf)為等效品質(zhì)因數(shù)。截止頻率為1/RC。通過(guò)設(shè)置R、C可調(diào)節(jié)帶通到我們需要的范圍。另外調(diào)節(jié)Rf可調(diào)節(jié)幅度到我們需要的范圍。

2.2.2鍵盤控制電路電路

在單片機(jī)中所需按鍵較少，多采用獨(dú)立式鍵盤。此種鍵盤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，每只按鍵接單片機(jī)的一條I/O線，通過(guò)查詢即可示別出每只按鍵的狀態(tài)來(lái)。但由于本系統(tǒng)按鍵較多，在這里采用矩陣式排列鍵盤，如圖3所示，這樣可以合理應(yīng)用硬件資源，把16只按鍵排列成4*4矩陣形式，用一個(gè)8位I/O口控制,如圖所示。把鍵盤上的行和列分別接在IOA0~IOA3和IOA4~IOA7

圖3

按鍵控制電路上。先置IOA0~IOA3為帶數(shù)據(jù)緩存器的高電平輸出，置IOA4~IOA7為帶下拉電阻的輸管腳，此時(shí)若有鍵按下，取IOA4~IOA7的數(shù)據(jù)將得到一個(gè)值，把此值保存下來(lái)，再置IOA4~IOA7為帶數(shù)據(jù)反相器的高電平輸出，置IOA0~IOA3為帶下拉電阻的輸入管腳，此時(shí)若鍵仍沒(méi)彈起，取IOA0~IOA3的數(shù)據(jù)將得到另一個(gè)值，把這兩個(gè)值組合就可得知是哪個(gè)鍵按下了，再通過(guò)查表得到鍵值。

2.2.3顯示電路電路

為了給廣大單片機(jī)愛(ài)好者提供方便，在顯示電路的設(shè)計(jì)方面提供兩種方案，第一種是采用四個(gè)LCD進(jìn)行適時(shí)顯示，這是比較理想的方案，但由于LCD成本較高，這里還提供另一種方案，用六個(gè)LED進(jìn)行顯示，這種方案的缺點(diǎn)是不能適時(shí)顯示，但也能滿足一般設(shè)計(jì)要求。第一種方案采用四個(gè)LCD進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示，輪流顯示波形和頻率，直接用SPCE061A驅(qū)動(dòng)液晶顯示器，要占用較多的I/O口，這里采用ICM7211M來(lái)驅(qū)動(dòng)，這樣不僅節(jié)省I/O口而且減化了編程。用數(shù)字代表各種波形，顯示波形的粗調(diào)頻率。用IOA9—IOA10口作為位選控制，IOA8口作為ICM7211M的片選信號(hào)，IOA11—IOA14作為數(shù)據(jù)線。數(shù)據(jù)線和位選線直接接凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)的I/O口即可，

圖4LCD顯示電路

第二種方案采用六個(gè)共陰極數(shù)碼管LED進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示波形和頻率，直接用SPCE061A直接驅(qū)動(dòng)LED，兩位提供波形顯示，四位提供頻率顯示。用IOB8—IOB13口作為位選控制，IOA8—IOA14口傳輸要顯示的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)線和位選線直接接凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)的I/O口即可，因?yàn)镮/O口輸出電流很小不會(huì)對(duì)LED造成損壞，它的電壓值卻足以驅(qū)動(dòng)LED，這不像別的單片機(jī)還要外接驅(qū)動(dòng)電路和電阻，采用凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)大大減化了設(shè)計(jì)過(guò)程和硬件電路。硬件電路如圖5所示。

圖5LED顯示電路

2.2.4語(yǔ)音播報(bào)電路的設(shè)計(jì)電路

凌陽(yáng)的SPCE061A是16位單片機(jī)，具有DSP功能，有很強(qiáng)的信息處理能力，最高時(shí)鐘可達(dá)到49M，具備運(yùn)算速度高的優(yōu)勢(shì)等等，這為語(yǔ)音的播放、錄放、合成及辨識(shí)提供了條件。另外SPCE061A單片機(jī)具有32k閃存，事先把所需要的語(yǔ)音信號(hào)錄制好，整個(gè)語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)凌陽(yáng)SACM_S480壓縮算法壓縮只占有13.2K存儲(chǔ)空間，對(duì)凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)的存儲(chǔ)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)綽綽有余。凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)自帶雙通道DAC音頻輸出，DAC1、DAC2轉(zhuǎn)換輸出的模擬量電流信號(hào)分別通過(guò)AUD1和AUD2管腳輸出，DAC輸出為電流型輸出，經(jīng)LM396音頻放大，即可驅(qū)動(dòng)喇叭放音，放大電路如圖6(只列出了DAC1,DAC2類似)。在DAC1、DAC2后面接一個(gè)簡(jiǎn)單的音頻放大電路和喇叭就能實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音播報(bào)功能，這為單片機(jī)的音頻設(shè)計(jì)提供了極大方便，音頻的具體功能主要通過(guò)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。

圖6音頻放大電路

三、軟件設(shè)計(jì)

3.1主程序流程圖

由于使用凌陽(yáng)SPCE061A使電路變得異常簡(jiǎn)單，整個(gè)波形發(fā)生器的主體任務(wù)落到了程序編寫上。整個(gè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方案如圖7，采用外部中斷二來(lái)中斷所顯示波形，以便進(jìn)入下一波形的編輯和輸出，在波形輸出的同時(shí)利用外部中斷一來(lái)實(shí)現(xiàn)同步的頻率調(diào)節(jié)。波形的具體產(chǎn)生是通過(guò)兩路DAC來(lái)產(chǎn)生，之所以采用這種方式，是因?yàn)榱桕?yáng)SPCE061A在這方面的設(shè)計(jì)為我們提供了極大的方便，在DAC的編程方面又提供了及其便利的編程環(huán)境。用函數(shù)來(lái)產(chǎn)生波形是大多數(shù)設(shè)計(jì)者喜之不舍得設(shè)計(jì)方案，但在具體設(shè)計(jì)方面，因?yàn)楹瘮?shù)在單片機(jī)的運(yùn)算過(guò)程中占據(jù)了太多的時(shí)鐘周期，這就給我們追求高頻波形一個(gè)瓶頸，要怎樣解決這個(gè)問(wèn)題呢？這里我采用查表來(lái)實(shí)現(xiàn)，根據(jù)理論凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)可達(dá)到一百兆的要求，這就能充分滿足題目設(shè)計(jì)要求了，然而，由于函數(shù)產(chǎn)生波形極其方便，凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)有提供了大量函數(shù)庫(kù)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中我在低頻部分依然采用函數(shù)設(shè)計(jì)。另外，波形頻率隨CPU的頻率而變法，凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)的32768的實(shí)時(shí)時(shí)鐘經(jīng)過(guò)PLL倍頻電路產(chǎn)生系統(tǒng)時(shí)鐘頻率(Fosc)，F(xiàn)osc再經(jīng)過(guò)分頻得到CPU時(shí)鐘頻率(CPUCLK)可通過(guò)對(duì)P_SystemClock(寫)($7013H)單元編程來(lái)控制，這就為我們?cè)O(shè)計(jì)提供了豐富的CPU時(shí)鐘選擇。默認(rèn)的Fosc、CPUCLK分別為24.576MHz和Fosc/8。我們可以通過(guò)對(duì)P_SystemClock單元編程完成對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘和CPU時(shí)鐘頻率的定義，改變?cè)O(shè)置將可提供多種頻率選擇。在本設(shè)計(jì)中，波形編輯的第一部就是進(jìn)行CPU頻率選擇，選擇最高頻和最低頻作為粗調(diào)，在用鍵盤和中斷進(jìn)行微調(diào)，以便達(dá)到所需的頻率及其幅值。下面將對(duì)各部分編程作詳細(xì)說(shuō)明。

圖7整體流程圖

3.2分塊程序流程

按鍵控制部份

在鍵掃描的過(guò)程中，先置IOA0~IOA3為帶數(shù)據(jù)緩存器的高電平輸出，置IOA4~IOA7為帶下拉電阻的輸入管腳，此時(shí)若有鍵按下，取IOA4~IOA7的數(shù)據(jù)將得到一個(gè)值，把此值保存下來(lái)，再置IOA4~IOA7為帶數(shù)據(jù)反相器的高電平輸出，置IOA0~IOA3為帶下拉電阻的輸入管腳，此時(shí)若鍵仍沒(méi)彈起，取IOA0~IOA3的數(shù)據(jù)將得到另一個(gè)值，把這兩個(gè)值組合就可得知是哪個(gè)鍵按下了，再通過(guò)查表得到鍵值，跳轉(zhuǎn)至相應(yīng)程序段，執(zhí)行輸出相應(yīng)波形或者編輯波形，從而達(dá)到控制波形的目的。整體按鍵過(guò)程如圖8所示。

圖8按鍵控制流程圖

正弦波形的形成

在設(shè)計(jì)之初，我一直都在嘗試使用函數(shù)來(lái)計(jì)算輸出波形，使用這種方法，在示波器上得到了很好的波形，但是在CPU時(shí)鐘頻率沒(méi)調(diào)至最高的情況下，所得到的頻率只是多少毫赫茲到幾十赫茲之間，基本上沒(méi)有實(shí)用價(jià)值。要達(dá)到更高的頻率，就得另辟蹊徑了。分析一下為什么頻率上不去，主要原因在于，使用單片機(jī)進(jìn)行正弦函數(shù)的運(yùn)算時(shí)占去了不少時(shí)間，如果去掉這一計(jì)算過(guò)程波形的頻率應(yīng)該大有提高，另外就是CPU時(shí)鐘頻率沒(méi)有調(diào)至最高，以及DAC轉(zhuǎn)換過(guò)

圖9正弦波形查表形成流程圖

程需要時(shí)間。為了達(dá)到更高的頻率，首先就要免去單片機(jī)的計(jì)算負(fù)擔(dān)，我使用的解決方法是人為計(jì)算出要輸出的點(diǎn)，然后建一個(gè)表通過(guò)查表來(lái)進(jìn)行輸出，這樣主要工作任務(wù)就落到了建表的過(guò)程中。這樣做的好處在于，查表所耗費(fèi)的時(shí)鐘周期相同，這樣輸出的點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離就相等了，輸出的波形行將更趨于完美，當(dāng)然更讓我們感到的高興的是它輸出波形的頻率將近達(dá)到了100K赫茲，能夠滿足我們?cè)O(shè)計(jì)的擴(kuò)展要求了。為了實(shí)現(xiàn)頻率的調(diào)整，我在一個(gè)正弦波周期里建了兩百個(gè)點(diǎn)，如果我們隔一個(gè)取點(diǎn)的話，且在CPU時(shí)鐘頻率不改變的情形下，正弦波頻率將相對(duì)于前面的頻率提高將近一倍。這樣我們就得到了解決頻率調(diào)整的方法，首先進(jìn)行CPU時(shí)鐘頻率選擇，再調(diào)整一個(gè)正弦函數(shù)一個(gè)周期輸出的點(diǎn)數(shù)，幅度的調(diào)節(jié)是通過(guò)初始幅度設(shè)置再通過(guò)外部放大電路來(lái)調(diào)節(jié)，設(shè)計(jì)程序流程圖如圖所示。另外，由于函數(shù)產(chǎn)生波形及其方便，凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)又提供了大量函數(shù)庫(kù)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中我在低頻部分依然采用函數(shù)設(shè)計(jì)，因?yàn)檫@更有利于數(shù)字幅度和頻率的調(diào)節(jié)。設(shè)計(jì)程序流程圖如圖9和10所示。

圖10正弦函數(shù)計(jì)算形成波形流程圖

三角波、鋸齒波的形成

三角波、鋸齒波形成的原理同正弦波形成的原理大致相同，在這里將不做作詳細(xì)介紹，其流程圖如圖11所示。

圖11三角波查表形成流程圖

方波的形成和實(shí)現(xiàn)

方波是我們最常用的一種波形，并且常常作為一種標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，凌陽(yáng)SPCE061A提供了一種很好的方波發(fā)生機(jī)制，就是APWM調(diào)制，通過(guò)寫入P_TimerA_Ctrl($700BH)單元的第6~9位，可選擇設(shè)置APWM輸出波形的脈寬占空比；同理，寫入P_TimerB_Ctrl($700DH)單元的第6~9位，便可選擇設(shè)置BPWM輸出波形的脈寬占空比。我們可以將IOB8設(shè)置成同相輸出端口，通過(guò)設(shè)置P_TimerA_Ctrl(寫)($700BH)的第0~5位來(lái)選擇TimerA的時(shí)鐘源(時(shí)鐘源A、B)。設(shè)置該單元的第6~9位（如圖12所示），TimerA將輸出不同頻率的脈寬調(diào)制信號(hào)，即對(duì)脈寬占空比輸出APWM進(jìn)行控制。這里為了得到最標(biāo)準(zhǔn)的波形采用這種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)方波。如圖12所示就是我們進(jìn)行APWM調(diào)制的原理圖。

圖12APWMO信號(hào)時(shí)序圖

在某些應(yīng)用領(lǐng)域由于各種干擾和響應(yīng)的存在，實(shí)際電路往往存在各種信號(hào)缺陷和瞬變信號(hào)，為了滿足各種需要我們還設(shè)計(jì)了有頻率突變的方波，如圖11所示。具體設(shè)計(jì)方案是采用不停的輸出和停止輸出某一幅度的值，在一個(gè)序列周期我們總共提供八位可變數(shù)值，因?yàn)樵跀?shù)據(jù)傳輸過(guò)程中一般是八位為一幀進(jìn)行傳輸。通過(guò)鍵盤的編輯可以達(dá)到我們的需求。

圖13有頻率突變的方波

顯示和播報(bào)

時(shí)間和路程的顯示采用動(dòng)態(tài)顯示，顯示子程序流程圖如圖14，語(yǔ)音播報(bào)采用凌陽(yáng)SACM_S480語(yǔ)音播報(bào)，流程圖如圖15。

圖14顯示子程序流程圖

圖15語(yǔ)音播報(bào)流程圖

其它

在按鍵控制的第6到第12個(gè)按鍵，都是用來(lái)改變和編輯波形參數(shù)的，這就為整個(gè)系統(tǒng)能輸出各種波形提供了可能性，以及增加了它的實(shí)用性。另外還用外部中斷一來(lái)進(jìn)行同步調(diào)試，我們可在中斷里寫入各種參數(shù)，就可達(dá)到我們所要求的波形及其實(shí)現(xiàn)參數(shù)變化的目的。

四、系統(tǒng)測(cè)試及整機(jī)指標(biāo)

五、總結(jié)

（1）能產(chǎn)生正弦波、方波、三角波、鋸齒波幾種周期性波形，并且可通過(guò)調(diào)節(jié)變形成其它相關(guān)波形。

（2）用鍵盤輸入編輯可生成正弦波由基波及其諧波線性組合的波形，以及各次諧波單獨(dú)的波形。

（3）輸出波形的頻率范圍為100mHz～100kHz；可以通過(guò)鍵盤輸入粗調(diào)頻率，通過(guò)外部中斷一可同步調(diào)節(jié)頻率，具有在低頻部分調(diào)節(jié)步進(jìn)小，在高頻部分大的特點(diǎn)。

（4）輸出波形幅度范圍為0～5V（峰-峰值），可通過(guò)可變電阻任意調(diào)整調(diào)整。

篇2

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；實(shí)踐教學(xué)；創(chuàng)新能力；教學(xué)模式

