第1篇:单片机课程设计报告范文
【关键词】项目导向;任务驱动;高职;单片机技术实训
一、课程背景及定位
随着珠三角地区经济的高速发展,各类企事业单位对应用型人才的需求量猛增,尤其在以电子制造业为支柱产业的东莞,高技能应用型人才更是供不应求。但调查发现,用人单位普遍反映高职毕业生在实践方面,尤其是对产品整体把握的能力十分欠缺,《单片机技术实训》课程正是基于这种背景开设的。
《单片机技术实训》是高职院校“电子信息工程技术”专业的核心课程之一。它是使学生掌握单片机硬件设计和软件设计的相关知识、单片机系统的组成和开发方法以及单片机应用系统调试、测试与维护技术,并在学习实践的基础上了解基于单片机控制的电子产品生产工艺和管理方法。课程基于理论学习之上,旨在锻炼学生实际应用能力,培养学生的设计兴趣,逐步深入,最后达到学生能独立设计开发单片机相关产品的教学目的。
笔者结合两个学期以来在《单片机技术实训》教学中的体会,阐述“项目导向、任务驱动”教学模式下该课程的设计思路、课程内容、课程评价体系以及课程特色与创新。
二、课程设计思路
1.以岗位职业技能为模块组织教学单元
根据嵌入式从业人员岗位职业能力的需求,我们在教学中设计了1—2个独立的课内实训项目。同时以项目为导向,将课程知识体系分解为5个技能教学模块,即5个具体的工作任务(典型的单片机系统开发过程——电路图的仿真、PCB板的设计与制作、程序设计与调试、单片机系统仿真、程序烧录及软硬件联调)。然后以工作任务为驱动,采取个别讲解、分组分模块教学和操作演示等方法引导学生完成各个任务,从而通过一个独立的实训项目达到对课程知识点的巩固以及对岗位职业技能的掌握。
2.通过开放性实训培养学生的创新能力
课内教学之余,为培养学生的动手实践能力,我们还设置了3—5个课外实训项目。项目是开放性的,即实训室在课余时间对学生开放,由学生自己进行软硬件设计。其中每个项目都给出了实训目标和要求,由学生根据自己的专业兴趣自行选题进行嵌入式系统的设计,最后提交设计制作的样品,并提交实训报告等资料。
3.行业兼职教师教学,注重培养学生职业习惯的养成
高职院校所具备的优势就在于与行业企业有密切的合作,从而具备充足的实践教学资源。我们积极邀请具有工程师或高级工程师资格的行业兼职教师进行实践技能教学,同时也创造条件让学生参与工学交替,深入企业一线,在校外指导老师指导下让学生在“学中做”、“做中学”,在实践技能传授之余也促进学生良好的职业意识和职业习惯的养成。
4.采用“多元化”能力评测代替传统的评价方式
在课程考核中,期末的实训报告不再是成绩评定的唯一标准,我们采用课堂考核等形式多样的考核评价模式,将项目分模块、分阶段考核。
三、课程内容
课内实训项目必须要涵盖每个工作任务,也就是说在项目实现的各个阶段必须要能体现单片机电路图的仿真、PCB板的设计与制作、程序设计与调试、单片机系统仿真、程序烧录及软硬件联调等技能教学模块。基于此,我们设计了“简易电子琴的设计制作”项目。首先学生要完成MCS-51单片机开发所需基本知识的学习,即熟练掌握单片机各管脚的分布及功能、内部结构和基本原理;其次要掌握程序及硬件电路设计方面的知识,即掌握单片机C51程序设计与调试的方法、使用Proteus进行单片机系统仿真的方法以及使用Protel99设计硬件电路图和PCB板图的方法;最后还需掌握单片机系统设计与