作者簡(jiǎn)介：李春蘭（1967-），女，四川三臺(tái)人，新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械交通學(xué)院，副教授；艾海提·賽買提（1965-），男，維吾爾族，新疆烏魯木齊人，新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械交通學(xué)院，副教授。（新疆 烏魯木齊 830052）

基金項(xiàng)目：本文系新疆維吾爾自治區(qū)高等學(xué)校科研計(jì)劃項(xiàng)目（項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)：XJEDU2012I15）、新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)前期資助課題項(xiàng)目（項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)：XJAU201121）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）23-0097-02

“單片機(jī)技術(shù)”課程是工科類各專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，是學(xué)生進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)后從事嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要技術(shù)基礎(chǔ)。[1，2]該課程一般以“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”、“數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)”為先修課程，主要研究單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)、應(yīng)用電路設(shè)計(jì)及程序設(shè)計(jì)，是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。作為一門理論性、實(shí)踐性都較強(qiáng)的課程，其教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生獲得單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)方面的基本理論、基本知識(shí)和基本技能，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為以后深入學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)以及嵌入式技術(shù)應(yīng)用打好基礎(chǔ)。

針對(duì)該課程的特點(diǎn)，為了在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)能夠盡快引導(dǎo)學(xué)生入門，在理論授課、實(shí)踐教學(xué)的每個(gè)環(huán)節(jié)教師都須注重實(shí)踐教學(xué)的滲透，幫助學(xué)生對(duì)各知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握。筆者在教學(xué)中進(jìn)行了一定的探索和研究。

一、各教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)踐教學(xué)改革

該課程的主要內(nèi)容包括抽象的理論教學(xué)、課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)等，如何激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力是一個(gè)關(guān)鍵。為了能夠進(jìn)行有效的課堂教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，在教學(xué)實(shí)踐中貫徹在教師指導(dǎo)下的、以學(xué)習(xí)者為中心的學(xué)習(xí)方式，[3，4]并注重實(shí)踐教學(xué)的滲透。

1.課堂理論教學(xué)實(shí)例仿真演示

教學(xué)方法的改革離不開(kāi)對(duì)教學(xué)內(nèi)容的更新優(yōu)化和對(duì)教學(xué)模式的改革。首先，在優(yōu)選課程教材的基礎(chǔ)上，狠抓實(shí)驗(yàn)教材建設(shè)，先后多次對(duì)課程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書內(nèi)容進(jìn)行充實(shí)和修改。其次，在課堂的理論教學(xué)中，以獨(dú)立的單元為單位，多舉實(shí)例，并將單片機(jī)仿真調(diào)試軟件Keil與單片機(jī)及器件仿真軟件Proteus相結(jié)合，進(jìn)行單片機(jī)內(nèi)部資源和簡(jiǎn)單器件的調(diào)試與仿真演示。將相關(guān)軟件發(fā)放給學(xué)生，使學(xué)生能夠在有計(jì)算機(jī)的地方就能進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.改革實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，開(kāi)設(shè)綜合性設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)

綜合性設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)是實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容改革的重點(diǎn)和難點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)課程中開(kāi)設(shè)綜合性設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。同時(shí)把先進(jìn)軟硬件技術(shù)與電子芯片不斷融入實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)中，使人才培養(yǎng)與時(shí)展同步，與技術(shù)進(jìn)步同步。

具體實(shí)施中，根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及教學(xué)計(jì)劃，制定了實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，并根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃要求，及時(shí)調(diào)整相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容安排的重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，即根據(jù)控制對(duì)象能編寫出相應(yīng)的程序，并能獨(dú)立解決調(diào)試程序中遇到的問(wèn)題，改變了過(guò)去單一驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)了學(xué)生的探索創(chuàng)新精神。

3.課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)

“單片機(jī)技術(shù)”課程設(shè)計(jì)的目的是為了培養(yǎng)學(xué)生整體動(dòng)手能力和實(shí)踐能力。課程設(shè)計(jì)包括項(xiàng)目概述、項(xiàng)目要求、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)仿真及調(diào)試，要求學(xué)生完成相應(yīng)的設(shè)計(jì)項(xiàng)目后提供完整的程序清單和電路原理圖。在選題上，采用了實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目實(shí)例，力求理論和實(shí)踐相結(jié)合，同時(shí)考慮培養(yǎng)學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題和綜合應(yīng)用的能力。典型實(shí)例都來(lái)自實(shí)際工程應(yīng)用，有助于學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)和鍛煉。

此環(huán)節(jié)一般安排兩周的時(shí)間。按不同的題目將學(xué)生分成4～5人組成的小組，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括硬件原理圖設(shè)計(jì)、控制程序設(shè)計(jì)及調(diào)試、實(shí)際系統(tǒng)面包板的搭建及調(diào)試等。首先教師布置課程設(shè)計(jì)任務(wù)，然后要求學(xué)生利用圖書館、網(wǎng)絡(luò)等一切可以利用的資源進(jìn)行資料查詢，并且根據(jù)各組的課程設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)電路原理圖設(shè)計(jì)、控制程序編寫；將單片機(jī)仿真調(diào)試軟件Keil與器件仿真軟件Proteus相結(jié)合，進(jìn)行模擬調(diào)試；最后進(jìn)行實(shí)物制作和程序調(diào)試，從而通過(guò)實(shí)時(shí)實(shí)驗(yàn)對(duì)課程設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行驗(yàn)證。圖1、圖2分別是步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制課程設(shè)計(jì)的部分成果。

課程設(shè)計(jì)中使學(xué)生熟悉和掌握了基于單片機(jī)的小型控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的完整流程，熟悉了軟件聯(lián)調(diào)方法和技巧，掌握了仿真軟件從工程的角度直接看程序運(yùn)行和電路工作的過(guò)程和結(jié)果。從某種意義上講，彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象，大大縮短了開(kāi)發(fā)周期，讓學(xué)生在學(xué)校得到了工程師的基礎(chǔ)培訓(xùn)，具有創(chuàng)新性。

4.畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)

畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目可以來(lái)自教師的科研項(xiàng)目、課題，也可以是現(xiàn)實(shí)生活、實(shí)際生產(chǎn)中需要解決的控制問(wèn)題，甚至是學(xué)生感興趣的科技創(chuàng)新活動(dòng)中需要解決的問(wèn)題。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，學(xué)生根據(jù)在課程設(shè)計(jì)中獲得的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和能力，可以進(jìn)行相關(guān)的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)；利用實(shí)驗(yàn)室的硬件設(shè)備以及相關(guān)仿真軟件，可使得與單片機(jī)相關(guān)的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行控制算法的研究，并利用自己開(kāi)發(fā)的硬件平臺(tái)進(jìn)行程序驗(yàn)證，既有效解決了以往單片機(jī)類畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)果無(wú)法驗(yàn)證的難題，又完成了一定系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)實(shí)踐，為學(xué)生進(jìn)入社會(huì)奠定了一定的基礎(chǔ)。如畢業(yè)設(shè)計(jì)“冷庫(kù)在線溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)”，該題要求學(xué)生完成小型冷庫(kù)系統(tǒng)溫度的在線監(jiān)控。為保證監(jiān)測(cè)的溫度能夠反映冷庫(kù)不同位置的溫度，學(xué)生提出了利用四個(gè)溫度傳感器檢測(cè)冷庫(kù)中四個(gè)不同點(diǎn)位置的溫度，并以它們的平均值作為冷庫(kù)的在線檢測(cè)溫度。在線檢測(cè)溫度、溫度平均值計(jì)算、溫度顯示、加熱及冷卻的控制，以及輔助功能的控制都由控制程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，而單片機(jī)作為控制器，通過(guò)其的硬件電路及控制程序來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)冷庫(kù)溫度的在線檢測(cè)與控制。其面包板實(shí)物連接圖如圖3所示。

5.全國(guó)大學(xué)生電子科技大賽

全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是面向大學(xué)生、大專生的群眾性科技活動(dòng)，目的在于推動(dòng)普通高等學(xué)校信息電子類學(xué)科面向21世紀(jì)的課程體系和課程內(nèi)容改革，引導(dǎo)高等學(xué)校在教學(xué)中培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、協(xié)作精神和理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)風(fēng)，加強(qiáng)學(xué)生工程實(shí)踐能力的訓(xùn)練和培養(yǎng)，促進(jìn)高等學(xué)校形成良好的學(xué)習(xí)風(fēng)氣，同時(shí)也為優(yōu)秀人才脫穎而出創(chuàng)造條件。

為鼓勵(lì)和組織學(xué)生參加全國(guó)電子科技大賽，新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械交通學(xué)院實(shí)驗(yàn)室購(gòu)買了一定數(shù)量的電子元件，能源與電氣工程系的教師組織學(xué)生參加實(shí)踐活動(dòng)，指導(dǎo)學(xué)生掌握源程序編譯軟件的使用、硬件仿真軟件使用、電路板制版軟件使用、將制版文件導(dǎo)入電路板雕刻機(jī)完成電路板制作等，并利用暑期對(duì)學(xué)生進(jìn)行集中培訓(xùn)、訓(xùn)練，完成常用電路的設(shè)計(jì)、制作及調(diào)試的工作，培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題、團(tuán)隊(duì)合作的能力。圖4是學(xué)生賽前的部分作品。學(xué)院在2009年、2011年先后兩次參加了全國(guó)大學(xué)生電子科技大賽，有18人次獲省部級(jí)競(jìng)賽獎(jiǎng)項(xiàng)，取得了比較好的成績(jī)。

二、實(shí)踐教學(xué)的特點(diǎn)及考核方式

通過(guò)多年的“單片機(jī)技術(shù)”課程實(shí)踐教學(xué)得出以下結(jié)論：

（1）課程實(shí)行了理論教學(xué)與實(shí)踐內(nèi)容相結(jié)合的改造，目標(biāo)明確。依據(jù)教學(xué)大綱的要求和實(shí)踐教學(xué)的目的，選擇能夠貫穿實(shí)踐能力培養(yǎng)的實(shí)踐項(xiàng)目，教學(xué)內(nèi)容在逐步完成實(shí)踐項(xiàng)目的過(guò)程中展開(kāi)，課內(nèi)課外訓(xùn)練并行，通過(guò)完成實(shí)踐項(xiàng)目的訓(xùn)練過(guò)程培養(yǎng)學(xué)生單片機(jī)的實(shí)踐能力。

（2）基礎(chǔ)理論教學(xué)內(nèi)容能即時(shí)通過(guò)軟件仿真驗(yàn)證，說(shuō)服力強(qiáng)，學(xué)生印象深刻。

（3）各實(shí)踐環(huán)節(jié)彼此關(guān)聯(lián)，從小到大，從簡(jiǎn)到繁，從局部到整體，層層推進(jìn)，形成了一個(gè)完整的實(shí)踐教學(xué)模式。

（4）采用了以形成性考核為主的考核方式。能力考核貫穿實(shí)踐教學(xué)始終。以對(duì)完成項(xiàng)目的過(guò)程考核為主的方式，對(duì)學(xué)生掌握基本知識(shí)與技能的程度、工作態(tài)度、完成項(xiàng)目的情況進(jìn)行公開(kāi)、公正、多方參與的考核評(píng)價(jià)。

三、結(jié)論

根據(jù)“單片機(jī)技術(shù)”課程實(shí)踐性很強(qiáng)的特點(diǎn)，構(gòu)建了課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、大學(xué)生科技大賽等實(shí)踐環(huán)節(jié)相結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了傳授、學(xué)習(xí)、實(shí)踐等教學(xué)全過(guò)程的模式改革。通過(guò)這些實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，使學(xué)生積累了實(shí)踐活動(dòng)的經(jīng)驗(yàn)，激發(fā)了學(xué)生濃厚的創(chuàng)新意識(shí)、強(qiáng)烈的實(shí)踐參與意識(shí)，為專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定了很好的基礎(chǔ)，也為以后深入學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)以及嵌入式技術(shù)應(yīng)用打好了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]潘永雄.新編單片機(jī)原理與應(yīng)用[M].第二版.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2007.

[2]張洪潤(rùn)，孫悅，張亞凡.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008.

篇3

關(guān)鍵詞：電子信息;創(chuàng)新能力;實(shí)驗(yàn)實(shí)踐;教學(xué)改革

21世紀(jì)是以信息科學(xué)為關(guān)鍵技術(shù)的知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，信息產(chǎn)業(yè)是我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，而電子信息工程專業(yè)是培養(yǎng)電子信息技術(shù)高級(jí)技術(shù)人才的主要專業(yè)之一[1][2]。地方性院校在電子信息專業(yè)人才培養(yǎng)方式上，既不同于清華大學(xué)等一流大學(xué)，也不同于深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院等國(guó)內(nèi)一些優(yōu)秀的職業(yè)技術(shù)學(xué)院，如何在缺乏政策、資金、地域優(yōu)勢(shì)，教學(xué)手段相對(duì)落后的情況下，構(gòu)建面向區(qū)域經(jīng)濟(jì)、行業(yè)經(jīng)濟(jì)的應(yīng)用型、工程型人才培養(yǎng)體系是急需研究的問(wèn)題。本文針對(duì)地方院校電子信息工程的一般性特點(diǎn)，探討了實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革在電子信息專業(yè)教學(xué)中的重要作用，培養(yǎng)學(xué)生成為具有扎實(shí)的專業(yè)理論基礎(chǔ)、并有較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力及創(chuàng)新精神的、在某一專業(yè)方向具有技能專長(zhǎng)的應(yīng)用型和工程型技術(shù)人才。

一、課程設(shè)置?；A(chǔ)、重實(shí)踐、強(qiáng)能力

如何培養(yǎng)當(dāng)今社會(huì)所需要的工程應(yīng)用型人才、工程教育如何適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及地方與行業(yè)的需要，如何建立適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)需求的專業(yè)方向，課程的設(shè)置是解決這些問(wèn)題的落腳點(diǎn)。地方院校電子信息專業(yè)在課程設(shè)置上應(yīng)遵循：?；A(chǔ)、重實(shí)踐、強(qiáng)能力，面向工程應(yīng)用的原則。

課程設(shè)置主要有：基礎(chǔ)課程群、專業(yè)基礎(chǔ)課程群、專業(yè)必修課程群以及專業(yè)選修課程群。專業(yè)基礎(chǔ)課程力求保證學(xué)生具有較扎實(shí)的電子學(xué)科系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論和知識(shí)；專業(yè)必修課程使學(xué)生在電路系統(tǒng)、軟件技術(shù)、信息處理、網(wǎng)絡(luò)與通信等幾個(gè)方面受到基本的、規(guī)范的專業(yè)教育；專業(yè)選修課課群則根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不斷優(yōu)化、更新，使學(xué)生能夠了解和跟蹤先進(jìn)的電子信息技術(shù)。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革旨在培養(yǎng)學(xué)生工程觀、系統(tǒng)觀、強(qiáng)化綜合實(shí)踐能力，使能從事電子與信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、應(yīng)用。

二、建立適應(yīng)時(shí)展和適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)需求的實(shí)踐教學(xué)體系

工科類專業(yè)的核心是要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和工程素養(yǎng)[3][4][5]。要達(dá)到這個(gè)目標(biāo)就必須大力加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，建立多層次、多類型的實(shí)踐教學(xué)體系。建設(shè)開(kāi)放性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，主要通過(guò)增加開(kāi)放性、綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行多學(xué)科綜合課程設(shè)計(jì)，面向工程實(shí)際的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)，開(kāi)展豐富的大學(xué)生課外科技活動(dòng)等培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的實(shí)際能力，逐步培養(yǎng)創(chuàng)新精神和工程設(shè)計(jì)能力。

1.學(xué)科實(shí)驗(yàn)課

實(shí)驗(yàn)教學(xué)在高等工科教育中占有非常重要的地位，它不僅是對(duì)理論教學(xué)的論證、補(bǔ)充，更是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，增強(qiáng)動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的重要手段?，F(xiàn)在的綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)，雖提高了實(shí)驗(yàn)效率，但學(xué)生的失去了動(dòng)手參與的機(jī)會(huì)，這樣的實(shí)驗(yàn)激發(fā)不了學(xué)生的興趣，更談不上有什么創(chuàng)新性。實(shí)踐教學(xué)改革目標(biāo)要求在實(shí)驗(yàn)課中減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，增加綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)際教學(xué)中在單片機(jī)應(yīng)用、電子線路、C++編程等課程要求設(shè)計(jì)性、開(kāi)發(fā)性試驗(yàn)或編程題目達(dá)到80％以上，并要求每學(xué)生每門課程至少提出一個(gè)創(chuàng)新性題目，并進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)室提供相應(yīng)制作條件并計(jì)入學(xué)科成績(jī)，這對(duì)促進(jìn)學(xué)生的積極性，加強(qiáng)工程實(shí)踐能力培養(yǎng)起到積極作用。

2.綜合課程設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)是實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中非常重要的一個(gè)部分，學(xué)習(xí)某一專業(yè)學(xué)科基本分析、計(jì)算、設(shè)計(jì)方法的過(guò)程。但是縱觀現(xiàn)階段電子技術(shù)發(fā)展，電子系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，硬軟件結(jié)合緊密，學(xué)科知識(shí)綜合交叉，僅用一門學(xué)科知識(shí)很難完成實(shí)用性的設(shè)計(jì)；因此有必要對(duì)專業(yè)基礎(chǔ)課、必修課進(jìn)行分門別類，組合成群，進(jìn)行綜合性課程設(shè)計(jì)，才能加強(qiáng)課程設(shè)計(jì)的全面性、有效性。實(shí)際教學(xué)中我們把電子信息專業(yè)基礎(chǔ)平臺(tái)組成四個(gè)課群，開(kāi)展四項(xiàng)綜合課設(shè)，促使學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，了解各個(gè)學(xué)科相互聯(lián)系，理解電子系統(tǒng)的組，建立了系統(tǒng)工程觀念。

（1） 電子技術(shù)綜合課程設(shè)計(jì)。電子技術(shù)基礎(chǔ)包括模擬電子和數(shù)字電子技術(shù)和通信電子技術(shù)，是電子信息技術(shù)類專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，通過(guò)模擬、數(shù)字、數(shù)模混合電路的綜合設(shè)計(jì)，通過(guò)使用開(kāi)發(fā)板、計(jì)算機(jī)仿真、實(shí)際制作相結(jié)合的手段，進(jìn)一步使學(xué)生掌握、融合電子線路基本理論、方法。綜合性的電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)題目主要有：數(shù)顯溫度計(jì)、電壓表、電流表的設(shè)計(jì)、超聲波測(cè)距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、簡(jiǎn)易數(shù)字存儲(chǔ)示波器設(shè)計(jì)、數(shù)調(diào)信號(hào)發(fā)生器、數(shù)字頻率計(jì)、數(shù)碼功率放大器等等。

(2)單片機(jī)及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)。單片機(jī)在電子系統(tǒng)中的應(yīng)用極為廣泛，其難度適中、應(yīng)用開(kāi)發(fā)成本低，設(shè)計(jì)過(guò)程具有創(chuàng)造性，與其他學(xué)科結(jié)合緊密，特別適于地方院校電子信息專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)和應(yīng)用。在完成電子技術(shù)基礎(chǔ)、通信線路、單片機(jī)、傳感檢測(cè)等課程后，學(xué)生已具備了較多的電子方面的知識(shí)，選擇一個(gè)與單片機(jī)應(yīng)用相關(guān)的項(xiàng)目，設(shè)計(jì)出進(jìn)而完成一個(gè)實(shí)際產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，可培養(yǎng)學(xué)生的電子系統(tǒng)觀、工程意識(shí)，使課程設(shè)計(jì)更接近實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計(jì)。采用的單片機(jī)以51為主，兼顧其他如6805系列，PIC單片機(jī)、AVR單片機(jī)、MSP430單片機(jī)等。電子信息專業(yè)中，信號(hào)處理課程是主要的專業(yè)課程（包括數(shù)字信號(hào)處理、數(shù)字圖像處理、語(yǔ)音信號(hào)處理等），但是由于課程的概念比較抽象，許多理論是基于較為繁瑣的數(shù)學(xué)理論和數(shù)學(xué)推導(dǎo)，容易使學(xué)生感到乏味很難與實(shí)際結(jié)合起來(lái)，達(dá)不到預(yù)期的效果?？紤]實(shí)際硬件制作的難度和成本，根據(jù)我校學(xué)生的實(shí)際情況，主要采用軟件Matlab等進(jìn)行仿真的方法進(jìn)行課程設(shè)計(jì)。本課程的教學(xué)重點(diǎn)并不在于提高學(xué)生的軟件編程能力，而是要求學(xué)生掌握信號(hào)處理課程的基本概念、基本方法和基本技能及基本應(yīng)用。因此，我們采用仿真軟件來(lái)滿足“信號(hào)處理”課的教學(xué)的需要。如： FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)、數(shù)字圖像處理算法、語(yǔ)音信號(hào)的編碼、合成、識(shí)別等都可通過(guò)Matlab仿真實(shí)現(xiàn)。

（3）應(yīng)用軟件編程的課程設(shè)計(jì)。電子信息專業(yè)軟件類課程有基礎(chǔ)層次的《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)》、《軟件技術(shù)基礎(chǔ)》、《數(shù)據(jù)庫(kù)原理》和專業(yè)選修課《C++與可視化程序設(shè)計(jì)》、《JAVA語(yǔ)言》等課程。眾所周知，計(jì)算機(jī)語(yǔ)言系列的課程是實(shí)踐性非常強(qiáng)，為此在綜合設(shè)計(jì)中突出實(shí)用性，需用所學(xué)的一門以上的語(yǔ)言對(duì)一些小型項(xiàng)目進(jìn)行模擬開(kāi)發(fā)，目的在于訓(xùn)練學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)程序設(shè)計(jì)知識(shí)，獨(dú)立完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)問(wèn)題、加深軟件系統(tǒng)理解，提高編程水平，實(shí)際教學(xué)中題目主要包括：信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)、可視化工控程序設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)小游戲、網(wǎng)頁(yè)制作等。

3． 畢業(yè)設(shè)計(jì)

畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、綜合分析解決實(shí)際問(wèn)題能力的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生在校四年學(xué)業(yè)中的基礎(chǔ)理論知識(shí)、運(yùn)用工具知識(shí)、實(shí)際動(dòng)手能力、知識(shí)創(chuàng)新等綜合知識(shí)能力的綜合訓(xùn)練，對(duì)培養(yǎng)工程實(shí)踐能力具有重要意義。對(duì)此，畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題要盡量來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)踐實(shí)際和科研課題，做到“真題真做”。實(shí)際課題有助于學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，激勵(lì)學(xué)生的獨(dú)創(chuàng)精神，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。此外為調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性，鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)自己的就業(yè)意向、興趣、社會(huì)需求自擬畢業(yè)設(shè)計(jì)課題。面向工程實(shí)踐畢業(yè)設(shè)計(jì)題目類型主要有：①硬件設(shè)計(jì)部分，以各類單片機(jī)為主的系統(tǒng)設(shè)計(jì)；以DSP為主的信號(hào)處理硬件設(shè)計(jì)；儀器儀表信號(hào)采集處理的電路設(shè)計(jì)，通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)等，智能建筑弱電系統(tǒng)設(shè)計(jì)；面向工控的PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。②軟件部分：管理數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)；網(wǎng)絡(luò)通信編程；基于Vis）ual C++的工控軟件、組太設(shè)計(jì)；語(yǔ)音、數(shù)字圖像處理與仿真；此外畢業(yè)設(shè)計(jì)嚴(yán)格做到一人一體，要求使用當(dāng)前先進(jìn)理論和技術(shù)，選擇流行的硬件芯片、軟件和開(kāi)發(fā)工具，是畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程與企業(yè)人才需求接軌。

三、豐富大學(xué)生課外活動(dòng)、組織學(xué)生參加各級(jí)各類電子競(jìng)賽

建立學(xué)生創(chuàng)新中心，參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽。為了豐富大學(xué)生生活，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力，我們由專業(yè)教師組建了大學(xué)生創(chuàng)新中心，還邀請(qǐng)企業(yè)的工程師作為兼職輔導(dǎo)老師，我院地處河北，緊鄰京津，創(chuàng)新中心根據(jù)這一區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和技術(shù)要求，設(shè)立了不同的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和研究課題學(xué)生還可以根據(jù)自己的興趣、愛(ài)好進(jìn)行一些小制作、小發(fā)明。我們還積極開(kāi)展第二課堂活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生興趣，積極參加全國(guó)、全省的電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽，學(xué)校和院系也可以經(jīng)常組織一些中小型的競(jìng)賽活動(dòng)，如、無(wú)線電通訊比賽、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)比賽、網(wǎng)頁(yè)制作等。

定期進(jìn)行專題講座。定期開(kāi)展學(xué)術(shù)講座，內(nèi)容涉及到《智能信息處理》、《高速DSP技術(shù)及其應(yīng)用》、《ARM嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》、《無(wú)線通信系統(tǒng)開(kāi)發(fā)》、《虛擬儀器及其應(yīng)用》、《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化》等技術(shù)，使學(xué)生普遍獲得了較大的信息量，更加深人地了解了電子信息技術(shù)。

建立健全校外實(shí)踐基地，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作。高素質(zhì)人才的培養(yǎng)離不開(kāi)優(yōu)越的條件和優(yōu)良的環(huán)境，在完善基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)施的基礎(chǔ)上，建立健全校外實(shí)踐基地，建立與企業(yè)和科研單位的廣泛的聯(lián)系，共同承擔(dān)人才培養(yǎng)、有計(jì)劃地組織參學(xué)生參觀、實(shí)習(xí)和生產(chǎn)勞動(dòng)，擴(kuò)大學(xué)生的視野，增加他們與社會(huì)接觸的機(jī)會(huì)，了解科學(xué)技術(shù)的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)。

作者單位：河北建筑工程學(xué)院

參考文獻(xiàn):

[1]陳小虎，劉化君，朱曉春等.電氣信息與電子信息類應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系的創(chuàng)新與實(shí)踐[J] .中國(guó)大學(xué)教育，2006，(4)：55-56.

篇4

關(guān)鍵詞：民航專業(yè)；單片機(jī)；教學(xué)改革

作者簡(jiǎn)介：陳維興（1981-），男，天津人，中國(guó)民航大學(xué)航空自動(dòng)化學(xué)院，講師；徐萍（1983-），女，遼寧鞍山人，中國(guó)民航大學(xué)航空自動(dòng)化學(xué)院，講師。（天津300300）

基金項(xiàng)目：本文系2010年中國(guó)民航大學(xué)院級(jí)優(yōu)質(zhì)課建設(shè)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：D1386）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.0     文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A     文章編號(hào)：1007-0079（2012）10-0077-02

單片機(jī)是工科院校自動(dòng)化、電子類及相關(guān)專業(yè)重要的專業(yè)必修課，是一門結(jié)合控制、計(jì)算機(jī)等技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力的應(yīng)用性很強(qiáng)的課程。該課程主要學(xué)習(xí)和掌握單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、編程方法及設(shè)計(jì)等，可以幫助學(xué)生對(duì)前期專業(yè)基礎(chǔ)課程的理解和掌握；同時(shí)單片機(jī)又是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)課程，是學(xué)生日后從事相關(guān)行業(yè)工作的基本技能之一，它的教學(xué)效果直接影響學(xué)生的就業(yè)和發(fā)展。[1]

民航大學(xué)具有鮮明的行業(yè)特色，畢業(yè)的學(xué)生主要到機(jī)場(chǎng)、航空公司等民航相關(guān)機(jī)構(gòu)從事維修和管理等工作。隨著數(shù)字化機(jī)務(wù)維修和智能機(jī)場(chǎng)建設(shè)的深化，單片機(jī)課程對(duì)于日后從事機(jī)務(wù)和機(jī)場(chǎng)機(jī)電的學(xué)生來(lái)講意義重大。對(duì)于這樣的“飯碗型”課程，學(xué)生卻普遍感到枯燥難學(xué)，學(xué)習(xí)熱情不高，更談不上應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力了，這就使單片機(jī)課程對(duì)學(xué)生日后畢業(yè)設(shè)計(jì)和就業(yè)的幫助也不大。[2]

鑒于以上情況，學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)教學(xué)團(tuán)隊(duì)積極探索和嘗試，對(duì)課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行改革，通過(guò)多種方式培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和知識(shí)應(yīng)用能力，使學(xué)生能夠適應(yīng)未來(lái)個(gè)人發(fā)展和行業(yè)發(fā)展的需要。

一、改革課堂教學(xué)，注重行業(yè)特點(diǎn)，提高教學(xué)質(zhì)量

在課程學(xué)習(xí)之初，就結(jié)合民航行業(yè)設(shè)備特點(diǎn)，把科技競(jìng)賽或畢業(yè)設(shè)計(jì)中的優(yōu)秀作品以演示、介紹和互動(dòng)的方式介紹給學(xué)生，如發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器智能檢測(cè)方案、助航燈光調(diào)光器的控制、助航燈水蝕檢測(cè)裝置等，使學(xué)生對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)，體會(huì)單片機(jī)技術(shù)的實(shí)用性，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲。

優(yōu)化重組教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)質(zhì)量。[3]傳統(tǒng)單片機(jī)教材的編排順序是先介紹基礎(chǔ)知識(shí)、硬件結(jié)構(gòu)，然后介紹指令系統(tǒng)、中斷和外部擴(kuò)展等。這種編排方式雖符合先基礎(chǔ)后綜合的邏輯規(guī)律，但學(xué)生普遍反映抽象難懂，學(xué)完了教材也不會(huì)應(yīng)用。為此在教學(xué)中把“以應(yīng)用為目的”作為指導(dǎo)思想，調(diào)整教學(xué)計(jì)劃、整合教學(xué)內(nèi)容，每章都引入適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)實(shí)例，例如學(xué)習(xí)用P1.0做輸出口點(diǎn)亮LED時(shí)，可以結(jié)合助航燈水蝕檢測(cè)這個(gè)實(shí)例，燈具上的水蝕信息經(jīng)單片機(jī)處理后通過(guò)P1.0做輸出口點(diǎn)亮LED，LED的亮滅反映了燈具的水蝕與否，當(dāng)然真正的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜；再如講解中斷實(shí)時(shí)性問(wèn)題的時(shí)候，引入場(chǎng)面監(jiān)控系統(tǒng)的報(bào)警模塊，讓學(xué)生從現(xiàn)場(chǎng)工作角度理解中斷優(yōu)先級(jí)和實(shí)時(shí)性處理的問(wèn)題，隨著學(xué)習(xí)的深入，陸續(xù)把新知識(shí)點(diǎn)與實(shí)例有機(jī)聯(lián)系起來(lái)。在實(shí)例中講解某些知識(shí)點(diǎn)，既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，又培養(yǎng)了學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

廣泛使用多媒體，密切結(jié)合行業(yè)教學(xué)。采用多媒體技術(shù)設(shè)計(jì)和制作相關(guān)教學(xué)課件，融入動(dòng)畫、動(dòng)態(tài)注釋等環(huán)節(jié)增強(qiáng)知識(shí)的可視性，加深學(xué)生理解和印象。將行業(yè)內(nèi)常用設(shè)備的板級(jí)實(shí)物引入到教學(xué)中，比如在通信相關(guān)章節(jié)中以行李分揀系統(tǒng)、機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面監(jiān)控系統(tǒng)中的設(shè)備接口舉例，內(nèi)容精辟、主題明確、層次清晰、文字簡(jiǎn)練，盡可能多地采用圖片圖表形式，避免冗長(zhǎng)的文字表述。通過(guò)豐富的動(dòng)畫演示，生動(dòng)形象地描述課本中的抽象概念，將枯燥的理論具體化、形象化，通過(guò)感官和想象力的互相配合，幫助學(xué)生對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行理解和記憶，增強(qiáng)他們的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)利用校園網(wǎng)上先進(jìn)的Blackboard（Bb）網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)資源，為學(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)資料、相關(guān)芯片資料、設(shè)備資料、項(xiàng)目開(kāi)發(fā)指導(dǎo)建議和師生交流論壇，方便學(xué)生課后學(xué)習(xí)，也營(yíng)造了一個(gè)獨(dú)立思考研究、相互交流的良好氛圍。

本課程基于民航領(lǐng)域?qū)y(cè)控系統(tǒng)的要求，加入了工控機(jī)（IPC）的相關(guān)內(nèi)容，使學(xué)生較為完整地了解上位機(jī)與檢測(cè)控制裝置協(xié)同工作的機(jī)制；同時(shí)通過(guò)融入行李分揀、值機(jī)、離崗等機(jī)場(chǎng)常見(jiàn)系統(tǒng)的實(shí)例，學(xué)生從行業(yè)應(yīng)用角度了解到單片機(jī)如何作為系統(tǒng)的一個(gè)組成部分進(jìn)行工作，同時(shí)也形成了控制系統(tǒng)的概念。例如，將單片機(jī)串口通信技術(shù)與IPC的COM接口控制結(jié)合使用；將單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集、AD轉(zhuǎn)換技術(shù)與IPC的數(shù)字量輸入和組態(tài)方法結(jié)合使用。通過(guò)這種在行業(yè)實(shí)例中講解技術(shù)，同時(shí)將不同方面技術(shù)橫向聯(lián)系的方法，學(xué)生更全面地掌握單片機(jī)知識(shí)和其應(yīng)用，更深入地理解設(shè)備、系統(tǒng)的構(gòu)造，為今后專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，IPC內(nèi)容的引入和系統(tǒng)化的講解也使學(xué)生從單機(jī)設(shè)備到整體系統(tǒng)完整了解民航業(yè)內(nèi)常見(jiàn)的控制系統(tǒng)。

二、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)，強(qiáng)調(diào)專業(yè)特點(diǎn)，培養(yǎng)綜合能力

單片機(jī)課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，為達(dá)到良好的教學(xué)效果，必須加以大量的實(shí)踐訓(xùn)練才能使學(xué)生深刻領(lǐng)會(huì)和理解課程內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有直觀性、實(shí)踐性、綜合性，是單片機(jī)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。[4]

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)沒(méi)有考慮學(xué)生的個(gè)體差異，全班同學(xué)用相同的試驗(yàn)箱和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書給出的接線圖、實(shí)驗(yàn)方法和步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并輸入程序代碼，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的特定環(huán)境下對(duì)程序進(jìn)行編譯、運(yùn)行，在實(shí)驗(yàn)箱上觀察結(jié)果。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法在一定程度上可以讓學(xué)生盡快了解和熟悉單片機(jī)，但它不利于學(xué)生動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和綜合運(yùn)用知識(shí)能力的培養(yǎng)，不利于進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動(dòng)性。對(duì)于同樣的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)步驟，完成情況也有較大差異，基礎(chǔ)好、能力強(qiáng)的學(xué)生“吃不飽”；基礎(chǔ)和能力差一些的同學(xué)“吃不消”。

鑒于以上原因教師對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行改革，把實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分成基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)兩類。基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)占實(shí)驗(yàn)成績(jī)的60%，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)占40%（見(jiàn)表1）。

基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)如數(shù)據(jù)傳送類實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)計(jì)算類實(shí)驗(yàn)和定時(shí)中斷類實(shí)驗(yàn)，給出實(shí)驗(yàn)題目、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)步驟，目的是讓學(xué)生進(jìn)一步鞏固課堂的教學(xué)知識(shí)、夯實(shí)理論基礎(chǔ)、掌握基本的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)如飛機(jī)停止泊位的單片機(jī)控制、基于單片機(jī)的助航燈光巡檢裝置、機(jī)坪車輛限速報(bào)警裝置和選擇呼叫信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)等，只給出實(shí)驗(yàn)題目和必備的開(kāi)發(fā)包，要求學(xué)生分成2～3人的小組，從功能要求、方案論述、系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和調(diào)試這幾個(gè)方面入手，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，但每人的側(cè)重點(diǎn)不同，其實(shí)驗(yàn)方法和步驟可通過(guò)查閱相關(guān)資料自擬，實(shí)驗(yàn)完成后由任課教師組織簡(jiǎn)單的答辯，目的是培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力和獨(dú)立思考能力。同時(shí)，根據(jù)機(jī)務(wù)和機(jī)場(chǎng)不同專業(yè)學(xué)生今后職業(yè)特點(diǎn)，分配不同題目。如機(jī)場(chǎng)自動(dòng)化類學(xué)生多進(jìn)行通信、監(jiān)控功能較強(qiáng)實(shí)驗(yàn)，如飛機(jī)泊位、助航燈光控制、特種車定位等；而機(jī)務(wù)維修專業(yè)學(xué)生多進(jìn)行傳感器檢測(cè)、數(shù)據(jù)總線采集、實(shí)時(shí)控制功能較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，如多路采集、總線管理等。對(duì)于這種改革，學(xué)生感到實(shí)驗(yàn)課變得生動(dòng)有趣，因而投入了極大地?zé)崆椋浞值匕l(fā)揮了自主性和創(chuàng)造性，有利于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。

三、開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)，緊跟行業(yè)發(fā)展，培養(yǎng)工程思想

國(guó)內(nèi)外高等教育很注重引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新能力、協(xié)作精神、理論聯(lián)系實(shí)際、動(dòng)手能力和工程素質(zhì)的培養(yǎng)，提高學(xué)生針對(duì)實(shí)際問(wèn)題的解決能力。民航大學(xué)是一所行業(yè)特點(diǎn)十分鮮明的院校，在這方面筆者也做了一些有益的嘗試，結(jié)合行業(yè)發(fā)展，以創(chuàng)新基地為平臺(tái)，積極開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的工程思想。

為了更好地應(yīng)對(duì)未來(lái)的工作，筆者吸收學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)入創(chuàng)新基地。教師通過(guò)到民航企事業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)和調(diào)研等機(jī)會(huì)凝練來(lái)自生產(chǎn)一線的實(shí)際題目用于學(xué)生科技活動(dòng)，如助航燈光模擬控制、旅客行李信息檢測(cè)、特種車輛防撞等，這些題目全部基于單片機(jī)嵌入式技術(shù)解決，需要學(xué)生具備一定的技術(shù)基礎(chǔ)。通過(guò)一定的培訓(xùn)后，鼓勵(lì)學(xué)生參加學(xué)校組織的科技立項(xiàng)和校外競(jìng)賽，配備專門老師指導(dǎo)學(xué)生撰寫立項(xiàng)申請(qǐng)書，經(jīng)學(xué)校組織的專業(yè)教師論證評(píng)審后，獲得一定的儀器設(shè)備或經(jīng)費(fèi)支持，進(jìn)行課外科技研究。學(xué)生自己查閱資料、設(shè)計(jì)及安裝調(diào)試電路，獨(dú)立處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果；指導(dǎo)教師定期對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生找出解決問(wèn)題的方法。

在課外實(shí)踐過(guò)程中，同時(shí)注重培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)。[5]從選題開(kāi)始，就強(qiáng)調(diào)收集資料、協(xié)作分工、工作記錄、心得體會(huì)等細(xì)節(jié)工作，并做好設(shè)計(jì)說(shuō)明書等相關(guān)文檔的管理，使學(xué)生熟悉立項(xiàng)、方案論證、PCB 設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軟硬件設(shè)計(jì)與調(diào)試、安裝調(diào)試等電子設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)，逐漸熟悉和掌握硬件開(kāi)發(fā)的整個(gè)流程。這樣系統(tǒng)地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)技能、交流技能等，理解并認(rèn)識(shí)良好的工程規(guī)范，為日后獨(dú)立從事單片機(jī)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

指導(dǎo)教師組織學(xué)生進(jìn)行開(kāi)題答辯、中期檢查和結(jié)題驗(yàn)收等工作，引導(dǎo)學(xué)生從不同角度思考問(wèn)題，注重總結(jié)歸納，將實(shí)踐中得來(lái)的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行升華和沉淀，寫成科技論文或總結(jié)報(bào)告，鍛煉了學(xué)生的表達(dá)能力、文字組織能力、應(yīng)變能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

四、結(jié)論

自單片機(jī)教學(xué)改革以來(lái)，學(xué)生對(duì)單片機(jī)內(nèi)容接受得更快、理解得更深，教學(xué)質(zhì)量明顯提高。采用新的教學(xué)方法和教學(xué)手段后，學(xué)生接受單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程知識(shí)和掌握高新技術(shù)的能力明顯增強(qiáng)，學(xué)習(xí)積極性也有明顯提高。實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)改革后，通過(guò)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、競(jìng)賽等環(huán)節(jié)反饋的信息表明學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)明顯提高。參與實(shí)踐組織的學(xué)生完成多個(gè)具有民航特色的課題，如“機(jī)場(chǎng)助航燈光模擬屏控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”、“機(jī)場(chǎng)旅客行李標(biāo)簽自動(dòng)檢測(cè)裝置”、“機(jī)場(chǎng)助航燈光積水檢測(cè)系統(tǒng)”等得到了行業(yè)內(nèi)專家的認(rèn)可和高度評(píng)價(jià)，并在“挑戰(zhàn)杯”等競(jìng)賽中獲獎(jiǎng)，其中“機(jī)場(chǎng)助航燈光模擬屏”已經(jīng)做成實(shí)物（長(zhǎng)9米、寬2米），用于本科生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。這些都是課程改革的良好成果。

教學(xué)改革是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，要把它作為一種常態(tài)進(jìn)行下去，不斷總結(jié)積累經(jīng)驗(yàn)、完善創(chuàng)新，只有這樣才能真正完成不斷提高學(xué)生綜合素質(zhì)的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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篇5

[關(guān)鍵詞]單片機(jī)；創(chuàng)新能力；教學(xué)改革

[中圖分類號(hào)]G40―057

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[論文編號(hào)]1009―8097(2009)13―0282―03

引言

《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程是向?qū)W生傳授單片機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)課程，它綜合了多門基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)課的知識(shí)，主要培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行智能化電子系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)的能力，培養(yǎng)強(qiáng)電專業(yè)學(xué)生的弱電控制能力。通過(guò)學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件編程技術(shù)，可為后續(xù)更高層次專業(yè)課程的學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、參與實(shí)際的綜合設(shè)計(jì)課題和將來(lái)參加工作打下良好的基礎(chǔ)。因此搞好《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程的教學(xué)工作，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一　目前教學(xué)中創(chuàng)新能力培養(yǎng)存在的主要問(wèn)題

我院的自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化、電子信息工程三個(gè)電類專業(yè)均開(kāi)設(shè)了《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程，學(xué)生在學(xué)習(xí)了電路基礎(chǔ)、數(shù)字電子、模擬電子、微機(jī)原理等基礎(chǔ)課程的基礎(chǔ)上，再學(xué)習(xí)《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程，在整個(gè)教學(xué)安排上是非常合理的。然而通過(guò)40學(xué)時(shí)的教學(xué)和一周的課程設(shè)計(jì)，最終對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況考核時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)該課程的掌握情況并不十分理想，尤其是創(chuàng)新能力較差，主要表現(xiàn)在：

1　學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的意識(shí)不夠，缺乏創(chuàng)新思想，學(xué)習(xí)過(guò)程中一旦碰到問(wèn)題，很難認(rèn)真思考、探索研究、積極主動(dòng)地解決問(wèn)題。

2　在《單片機(jī)原理及應(yīng)用》的教學(xué)過(guò)程中，傳統(tǒng)的教學(xué)還是以理論為主，以課堂授課為主，學(xué)生很少有應(yīng)用具體電路解決實(shí)際問(wèn)題的機(jī)會(huì)，不利于創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

3　目前實(shí)驗(yàn)課程體系驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)過(guò)多，綜合性、啟發(fā)型實(shí)驗(yàn)不夠，沒(méi)有大型設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)，基本沒(méi)有對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力訓(xùn)練，更不用說(shuō)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

4　在傳統(tǒng)的教學(xué)思想和方法引導(dǎo)下，學(xué)習(xí)成績(jī)主要是以考試成績(jī)確定的，因而常常出現(xiàn)“高分低能”現(xiàn)象。這種評(píng)價(jià)體系造就學(xué)生對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)的輕視心理，即是以成績(jī)合格為目標(biāo)，而不是能力獲得為標(biāo)準(zhǔn)，限制了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

二　改革思路和方案

針對(duì)以上問(wèn)題，在單片機(jī)教學(xué)中，根據(jù)學(xué)生、教材、教學(xué)設(shè)備等實(shí)際情況，將授課內(nèi)容進(jìn)行全面、合理的整合優(yōu)化。減少冗余，加強(qiáng)綜合性、創(chuàng)新性內(nèi)容，在對(duì)整個(gè)課程鏈研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行了課程改革，改革后的講課學(xué)時(shí)分配如表1所示：

在對(duì)整個(gè)課程鏈研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行課程改革，可以避免學(xué)生反復(fù)學(xué)習(xí)同一內(nèi)容，但又學(xué)得不夠深入等問(wèn)題。對(duì)照以前的教學(xué)大綱，了解當(dāng)前學(xué)生所學(xué)課程，對(duì)單片機(jī)的大綱做了更改，利如增加了單片機(jī)應(yīng)用典型案例、接口部分知識(shí)，刪除了同步、異步通信概念、進(jìn)制部分知識(shí)等。

這種改革符合目前國(guó)家教育教學(xué)改革基本方針，可以減輕學(xué)業(yè)壓力，用有限的課時(shí)學(xué)習(xí)盡可能多的知識(shí)，做到“厚積”。在改革過(guò)程中注意積極開(kāi)展教育創(chuàng)新。為培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，積極探索具有創(chuàng)造性的教學(xué)方法和手段，在授課中改變老師唱主角，學(xué)生當(dāng)觀眾的教學(xué)模式：改變學(xué)生靜態(tài)、被動(dòng)接受的地位，建立以學(xué)生為中心的實(shí)踐性教學(xué)模式。利用學(xué)生對(duì)新事物感興趣的心理特點(diǎn)，鼓勵(lì)學(xué)生積極、主動(dòng)地去探究知識(shí)，教會(huì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新的科研方法和在自主的學(xué)習(xí)中學(xué)會(huì)創(chuàng)新。另外在現(xiàn)行開(kāi)設(shè)單片機(jī)課程中，實(shí)踐內(nèi)容所占比例偏少，實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊，內(nèi)容跟不上時(shí)展，因此進(jìn)行了實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)改革，改善教學(xué)與實(shí)踐脫節(jié)的現(xiàn)狀，使各環(huán)節(jié)相互銜接，增加創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，通過(guò)加強(qiáng)動(dòng)手能力的培養(yǎng)，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才。

三、為提高創(chuàng)新能力所采取具體措施

1　提高學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)

興趣是最好的老師，只有有了學(xué)習(xí)興趣，才能夠在學(xué)習(xí)中創(chuàng)新，喜歡創(chuàng)新，注意創(chuàng)新，發(fā)揮自身的創(chuàng)造性。為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在開(kāi)課之后，我們首先向?qū)W生介紹單片機(jī)的多種應(yīng)用功能及其良好的發(fā)展前景，讓學(xué)生明白學(xué)什么、為什么學(xué)和學(xué)會(huì)后能做什么，并利用圖片、錄像和實(shí)物等介紹一些當(dāng)前的單片機(jī)先進(jìn)科技和教師相關(guān)單片機(jī)科研成果；邀請(qǐng)一些單片機(jī)科技公司的技術(shù)人員、知名教授來(lái)校作單片機(jī)知識(shí)專題講座；請(qǐng)一些已畢業(yè)從事與單片機(jī)技術(shù)有關(guān)的學(xué)生來(lái)現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)教育，使他們了解單片微機(jī)在工業(yè)控制、智能化儀器儀表、計(jì)算機(jī)外部設(shè)備、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通訊技術(shù)和家用電器等領(lǐng)域的應(yīng)用及學(xué)好單片機(jī)的重要性和必要性，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，鼓勵(lì)他們動(dòng)腦思考有哪些領(lǐng)域或哪些與我們?nèi)粘Ｉ钕嚓P(guān)的電器或儀表等設(shè)備適合用單片機(jī)控制，從而使學(xué)生具有初步的創(chuàng)新意識(shí)。

2　鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

不斷鼓勵(lì)學(xué)生利用課余時(shí)間進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，制作自己興趣的產(chǎn)品，編寫單片機(jī)程序。由于初學(xué)者一般沒(méi)有開(kāi)發(fā)板和仿真器這些設(shè)備，為了給學(xué)生創(chuàng)造條件，我們采取了以下措施：

(1)給學(xué)生提供一些單片機(jī)仿真軟件，讓學(xué)生在電腦上模擬實(shí)際系統(tǒng)，編寫軟件。例如提供了proteus仿真軟件，它可以仿真51系列、AVR，PIC等常用的MCU及其電路，還可以和keil軟件互聯(lián)，可以像使用仿真器一樣調(diào)試程序。又不需要任何費(fèi)用，特別適合學(xué)生在單片機(jī)學(xué)習(xí)的起步階段使用。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里安裝了這個(gè)軟件，并在教學(xué)過(guò)程中向?qū)W生演示它的功能和使用，鼓勵(lì)有電腦的學(xué)生安裝這個(gè)軟件，讓他們利用課余時(shí)間自己動(dòng)手做做電子表、步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)控制、LED顯示，AD、DA轉(zhuǎn)換，交通燈設(shè)計(jì)等方面的模擬實(shí)驗(yàn)。

(2)鼓勵(lì)有一定經(jīng)濟(jì)條件的學(xué)生買一些小型的單片機(jī)學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)板。目前市場(chǎng)上有很多專門為在校大學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)量身定做學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)板、主控芯片。包括凌陽(yáng)、51系列、AVR系統(tǒng)等，它們價(jià)格低，特別適合于學(xué)生利用課余時(shí)間學(xué)習(xí)單片機(jī)開(kāi)發(fā)。而實(shí)驗(yàn)室也購(gòu)置一部分這樣的開(kāi)發(fā)板，對(duì)學(xué)生開(kāi)放，給學(xué)生創(chuàng)造自主學(xué)習(xí)和開(kāi)發(fā)單片機(jī)系統(tǒng)的環(huán)境，從而培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

3　在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)創(chuàng)新思維

改變?cè)械膶?shí)驗(yàn)教學(xué)模式，減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)，并開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，隨時(shí)恭候?qū)W生的來(lái)臨。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中，以學(xué)生為實(shí)驗(yàn)的主體，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)待實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，并自己動(dòng)手解決這類問(wèn)題。指導(dǎo)教師在實(shí)驗(yàn)的組織管理上起主要作用，而在實(shí)驗(yàn)中僅起指導(dǎo)作用，給學(xué)生指明方向，避免多走彎路，并解答實(shí)驗(yàn)當(dāng)中出現(xiàn)的一些疑難問(wèn)題。例如：在彩燈移動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，鼓勵(lì)學(xué)生編寫不同的移動(dòng)花樣，采用多種不同方法編程，并設(shè)計(jì)電路圖，這樣將生活中常見(jiàn)的小產(chǎn)品與課程實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來(lái)。使同學(xué)們加深對(duì)理論知識(shí)的

理解，學(xué)到了實(shí)際知識(shí)，培養(yǎng)了分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

4　通過(guò)課程設(shè)計(jì)改革培養(yǎng)工程素質(zhì)，強(qiáng)化創(chuàng)新能力。

創(chuàng)新能力不僅僅體現(xiàn)在一些制作發(fā)明上，更重要的是要有必要的工程素質(zhì)。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，注重培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)。從課程設(shè)計(jì)選題開(kāi)始，就要求學(xué)生注意收集相關(guān)資料、作好分工、做好實(shí)驗(yàn)記錄、總結(jié)調(diào)試心得等。使學(xué)生熟悉從立項(xiàng)、方案論證、軟硬件設(shè)計(jì)與調(diào)試、PCB設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、到安裝調(diào)試等電子設(shè)計(jì)的全過(guò)程，系統(tǒng)地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、交流能力、合作能力，使學(xué)生理解并認(rèn)識(shí)了良好的工程規(guī)范。在設(shè)計(jì)階段，引導(dǎo)學(xué)生從不同角度觀察問(wèn)題、提出問(wèn)題、解決問(wèn)題，注意實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性設(shè)計(jì)。在報(bào)告整理階段，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行總結(jié)。從方案設(shè)計(jì)到器件選型，從程序開(kāi)發(fā)到調(diào)試。都要求學(xué)生將實(shí)踐中獲取的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)文字材料，使學(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程逐步體驗(yàn)本課程的系統(tǒng)性。例如，選擇電子時(shí)鐘系統(tǒng)作為課程設(shè)計(jì)的同學(xué)，其硬件電路盡管相對(duì)簡(jiǎn)單，涉及的單片機(jī)資源并不多，大部分同學(xué)都能夠很快的實(shí)現(xiàn)基本功能，但在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，在硬件電路基本不變的情況下，通過(guò)重新規(guī)劃設(shè)計(jì)軟件，實(shí)現(xiàn)許多如計(jì)時(shí)器、萬(wàn)年歷、秒表、定時(shí)報(bào)警器等附加功能。

每年課程設(shè)計(jì)的題目既可從教師給定的題目中選擇，也可以自行擬定，自行擬定的題目在做之前要提交可行性報(bào)告。這就進(jìn)一步鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)新能力。2007―2008學(xué)年我專業(yè)的課程設(shè)計(jì)的可選題目如表2所示：

而課程設(shè)計(jì)評(píng)分依據(jù)學(xué)生的實(shí)際完成情況和文字報(bào)告等進(jìn)行評(píng)價(jià)。例如，確定若干個(gè)基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的儀器系統(tǒng)如時(shí)鐘、點(diǎn)陣顯示器等基本功能供學(xué)生選題。在指定的時(shí)間范圍內(nèi)，提交完成基本功能的儀器系統(tǒng)、相關(guān)文字報(bào)告等，最后進(jìn)行答辯。畢業(yè)設(shè)計(jì)得分由設(shè)計(jì)產(chǎn)品功能和質(zhì)量分(40％)、畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告分(30％)、答辨分(15％)、特色與創(chuàng)新分(15％)等部分組成，并要答辨。

5　通過(guò)考核方法改革考核學(xué)生的創(chuàng)新能力

考核方法作為課程教學(xué)的最后環(huán)節(jié)，它直接檢驗(yàn)教和學(xué)雙方的效果，間接指導(dǎo)著學(xué)生的學(xué)習(xí)。目前《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程使用比較普遍的考核方法仍然是閉卷筆試。應(yīng)該說(shuō)，閉卷考試在基礎(chǔ)理論類課程教學(xué)中，在強(qiáng)化學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握知識(shí)的作用是不可替代的，但《單片機(jī)原理》課程應(yīng)用性、實(shí)踐性都很強(qiáng)，如果仍以閉卷考試作為主要評(píng)價(jià)方法，則不能較好檢驗(yàn)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。因此對(duì)當(dāng)前的考核方法進(jìn)行了改革，并擬建立一種長(zhǎng)期的跟蹤考核制度，將考核重點(diǎn)放在學(xué)生在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力考核上。即將原來(lái)的純筆試改成了設(shè)計(jì)報(bào)告、機(jī)考和筆試相結(jié)合評(píng)分的方法。在課程結(jié)束后學(xué)生要提交一個(gè)設(shè)計(jì)報(bào)告，設(shè)計(jì)一種產(chǎn)品，該報(bào)告的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為：報(bào)告(50％)+創(chuàng)新意識(shí)(30％)+程序調(diào)試(20％)。而機(jī)考指的是在實(shí)驗(yàn)室里現(xiàn)場(chǎng)考核，主要考核學(xué)生動(dòng)手能力和程序調(diào)試能力。而筆試試卷在考核學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上，更強(qiáng)調(diào)學(xué)生的創(chuàng)新性思維，在題型上進(jìn)行了改革。減少了一些需要死記硬背的客觀題，增加了靈活多樣的程序設(shè)計(jì)，電路設(shè)計(jì)等題型。充分考核了學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和創(chuàng)新能力。最終成績(jī)測(cè)評(píng)比例為設(shè)計(jì)報(bào)告(30％)+機(jī)考(20％)+筆試(50％)。

6　開(kāi)展第二課堂，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力

為加強(qiáng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)，我們將課堂教學(xué)延伸到課外，注意對(duì)學(xué)生參與實(shí)踐活動(dòng)興趣的培養(yǎng)。將學(xué)生的課外科技活動(dòng)納入到創(chuàng)新能力培養(yǎng)的過(guò)程中來(lái)，成立了創(chuàng)新電子社團(tuán)，以電氣工程及其自動(dòng)化、電子信息工程專業(yè)學(xué)生為主，其他專業(yè)學(xué)生也可自愿參加。由《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程的主講教師作為主要指導(dǎo)教師，每周輔導(dǎo)1―2次，并提供不同層次的實(shí)踐內(nèi)容，組織多種形式的實(shí)踐活動(dòng)，提出靈活多樣的實(shí)踐要求，吸引學(xué)生主動(dòng)地、有選擇地參與這些實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生根據(jù)自己的發(fā)展方向，結(jié)合自己的興趣和需求，選擇適合自己的題目或感興趣的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)和制作過(guò)程中，教師給予適度的指導(dǎo)，使學(xué)生能夠獨(dú)立、主動(dòng)、保質(zhì)保量地完成自己的設(shè)計(jì)目標(biāo)和任務(wù)，把學(xué)生被動(dòng)地學(xué)習(xí)變成積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)，把依賴于老師的學(xué)習(xí)變成獨(dú)立的學(xué)習(xí)和思考。設(shè)計(jì)題目和產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)也增強(qiáng)了學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題的自信心，進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)的興趣。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生可以通過(guò)第二課堂對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充和提升，可以根據(jù)自己的興趣進(jìn)行選題、完成自己感興趣的課外實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、設(shè)計(jì)和電子制作，可以自己設(shè)計(jì)電子作品等，這樣就使他們?cè)谕瓿蓪W(xué)習(xí)任務(wù)的基礎(chǔ)上，使自己的創(chuàng)新思想得以實(shí)現(xiàn)。大大激發(fā)了學(xué)生的課外學(xué)習(xí)興趣和主觀能動(dòng)性。也為學(xué)生提供了自由發(fā)展的空間，提高了學(xué)生的創(chuàng)造能力。

7　依托各種競(jìng)賽，推進(jìn)課程改革，提高創(chuàng)新能力

積極參加全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、盛群杯單片機(jī)競(jìng)賽，飛思卡爾智能車競(jìng)賽等各類比賽。這些競(jìng)賽既培養(yǎng)了學(xué)生電子設(shè)計(jì)能力，提高了實(shí)踐能力，也鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。通過(guò)各類競(jìng)賽，掊養(yǎng)一部分學(xué)生的動(dòng)力創(chuàng)新能力，再通過(guò)宣傳，使其它學(xué)生對(duì)單片機(jī)學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣，為參加這些競(jìng)賽而努力，從而進(jìn)一步提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

四　結(jié)束語(yǔ)

在進(jìn)行了課程改革以后，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情受到了很大的激發(fā)，出現(xiàn)了自主式學(xué)習(xí)的熱潮。由于課程的改革，使理論教學(xué)的時(shí)間大大縮短，學(xué)生有了更多動(dòng)手和思考的時(shí)間，在課程結(jié)束時(shí)，大多數(shù)同學(xué)提交了自己的作品，更有部分同學(xué)在單片機(jī)比賽中取得了優(yōu)異的成績(jī)。我們將以此為契機(jī)，積極、主動(dòng)地促進(jìn)單片機(jī)課程的進(jìn)一步改革，使單片機(jī)課程跟上時(shí)展的潮流，使學(xué)生學(xué)完單片機(jī)后，不僅僅具有初步單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)能力，還具有了一定的創(chuàng)新能力，有效的提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。

參考文獻(xiàn)

[1]江世明，劉湘濤，申壽云等.省級(jí)重點(diǎn)建設(shè)課程《單片機(jī)原理及應(yīng)用》的創(chuàng)新與實(shí)踐[J]懷化學(xué)院學(xué)報(bào)，第2006，25(8)：162―163.

[2]龔益民.《單片機(jī)原理及應(yīng)用》教學(xué)改革與實(shí)踐[J].2007，(5)：119―120

篇6

關(guān)鍵詞 單片機(jī) 現(xiàn)狀 教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkx.2016.12.039

Abstract Based on the characteristics of MCU course， we analyzes the current teaching situation and the problems existed in MCU course， then carry out teaching reform from teaching content， teaching methods and examination forms， aimed at improving students’ study enthusiasm and the ability to analyze problems， enhancing their innovation ability and overall quality， and pointed out how to improve the existing teaching mode to improve the quality of teaching.

Keywords MCU course； current situation； teaching reform

0 引言

“單片機(jī)原理及應(yīng)用”作為電子信息工程的一門重要專業(yè)課，具有實(shí)踐性、應(yīng)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，并且強(qiáng)調(diào)硬件設(shè)計(jì)與軟件開(kāi)發(fā)于一體。該技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化控制、自動(dòng)檢測(cè)、家用電器、儀器儀表、機(jī)械電子等諸多領(lǐng)域中，①這些領(lǐng)域也是電子信息工程專業(yè)學(xué)生的主要就業(yè)去向。通過(guò)這門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以掌握單片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及如何編寫程序，這將為后續(xù)嵌入式等課程的學(xué)習(xí)以及畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)打下基礎(chǔ)。隨著當(dāng)前社會(huì)的不斷發(fā)展進(jìn)步，各類智能設(shè)備層出不窮，因此單片機(jī)必然有其用武之地。為了適應(yīng)目前就業(yè)形勢(shì)的需要，并且使學(xué)生在學(xué)習(xí)單片機(jī)知識(shí)時(shí)能夠具有較高的效率，有必要對(duì)單片機(jī)課程的教學(xué)進(jìn)行改革，從而來(lái)提高學(xué)生的動(dòng)手能力，增強(qiáng)學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)力。

1 單片機(jī)課程教學(xué)現(xiàn)狀與存在的問(wèn)題

第一，單片機(jī)原理及應(yīng)用這門課涉及到比較多的專業(yè)基礎(chǔ)課程，如C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)字電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)等，對(duì)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)要求較高，而通常學(xué)生專業(yè)知識(shí)比較薄弱，有的專業(yè)知識(shí)遺忘，對(duì)單片機(jī)的學(xué)習(xí)造成困難。第二，單片機(jī)這門課程的內(nèi)容和概念多并且都比較抽象，各個(gè)功能模塊間有著密切的聯(lián)系，對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)難以掌握和理解。第三，單片機(jī)課程理論教學(xué)模式比較單一，以往傳統(tǒng)的教學(xué)模式都是老師講課、學(xué)生聽(tīng)、比較枯燥乏味，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，學(xué)習(xí)效果不佳，不能激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，并且實(shí)驗(yàn)也是驗(yàn)證性的居多，不利于培養(yǎng)學(xué)生單片機(jī)程序設(shè)計(jì)和硬件開(kāi)發(fā)的能力。因此，任課教師都在探索新方法以提高單片機(jī)課程的教學(xué)效果。②③④⑤⑥第四，課程考核形式單一，主要以閉卷考試為主，學(xué)生通過(guò)考前突擊也可能取得較好的成績(jī)，但是可能缺乏動(dòng)手能力，這種考核方式不能全面衡量學(xué)生對(duì)這門課程的掌握程度。下文分別從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及考核形式3個(gè)環(huán)節(jié)提出改革方案，通過(guò)改革，旨在提高學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，使學(xué)生有較強(qiáng)的專業(yè)技能，從而培養(yǎng)出適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)發(fā)展需要的專業(yè)技術(shù)人才。

2 教學(xué)內(nèi)容的改革

由于“單片機(jī)原理及應(yīng)用”這門課程的內(nèi)容比較抽象、概念多并且邏輯性強(qiáng)，因此在授課的過(guò)程中要注意控制好理論知識(shí)的深度，減少一些記憶性與陳述性的知識(shí)，加強(qiáng)與實(shí)踐結(jié)合，可以以電子設(shè)計(jì)大賽的一些作品為例，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用?？刹捎冒咐浇虒W(xué)的方式來(lái)吸引學(xué)生注意力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。例如，在講授單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器這個(gè)章節(jié)內(nèi)容的時(shí)候，一些學(xué)生對(duì)于如何設(shè)置IP、TMOD、IE、TCON等特殊功能寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)的功能難以理解，但是他們對(duì)引言部分中介紹的設(shè)計(jì)萬(wàn)年歷的例子有較大的興趣，因此可以先用PPT展示一下萬(wàn)年歷設(shè)計(jì)的過(guò)程，讓學(xué)生帶著問(wèn)題去學(xué)習(xí)寄存器設(shè)置等方面的知識(shí)，可大大提高他們的理解效果。在教材建設(shè)方面，教材中一些陳舊的內(nèi)容已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)前技術(shù)發(fā)展的需要，所以應(yīng)當(dāng)適時(shí)地更新教材，有助于不斷補(bǔ)充新知識(shí)和新技術(shù)，克服長(zhǎng)時(shí)間選用同一教材知識(shí)的滯后性，此外，教師在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)學(xué)生的實(shí)際需求以及學(xué)校制定的人才培養(yǎng)計(jì)劃編寫合m的教學(xué)大綱，從單一到綜合，簡(jiǎn)單到復(fù)雜，逐層遞進(jìn)安排教學(xué)內(nèi)容，對(duì)教學(xué)內(nèi)容劃分成三個(gè)大模塊，第一個(gè)部分為單片機(jī)的工作原理和硬件結(jié)構(gòu)組成，讓學(xué)生對(duì)單片機(jī)有一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)，第二個(gè)部分介紹單片機(jī)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，使學(xué)生掌握程序的編寫方法，第三個(gè)部分為中斷系統(tǒng)，定時(shí)計(jì)數(shù)器以及串行口通信等，使學(xué)生了解單片機(jī)控制系統(tǒng)，并能夠?qū)纹瑱C(jī)進(jìn)行開(kāi)發(fā)應(yīng)用，這種劃分模塊的方法，可以使得課程內(nèi)容條理分明，重點(diǎn)更加突出。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，首先，要認(rèn)真設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐能力，在以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱中，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較少，多數(shù)實(shí)驗(yàn)是以驗(yàn)證性為主，設(shè)計(jì)型、創(chuàng)新型的實(shí)驗(yàn)較少，學(xué)生通常是機(jī)械式地根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書完成實(shí)驗(yàn)，并且有些實(shí)驗(yàn)程序是都已經(jīng)編寫好提供給用戶的，這樣的實(shí)驗(yàn)將不利于他們動(dòng)手能力的培養(yǎng)，因此需要根據(jù)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)理解情況調(diào)整實(shí)驗(yàn)側(cè)重點(diǎn)，除了教學(xué)大綱中規(guī)定的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)外，大綱中可以適當(dāng)增加設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)。為了給學(xué)生提供了更多動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)，學(xué)校還可以適當(dāng)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，鼓勵(lì)學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生在課余時(shí)間利用實(shí)驗(yàn)室資源學(xué)習(xí)單片機(jī)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)一步彌補(bǔ)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的不足。

3 教學(xué)方法改革

在教學(xué)過(guò)程中，可以多種教學(xué)方法并用，這樣有助于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。采用板書與多媒體手段相結(jié)合的教學(xué)方式，比如對(duì)于程序設(shè)計(jì)我們可以利用板書來(lái)講解，通過(guò)利用多媒體進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)演示和調(diào)試程序，使學(xué)生在課堂上就能夠觀察到程序運(yùn)行的現(xiàn)象和結(jié)果，給學(xué)生直觀感受，使抽象的內(nèi)容變得生動(dòng)、形象，有利于產(chǎn)生好奇，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。除了傳統(tǒng)的“多媒體+板書”的方式外，還可以采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、項(xiàng)目教學(xué)法、討論法等教學(xué)方法。比如在講解匯編指令這部分內(nèi)容的時(shí)候可以適當(dāng)縮減講授學(xué)時(shí)，轉(zhuǎn)為任務(wù)驅(qū)動(dòng)型的學(xué)習(xí)方式，只對(duì)一些比較常用的指令進(jìn)行認(rèn)真講解，余下的一些指令以課后作業(yè)的形式布置給學(xué)生自己學(xué)習(xí)，這種方式有助于培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。課堂上還可以給學(xué)生展示一些單片機(jī)的小應(yīng)用、小制作的實(shí)物，并針對(duì)這些實(shí)物多與學(xué)生交流、討論，通過(guò)這些展示培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。教師還需要適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生充分利用學(xué)校網(wǎng)絡(luò)資源，查閱課程資料或文獻(xiàn)，以及進(jìn)行課外的學(xué)習(xí)上的交流互動(dòng)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，對(duì)于一些比較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，可以把學(xué)生分成若干個(gè)小組，每個(gè)小組大概由 4～5名自學(xué)能力比較弱和比較強(qiáng)的學(xué)生搭配構(gòu)成，教師在講授完必要的基礎(chǔ)知識(shí)以及實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)后，就可以讓各個(gè)小組學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)、實(shí)踐、交流和討論來(lái)完成實(shí)驗(yàn)，等實(shí)驗(yàn)完成后再?gòu)拿總€(gè)小組中選一個(gè)人來(lái)進(jìn)行過(guò)程講解和結(jié)果演示。這種分組教學(xué)的方式能夠培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神并且提高他們的自學(xué)能力。單片機(jī)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，因此需要強(qiáng)化課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生利用所掌握的知識(shí)獨(dú)立設(shè)計(jì)一個(gè)小型的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，通過(guò)課程設(shè)計(jì)可以很好地鍛煉了學(xué)生的實(shí)戰(zhàn)能力，同時(shí)可以讓學(xué)生查漏補(bǔ)缺，進(jìn)一步鞏固所學(xué)知識(shí)。另外，平時(shí)需要多鼓勵(lì)實(shí)踐能力比較強(qiáng)的學(xué)生積極參加各類電子設(shè)計(jì)大賽，鍛煉他們的實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)合作精神，培養(yǎng)綜合素質(zhì)，同時(shí)也為學(xué)校爭(zhēng)得榮譽(yù)。

4 課程考核模式改革

以往的考核方式單一，主要以期末閉卷筆試為主，有的學(xué)生可能通過(guò)考前突擊也可以取得不錯(cuò)的成績(jī)，這樣就無(wú)法全面地反映學(xué)生單片機(jī)的實(shí)際編程能力以及對(duì)知識(shí)的掌握程度，所以應(yīng)該增加實(shí)驗(yàn)考核，并且合理設(shè)置實(shí)驗(yàn)成績(jī)、平時(shí)成績(jī)以及理論成績(jī)的比例，可以采用課程總成績(jī)=期末筆試成績(jī)？5%+實(shí)驗(yàn)成績(jī)？0%+平時(shí)表現(xiàn)？5%的方式進(jìn)行考核，引導(dǎo)學(xué)生不要重理論輕實(shí)踐，因此只要學(xué)生在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中熟練掌握了基本技能，最終的總成績(jī)都不會(huì)太低。這樣的考核方式能夠激發(fā)學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)的積極性，更能反映學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力及對(duì)知識(shí)的掌握程度。

5 總結(jié)

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，因此單片機(jī)的教學(xué)改革十分必要。本文首先分析了“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程現(xiàn)狀與教學(xué)中存在的問(wèn)題，接著分別從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核形式等方面對(duì)單片機(jī)課程進(jìn)行了教學(xué)改革探討，充分注重理論與實(shí)踐相結(jié)合的原則，因材施教，重視學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力，也為畢業(yè)后的順利就業(yè)打下基礎(chǔ)。希望通過(guò)本文中提出的教學(xué)改革思路，能夠進(jìn)一步提高單片機(jī)的教學(xué)效果，同時(shí)為社會(huì)培養(yǎng)出具有創(chuàng)新能力的單片機(jī)應(yīng)用型人才。

注釋

① 文武松等.紋機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2015.

② 石明江，顧亞雄，張禾.單片機(jī)原理與應(yīng)用課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].計(jì)算機(jī)教育，2011（6）.

③ 劉志壯，張文昭，周文真.單片機(jī)原理課程教學(xué)改革研究與實(shí)踐[J].當(dāng)代教育理論與實(shí)踐，2014（9）.

④ 王琦，孟昕元，楊曉.單片機(jī)課程教學(xué)改革與探索[J].河南機(jī)電高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2015.3（23）.

篇7

一、建設(shè)目的及意義

單片機(jī)是一門有實(shí)際意義的專業(yè)課，學(xué)好它對(duì)以后學(xué)生的技能競(jìng)賽，就業(yè)有莫大的幫助。建設(shè)一個(gè)功能全面的工作室，顯然是關(guān)鍵之一。工作室建成后，擬達(dá)到如下目的：（1）滿足日常單片機(jī)教學(xué)，為工學(xué)結(jié)合提供必要條件；（2）理論結(jié)合實(shí)際，加強(qiáng)學(xué)生的綜合動(dòng)手能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；（3）完善課程體系，指導(dǎo)專業(yè)建設(shè)；（4）更好為各類技能競(jìng)賽服務(wù)，或做人才儲(chǔ)備；（5）增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

二、工作室設(shè)施建設(shè)

目前已有單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室一間，在原有的基礎(chǔ)上增加設(shè)備數(shù)量，首先保證日常教學(xué)的需求。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)技能競(jìng)賽訓(xùn)練要求，配備了FPGA等開(kāi)發(fā)板，其他測(cè)量焊接等設(shè)備。在實(shí)踐的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，單片機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)備一般只滿足教學(xué)要求，完成一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，對(duì)于一些探索性實(shí)驗(yàn)就難以滿足，特別是一些技能拓展訓(xùn)練。因此，在實(shí)驗(yàn)室里引進(jìn)proteus等仿真軟件，可以按照設(shè)計(jì)需求進(jìn)行仿真，增加了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性，避免因設(shè)計(jì)錯(cuò)誤而導(dǎo)致的浪費(fèi)。

三、工作室內(nèi)涵建設(shè)

1.各年級(jí)學(xué)生分類培訓(xùn)。一年級(jí)學(xué)生因?yàn)樯形唇佑|到專業(yè)知識(shí)，故選拔主要以學(xué)生興趣和進(jìn)校基礎(chǔ)為主。一年級(jí)學(xué)生訓(xùn)練是以打好基礎(chǔ)為主，主要培養(yǎng)文獻(xiàn)檢索閱讀寫作能力，各種信號(hào)測(cè)量能力，基本電路仿真能力，簡(jiǎn)單語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)能力，焊接裝配能力等。訓(xùn)練地點(diǎn)可以不局限于工作室，并且可以通過(guò)高年級(jí)同學(xué)“扶、幫、帶”，達(dá)到既定效果。

二年級(jí)學(xué)生由于已經(jīng)接觸到部分專業(yè)課，加上有了前期的訓(xùn)練的基礎(chǔ)，可以進(jìn)行專業(yè)訓(xùn)練，項(xiàng)目包括單片機(jī)應(yīng)用、電路設(shè)計(jì)及仿真、也可以圍繞技能競(jìng)賽展開(kāi)訓(xùn)練。二年級(jí)學(xué)生已經(jīng)跟老師接觸一年多了，所以選拔除了之前取得的成績(jī)，更主要考慮的是學(xué)生的平常表現(xiàn)及任務(wù)完成情況。

三年級(jí)學(xué)生課程已經(jīng)基本結(jié)束，并且有很多已經(jīng)在外實(shí)習(xí)，考慮到部分同學(xué)留校接受專接本教育，所以對(duì)這些同學(xué)開(kāi)放，作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的完成場(chǎng)所，為同學(xué)順利畢業(yè)和以后的深造奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。

2.工作室管理。學(xué)生參加培訓(xùn)原則上不能影響正常的教學(xué)秩序，應(yīng)合理利用課外時(shí)間，因此，該工作室更多是在課后或晚上進(jìn)行開(kāi)放，這樣對(duì)工作室管理工作是個(gè)挑戰(zhàn)。所以從中選取一個(gè)責(zé)任心強(qiáng)，動(dòng)手能力強(qiáng)，能正確維護(hù)各種儀器，并能解決一些突況的學(xué)生作為安全責(zé)任人，來(lái)維護(hù)整個(gè)工作室的安全及保障設(shè)備的正常運(yùn)作，輔助指導(dǎo)教師進(jìn)行工作室的管理。

3.考核措施。為了營(yíng)造一個(gè)積極的氣氛，讓更多的學(xué)生能參與進(jìn)來(lái)，給在訓(xùn)同學(xué)一定的激勵(lì)，應(yīng)引進(jìn)一種考核及淘汰措施，除了常規(guī)的考核外，更注重過(guò)程性考核。學(xué)生應(yīng)該定時(shí)跟指導(dǎo)教師進(jìn)行交流，內(nèi)容包括，近期項(xiàng)目完成情況、進(jìn)度、存在的難點(diǎn)及疑點(diǎn)，并對(duì)下次交流及預(yù)期的效果進(jìn)行估算，作為考核的參考。對(duì)低年級(jí)同學(xué)進(jìn)行交流、幫助及指導(dǎo)也是考核的一部分。

篇8

單片機(jī)具有體積小、價(jià)格低、應(yīng)用方便、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)控制、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、儀器儀表、汽車電子等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[1-2]。單片機(jī)是高校電氣、電子、自動(dòng)化等專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，其理論性、實(shí)踐性、應(yīng)用性較強(qiáng)。單片機(jī)課程主要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和利用單片機(jī)以及所學(xué)知識(shí)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的能力，課程設(shè)計(jì)是單片機(jī)課程實(shí)踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，顯得尤為重要。在單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中引入CDIO先進(jìn)教學(xué)理念，對(duì)其進(jìn)行改革和創(chuàng)新，以便能更好地提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、工程思維、創(chuàng)新意識(shí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等，從而提高教學(xué)效果。

1單片機(jī)課程設(shè)計(jì)教學(xué)現(xiàn)狀

單片機(jī)課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題和提升學(xué)生動(dòng)手能力的重要環(huán)節(jié)。目前單片機(jī)課程設(shè)計(jì)教學(xué)主要存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題[3]。

1.1時(shí)間安排不合理

單片機(jī)課程設(shè)計(jì)通常安排在學(xué)期末的最后一周，時(shí)間短，再加上學(xué)生花時(shí)間進(jìn)行期末考試復(fù)習(xí)，往往疏于做單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，導(dǎo)致教學(xué)效果不理想。

1.2單片機(jī)課程設(shè)計(jì)選題單一

單片機(jī)課程設(shè)計(jì)選題來(lái)源單一，沒(méi)有讓學(xué)生參與，題目通常由老師布置給學(xué)生，題目數(shù)量少，往往一個(gè)班多個(gè)學(xué)生共用一個(gè)題目，忽略了學(xué)生間的個(gè)體差異，沒(méi)有讓不同能力的學(xué)生發(fā)揮所學(xué)之長(zhǎng)，不能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

1.3單片機(jī)課程設(shè)計(jì)的組織實(shí)施不合理

單片機(jī)課程設(shè)計(jì)往往由老師統(tǒng)一組織實(shí)施，雖然有的也進(jìn)行了分組，但是小組沒(méi)有有效的組織，沒(méi)有培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力；由于課程設(shè)計(jì)時(shí)間短，學(xué)生通常只在Proteus軟件中進(jìn)行仿真，并沒(méi)有進(jìn)行實(shí)物制作，學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力沒(méi)有得到有效的提高，課程設(shè)計(jì)的作用沒(méi)有得到有效的體現(xiàn)。

1.4單片機(jī)課程設(shè)計(jì)的考核方式不合理

考核是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的重要手段，單片機(jī)課程設(shè)計(jì)的考核方式單一且不合理，課程設(shè)計(jì)的成績(jī)通常由課堂出勤和設(shè)計(jì)報(bào)告組成，不能全面、客觀地反映學(xué)生的真實(shí)情況。

2CDIO工程教育理念

CDIO理念是一種先進(jìn)的工程教育理念，其包含構(gòu)思（concept）—設(shè)計(jì)（design）—實(shí)施（implement）—運(yùn)行（operate）4個(gè)方面，也是這4個(gè)英文單詞首字母的縮寫。CDIO理念是“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目教與學(xué)（PBL）”模式的概括集中體現(xiàn)，它以實(shí)際的工程項(xiàng)目為背景，以產(chǎn)品從研發(fā)到運(yùn)行的生命周期為載體，將理論知識(shí)融入工程項(xiàng)目實(shí)踐中，讓學(xué)生在工程實(shí)踐中對(duì)知識(shí)理解并應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、工程思維、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力[4-8]。

3基于CDIO理念的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革與實(shí)踐

將CDIO先進(jìn)的工程教育理念應(yīng)用到單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，從課程設(shè)計(jì)的時(shí)間安排、選題、組織實(shí)施、考核等方面進(jìn)行改革。將項(xiàng)目構(gòu)思、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施和項(xiàng)目運(yùn)行貫穿課程設(shè)計(jì)全過(guò)程，以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，通過(guò)課程設(shè)計(jì)幫助學(xué)生加深對(duì)單片機(jī)和相關(guān)課程知識(shí)的理解和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)。

3.1課程設(shè)計(jì)時(shí)間安排

以往的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)通常安排在學(xué)期末最后一周集中時(shí)間進(jìn)行，由于設(shè)計(jì)時(shí)間短、任務(wù)重，加上學(xué)生還要進(jìn)行期末考試課程的復(fù)習(xí)，不能專注單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，導(dǎo)致效果不理想，因此將單片機(jī)課程設(shè)計(jì)提前3周布置給學(xué)生，讓學(xué)生有充足的時(shí)間去完成。第1周：學(xué)生查閱相關(guān)資料，確定實(shí)施方案并交老師進(jìn)行可行性審核；第2周：進(jìn)行硬件和軟件設(shè)計(jì)，并在Proteus中仿真，仿真通過(guò)后方可進(jìn)入下一個(gè)環(huán)節(jié)；第3周：實(shí)物制作，發(fā)放項(xiàng)目所需的電子元器件，學(xué)生在萬(wàn)能板上完成制作并調(diào)試；第4周：答辯考核環(huán)節(jié)，學(xué)生匯報(bào)演示作品，教師提問(wèn)1~2個(gè)問(wèn)題，答辯結(jié)束后，學(xué)生上交作品和設(shè)計(jì)說(shuō)明書[9]。

3.2課程設(shè)計(jì)選題

選題是單片機(jī)課程設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，課程設(shè)計(jì)不同于課程實(shí)驗(yàn)，也不同于畢業(yè)設(shè)計(jì)，因此，選題既要結(jié)合單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域，盡可能覆蓋單片機(jī)課程的主要知識(shí)點(diǎn)，又要注意與其他課程的銜接。選題還要充分考慮學(xué)生個(gè)體差異，在難易程度上要有層次性，以滿足不同層次學(xué)生的需要。選題來(lái)源主要有[10-11]：①教師自選，教師可以從自己的科研項(xiàng)目或企業(yè)項(xiàng)目中選取，也可以參考電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽題目；②學(xué)生自主選題，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣自主選擇題目，經(jīng)與指導(dǎo)老師協(xié)商后確定。可選課題有交通燈遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)、波形發(fā)生器、數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)與制作、電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量與控制、數(shù)字鐘等。課題確定后，教師設(shè)計(jì)好課程設(shè)計(jì)任務(wù)書發(fā)放給學(xué)生，讓學(xué)生了解項(xiàng)目具體要求。表1是以波形發(fā)生器為例，將CDIO理念融入學(xué)生的知識(shí)、能力、情感等方面的培養(yǎng)。

3.3課程設(shè)計(jì)組織實(shí)施

課程設(shè)計(jì)采用分組方式進(jìn)行，每組3人，設(shè)組長(zhǎng)1名，每組自由選題，共同完成。每組由組長(zhǎng)組織組員完成從項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)到項(xiàng)目完成的各項(xiàng)工作，如組織討論設(shè)計(jì)方案、遇到的問(wèn)題以及硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、實(shí)物制作、設(shè)計(jì)說(shuō)明書撰寫等組內(nèi)分工。教師從旁指導(dǎo)，讓學(xué)生自我組織、自我管理，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。組織實(shí)施過(guò)程以學(xué)生為主、教師為輔，將CDIO理念充分融入課程設(shè)計(jì)的全過(guò)程。根據(jù)CDIO工程教育理念組織項(xiàng)目實(shí)施，實(shí)施流程。

根據(jù)CDIO理念，以波形發(fā)生器的設(shè)計(jì)與制作為例，項(xiàng)目的具體實(shí)施過(guò)程如下。

（1）項(xiàng)目構(gòu)思階段（concept）：學(xué)生根據(jù)波形發(fā)生器的功能和具體技術(shù)指標(biāo)要求（能生成的波形種類、周期等）查閱相關(guān)資料，組內(nèi)成員根據(jù)相關(guān)要求和資料提出各自的實(shí)施方案，由組長(zhǎng)組織小組內(nèi)討論，初步確定實(shí)施方案。采用5個(gè)按鍵分別生成5種波形（正弦波、鋸齒波、三角波、方波和梯形波），采用DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換器將單片機(jī)輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量，由于DAC0832是電流型輸出器件，需要增加I-V轉(zhuǎn)換電路，輸出波形引腳與示波器連接。具體電路模塊有單片機(jī)最小系統(tǒng)、按鍵接口電路、DAC082接口電路、I-V轉(zhuǎn)換電路等。教師對(duì)小組提交的實(shí)施方案可行性進(jìn)行審核，提出指導(dǎo)性意見(jiàn)，最終確定實(shí)施方案。

（2）項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段（design）：本階段包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，學(xué)生根據(jù)實(shí)施方案列出詳細(xì)的元器件清單并設(shè)計(jì)各模塊電路，編寫相關(guān)程序，調(diào)試、編譯生成HEX文件。首先在Proteus軟件上進(jìn)行仿真，以熟悉各電路的具體連接，仿真通過(guò)后，再繪制原理圖，生成PCB圖，為下一階段作準(zhǔn)備。

（3）項(xiàng)目實(shí)施階段（implement）：學(xué)生根據(jù)PCB圖，選擇元器件，并在萬(wàn)能板上焊接實(shí)施，焊接完成后，將程序下載到單片機(jī)中，通電進(jìn)行調(diào)試，觀察能否實(shí)現(xiàn)功能要求，不能實(shí)現(xiàn)的查明原因并及時(shí)修正。焊接調(diào)試完成后，撰寫作品的設(shè)計(jì)說(shuō)明書。

（4）項(xiàng)目運(yùn)行階段（operate）：硬件電路調(diào)試完成后，學(xué)生以組為單位，制作PPT，公開(kāi)匯報(bào)和演示作品，重點(diǎn)匯報(bào)實(shí)施方案的形成過(guò)程、項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中遇到的問(wèn)題、如何解決等。匯報(bào)后，演示相應(yīng)的作品，并回答老師和學(xué)生的提問(wèn)。

3.4課程設(shè)計(jì)考核

考核是檢驗(yàn)學(xué)生課程設(shè)計(jì)完成情況的重要手段，不僅要能檢驗(yàn)學(xué)生的知識(shí)掌握情況，更重要的是還要能檢驗(yàn)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、工程素養(yǎng)等。通過(guò)考核促進(jìn)學(xué)生積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)、積極動(dòng)手參加實(shí)踐，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。改革傳統(tǒng)只有考勤和設(shè)計(jì)說(shuō)明書成績(jī)作為學(xué)生最終成績(jī)的考核方式，采用過(guò)程考核方式為主、答辯考核相結(jié)合的考核方式。過(guò)程考核主要由學(xué)生自評(píng)、小組內(nèi)互評(píng)、教師評(píng)價(jià)組成，過(guò)程考核貫穿項(xiàng)目實(shí)施的全過(guò)程，根據(jù)課程設(shè)計(jì)的時(shí)間安排，每周安排一次考核[12]。

學(xué)生自評(píng)：學(xué)生結(jié)合自身情況從學(xué)習(xí)態(tài)度、職業(yè)素養(yǎng)（是否按要求操作、維護(hù)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境衛(wèi)生、文明禮貌等）、工作能力（資料收集能力、分析問(wèn)題與解決問(wèn)題能力、工作思路清晰）、階段任務(wù)完成情況等方面對(duì)自己評(píng)價(jià)。學(xué)生自評(píng)占過(guò)程考核的20%。

小組內(nèi)互評(píng)：小組內(nèi)成員之間從學(xué)習(xí)態(tài)度、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、職業(yè)素養(yǎng)（是否按要求操作、維護(hù)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境衛(wèi)生、文明禮貌等）、工作能力（資料收集能力、分析問(wèn)題與解決問(wèn)題能力、工作思路清晰）、階段任務(wù)完成情況等方面相互評(píng)價(jià)。小組內(nèi)互評(píng)占過(guò)程考核的30%。教師評(píng)價(jià)：教師根據(jù)學(xué)生的出勤情況、操作是否規(guī)范、操作熟練程度、分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。教師評(píng)價(jià)占過(guò)程考核的50%。

課程設(shè)計(jì)完成后組織答辯考核，學(xué)生制作匯報(bào)PPT，首先從設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)構(gòu)思、設(shè)計(jì)創(chuàng)意等方面匯報(bào)；其次進(jìn)行實(shí)物演示；最后老師、其他學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)提問(wèn)。教師根據(jù)學(xué)生答辯情況、回答問(wèn)題情況、作品完成情況以及設(shè)計(jì)說(shuō)明書撰寫情況給學(xué)生評(píng)分。學(xué)生課程設(shè)計(jì)的成績(jī)由過(guò)程考核（70%）和答辯考核（30%）組成。

篇9

關(guān)鍵詞：職業(yè)教育；單片機(jī)；實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1002-7661（2014）15-004-01

單片機(jī)課程是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，必須通過(guò)一系列的軟硬件實(shí)驗(yàn)，才能做到理論聯(lián)系實(shí)際，才能學(xué)好學(xué)懂，取得良好的教學(xué)效果。因此，在理論教學(xué)中應(yīng)更多的融入實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。為了鞏固和加深學(xué)生對(duì)基本概念及基本原理的理解與掌握，并進(jìn)一步培養(yǎng)和提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，因此，在理論教學(xué)過(guò)程中完成相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課程。

但是通過(guò)深入調(diào)研，發(fā)現(xiàn)目前許多職業(yè)教育院校的傳統(tǒng)單片機(jī)課程實(shí)踐項(xiàng)目與社會(huì)實(shí)際需求嚴(yán)重脫節(jié)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目單一。而且，往往忽視了職業(yè)教育院校學(xué)員“形象思維能力強(qiáng)、抽象思維能力相對(duì)較弱”的認(rèn)知特點(diǎn)。造成了現(xiàn)行實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容對(duì)學(xué)員難度偏大、實(shí)用性差、效率低的尷尬現(xiàn)狀。

為擺脫現(xiàn)狀、提高效率，筆者在近幾年教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行了一些探索。

一、在實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行大膽創(chuàng)新

首先，應(yīng)對(duì)單片機(jī)課程實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行大幅度的革新，建議在必修實(shí)踐課程中，大幅度減少匯編語(yǔ)言等軟件編程項(xiàng)目，增強(qiáng)基本I/O端口編程控制，增加課時(shí)學(xué)習(xí)單片機(jī)控制電路的安裝、調(diào)試和排除故障等實(shí)用性較強(qiáng)的內(nèi)容；在選修實(shí)踐課程中，主要加強(qiáng)單片機(jī)的軟件編程能力訓(xùn)練，為基礎(chǔ)較好、學(xué)有余力的學(xué)員提供進(jìn)一步學(xué)習(xí)提升的機(jī)會(huì)。

此外，為更好培養(yǎng)學(xué)生熟練掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，學(xué)生應(yīng)能夠根據(jù)要求，自行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)有一定實(shí)用價(jià)值的單片機(jī)系統(tǒng)。要達(dá)到這種培養(yǎng)目標(biāo)，需要較長(zhǎng)的學(xué)習(xí)時(shí)間，應(yīng)在完成單片機(jī)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，利用畢業(yè)設(shè)計(jì)或者電子競(jìng)賽培訓(xùn)等方式進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練。在課題選擇方面，可貼近工程應(yīng)用，并將前期掌握的基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容加以綜合運(yùn)用，提高學(xué)生設(shè)計(jì)較復(fù)雜系統(tǒng)的能力。例如選取設(shè)計(jì)電子密碼鎖的課題，綜合按鍵輸入、存儲(chǔ)器控制、液晶顯示、蜂鳴器報(bào)警多種器件的使用，使學(xué)生能夠在熟悉的知識(shí)環(huán)境中逐步接近實(shí)際應(yīng)用。電子設(shè)計(jì)大賽考察學(xué)生對(duì)電子系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)能力，在培訓(xùn)中，除了講授單片機(jī)的相關(guān)內(nèi)容，還應(yīng)講解通信、控制方面的知識(shí)，如介紹無(wú)線收發(fā)電路的設(shè)計(jì)、電機(jī)控制等內(nèi)容。

二、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)仿真板的應(yīng)用

在硬件資源比較緊張的情況下，可以采用仿真軟件進(jìn)行相關(guān)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)，這樣可以在節(jié)約資金的同時(shí)，增加學(xué)生的實(shí)踐能力。

仿真軟件的應(yīng)用使得單片機(jī)電子鐘、鍵盤設(shè)計(jì)等大型實(shí)踐作業(yè)可以在普通機(jī)房和單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室交替進(jìn)行，如果學(xué)生有個(gè)人電腦，學(xué)生的大型作業(yè)甚至可以回到宿舍完成，此舉不但可提高學(xué)校實(shí)踐教學(xué)資源的利用效率，而且增強(qiáng)了實(shí)踐教學(xué)的靈活性。

三、以項(xiàng)目為牽引，推動(dòng)理論實(shí)踐一體化教學(xué)

依托精心設(shè)計(jì)的實(shí)踐項(xiàng)目，將課程知識(shí)體系打散，重新將知識(shí)、技能有機(jī)融合到具體的實(shí)踐項(xiàng)目中。讓學(xué)員在親自動(dòng)手完成這些項(xiàng)目的實(shí)踐過(guò)程中，切實(shí)掌握知識(shí)、形成技能，實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)的目標(biāo)。進(jìn)而促成實(shí)踐教學(xué)對(duì)理論教學(xué)的有效支撐，并從根本上激發(fā)學(xué)員的積極性和創(chuàng)造性。通過(guò)一些針對(duì)性強(qiáng)、有趣的項(xiàng)目來(lái)激發(fā)學(xué)員的創(chuàng)造熱情，使他們?cè)谳p松愉悅環(huán)境中完成項(xiàng)目安裝、焊接與檢測(cè)，學(xué)會(huì)知識(shí)、增強(qiáng)技能。

四、開(kāi)發(fā)高性價(jià)比的實(shí)訓(xùn)器材

為配合實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容上的各種創(chuàng)新，為滿足以項(xiàng)目為牽引的理論實(shí)踐一體化教學(xué)，必須開(kāi)發(fā)高性價(jià)比的實(shí)訓(xùn)器材。研制價(jià)格低、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目全的實(shí)訓(xùn)電路板，并確保學(xué)員每人一套，就可以使學(xué)員不受場(chǎng)所的限制隨時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)，大大增加實(shí)訓(xùn)時(shí)間，提高實(shí)訓(xùn)效果

五、鼓勵(lì)學(xué)員進(jìn)行創(chuàng)新項(xiàng)目設(shè)計(jì)

學(xué)習(xí)是為了應(yīng)用，課堂上講授的知識(shí)畢竟是和實(shí)踐相脫節(jié)的，現(xiàn)有的實(shí)踐性科目也是別人已經(jīng)做過(guò)的，只是再應(yīng)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行了一遍重復(fù)實(shí)驗(yàn)而已。如果要達(dá)到熟練的程度，必須進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。根據(jù)自己生活或者實(shí)際需求，設(shè)計(jì)一種別人沒(méi)有做過(guò)的東西，從購(gòu)買元器件、設(shè)計(jì)電路、軟件與調(diào)試、硬件安裝等一步步完成所要設(shè)計(jì)的項(xiàng)目。筆者認(rèn)為，只有多想、多做、多練、多應(yīng)用才能熟練掌握課程精髓。

篇10

關(guān)鍵詞：實(shí)踐基地 實(shí)訓(xùn)教學(xué) 創(chuàng)新能力

中圖分類號(hào)：G420 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）11（a）-0149-02

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)一直倡導(dǎo)以德育教育為核心，提高學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神的素質(zhì)教育教學(xué)理念，不斷推動(dòng)實(shí)踐教學(xué)改革，奠定扎實(shí)的實(shí)踐基地。各大高校應(yīng)當(dāng)從自身實(shí)際出發(fā)，并結(jié)合社會(huì)經(jīng)濟(jì)人才發(fā)展要求和科學(xué)技術(shù)發(fā)展，努力加強(qiáng)創(chuàng)新教育實(shí)踐，進(jìn)而達(dá)到學(xué)生創(chuàng)新能力與應(yīng)用能力的水平。

1 實(shí)踐教學(xué)改革

近年來(lái)，我國(guó)越來(lái)越重視以實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神為中心的素質(zhì)教育建設(shè)。因此，我們就當(dāng)前高校教學(xué)改革做了重點(diǎn)的分析研究，并從實(shí)際教學(xué)情況出發(fā)，不斷提升社會(huì)人才需求和科學(xué)技術(shù)發(fā)展要求，努力建設(shè)以實(shí)踐教學(xué)基地為支撐的實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系，不斷進(jìn)行創(chuàng)新教育改革，充分發(fā)揮教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的作用，努力提升學(xué)生綜合能力，建立一個(gè)新技術(shù)、新產(chǎn)品轉(zhuǎn)化的開(kāi)發(fā)和人才培養(yǎng)基地，更好的完成現(xiàn)代化化教育教學(xué)改革。

單片機(jī)實(shí)踐基地建設(shè)是進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)我國(guó)教育部針對(duì)當(dāng)前教育教學(xué)現(xiàn)狀提出的高校教學(xué)改革項(xiàng)目，該項(xiàng)目積極倡導(dǎo)以創(chuàng)新教育體系與實(shí)踐基地為核心的實(shí)踐型教育基地建設(shè)。自實(shí)踐基地建設(shè)以來(lái)，我們對(duì)實(shí)驗(yàn)室管理、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)考核等有了更深的了解，并在教育教學(xué)方面取得了一定的成績(jī)，極大的推動(dòng)了單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革的發(fā)展。

2 實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革思路及方案

首先，應(yīng)建設(shè)一個(gè)規(guī)范、開(kāi)放、發(fā)揮學(xué)生聰明才智，集教學(xué)、科研為一體的創(chuàng)新教育教學(xué)基地；其次，設(shè)置大型綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，不斷加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中的創(chuàng)新能力培養(yǎng)；再者，采用實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式，豐富教學(xué)實(shí)驗(yàn)類型，增加設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)、綜合應(yīng)用型、應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)、探究型實(shí)驗(yàn)等內(nèi)容；然后，豐富教學(xué)資源，進(jìn)一步研究多媒體教學(xué)系統(tǒng)，建立教學(xué)網(wǎng)站；最后，組織DSP學(xué)科與單片機(jī)小組，組織單片機(jī)設(shè)計(jì)競(jìng)賽、輔助輔導(dǎo)學(xué)生，充分激發(fā)學(xué)生主動(dòng)性和積極性。

3 實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革內(nèi)容及措施

3.1 建設(shè)實(shí)踐教育創(chuàng)新基地

構(gòu)建單片機(jī)實(shí)踐基地，制定科學(xué)、合理、規(guī)范的管理制度、學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)守則及學(xué)科小組守則等，不斷加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和管理模式建設(shè)。組建創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)基地，并由教學(xué)與學(xué)科小組實(shí)施嚴(yán)格實(shí)踐管理，給學(xué)生創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)實(shí)踐便利條件，積極探索創(chuàng)新教育、素質(zhì)教育實(shí)踐教學(xué)有效運(yùn)行管理機(jī)制，打造產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合、課內(nèi)課外相結(jié)合的實(shí)訓(xùn)創(chuàng)新教育基地。

3.2 創(chuàng)新實(shí)踐基地建設(shè)

始終堅(jiān)持以實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)為中心的單片機(jī)課程教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建單片機(jī)創(chuàng)新實(shí)踐基地，努力培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手應(yīng)用能力，打開(kāi)實(shí)訓(xùn)教學(xué)突破口，是學(xué)生具有主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，積極探索理論、實(shí)踐認(rèn)知規(guī)律探索，深入了解教學(xué)內(nèi)容，極力發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。組建與工程實(shí)際接軌的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，采用實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式，提高單機(jī)片實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量。

3.3 制定綜合設(shè)計(jì)任務(wù)

設(shè)立大型綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，訂制設(shè)計(jì)任務(wù)書，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，充分發(fā)揮教學(xué)資源優(yōu)勢(shì)，制定實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。將機(jī)電綜合設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)與科技方法訓(xùn)練等有機(jī)結(jié)合融合在一起的大型綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目當(dāng)中，構(gòu)建以訓(xùn)練集成和小型模擬設(shè)計(jì)為內(nèi)容的系統(tǒng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，努力提升學(xué)生現(xiàn)代工程意識(shí)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。

3.4 開(kāi)發(fā)單機(jī)片實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)

以單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)為基礎(chǔ)，并將開(kāi)發(fā)應(yīng)用板用于控制機(jī)構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)。幫助學(xué)生深入了解單片機(jī)開(kāi)發(fā)程序、系統(tǒng)擴(kuò)展及單片機(jī)基本運(yùn)行原理，讓學(xué)生能夠直面工業(yè)應(yīng)用，更好的掌控單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，不斷加快人才培養(yǎng)模式建設(shè)，也就是努力提升創(chuàng)新教育和素質(zhì)教育水平，逐步增強(qiáng)工程意識(shí)和創(chuàng)新能力建設(shè)，構(gòu)建扎實(shí)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。

3.5 構(gòu)建新型實(shí)訓(xùn)考核模式

構(gòu)建新型單片機(jī)實(shí)訓(xùn)考核模式，綜合運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)考核、實(shí)驗(yàn)操作等手段，全面考核學(xué)生實(shí)際運(yùn)用能力，深入了解學(xué)生實(shí)際操作能力和專業(yè)知識(shí)水平。學(xué)生可以根據(jù)自身實(shí)際選擇探究設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)為內(nèi)容，以便于在最短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到實(shí)驗(yàn)資源利用率的最大化，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)基地資源作用，更好的完成實(shí)訓(xùn)教學(xué)工作任務(wù)，完善實(shí)踐基地體系建設(shè)。

3.6 樹(shù)立現(xiàn)代工程意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生解決工程問(wèn)題的能力

以單片機(jī)實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化嵌入式和單片機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)。全面推動(dòng)新型實(shí)驗(yàn)設(shè)備在工程系統(tǒng)中的應(yīng)用，并將其引入到單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中，更好的培養(yǎng)學(xué)生的現(xiàn)代工程意識(shí)、提高學(xué)生解決工程問(wèn)題能力。

4 實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革效果及成效

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐驗(yàn)證，單片機(jī)實(shí)踐基地建設(shè)就是為了增強(qiáng)現(xiàn)代工程意識(shí)、樹(shù)立學(xué)生創(chuàng)新能力、構(gòu)建實(shí)驗(yàn)室管理模式等為目的，進(jìn)而取得顯著的教學(xué)效果。

4.1 構(gòu)建機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

目前，單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)已經(jīng)形成了一定的規(guī)模，且有不少數(shù)量的機(jī)電設(shè)備和數(shù)字技術(shù)為平臺(tái)建立起來(lái)創(chuàng)新實(shí)踐基地。這樣才能夠?yàn)榕囵B(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力及現(xiàn)代工程意識(shí)取得有效保證，發(fā)揮機(jī)電設(shè)備應(yīng)用作用。

4.2 制定基地管理制度體系

構(gòu)建科學(xué)規(guī)范的學(xué)科小組守則、管理制度以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)守則等制度，構(gòu)建相應(yīng)的高效開(kāi)放式實(shí)踐基地建設(shè)，完善實(shí)踐基地建設(shè)體系。

4.3 構(gòu)建多媒體教學(xué)體系建設(shè)

單片機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)應(yīng)當(dāng)利用教學(xué)網(wǎng)站優(yōu)勢(shì)，不斷提升多媒體教學(xué)應(yīng)用質(zhì)量和水平，更好的滿足教學(xué)資源優(yōu)勢(shì)，努力將單片機(jī)技術(shù)逐漸引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)。局域網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用有利于加深學(xué)生與教師之間的溝通與聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生個(gè)性發(fā)展及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，積極發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)資源作用。建立以單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與教學(xué)網(wǎng)站主頁(yè)為主的實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)。實(shí)踐基地建設(shè)有利于更好的完成創(chuàng)新設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)以及綜合課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐教學(xué)任務(wù)，充分彰顯實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果。

綜上所述，實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革就是要幫助學(xué)生樹(shù)立全新教育理念，樹(shù)立以創(chuàng)新型人才培養(yǎng)為目標(biāo)的工科教育。教育最終目的就是要引導(dǎo)學(xué)生掌握創(chuàng)造能力，更好的喚醒學(xué)生價(jià)值觀、生命觀，充分發(fā)揮精神運(yùn)動(dòng)作用，并將教育教學(xué)觀念貫穿于實(shí)踐教學(xué)的始終，根據(jù)實(shí)踐基地建設(shè)的新穎性與創(chuàng)新超前性有機(jī)結(jié)合在一起，幫助學(xué)生深入了解實(shí)訓(xùn)教學(xué)知識(shí)內(nèi)容，掌握全面的機(jī)電一體化發(fā)展態(tài)勢(shì)，更好的發(fā)揮客觀物質(zhì)觀念，全面推動(dòng)學(xué)生的教育教學(xué)觀念，重視對(duì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的方法、能力，積極挖掘?qū)W生的個(gè)性品質(zhì)和探究精神。綜合運(yùn)用互動(dòng)合作式、啟發(fā)式教學(xué)與發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)教學(xué)作用，更好的發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新能動(dòng)性與個(gè)性化發(fā)展。綜合改進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)模式，采用以知識(shí)掌握程度為依托，并以應(yīng)用創(chuàng)新和科學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)建設(shè)、實(shí)踐能力考核方式為中心。始終堅(jiān)持以人為本的教學(xué)理念，并以教師為主導(dǎo)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系，充分發(fā)揮學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，進(jìn)一步構(gòu)建寬松適宜的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境。

5 結(jié)語(yǔ)

單片機(jī)創(chuàng)新實(shí)踐基地建設(shè)有利于推動(dòng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革與研究，進(jìn)而取得有效的實(shí)踐教學(xué)效果。因此，我們應(yīng)當(dāng)充分運(yùn)用基地管理模式與實(shí)踐教學(xué)模式，不斷提升工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力教學(xué)模式，全面提升單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量，完善實(shí)踐基地體系建設(shè)。

參考文獻(xiàn)

[1] 肖克輝，徐東風(fēng).物聯(lián)網(wǎng)背景下的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)中心管理[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2011（8）：292-295.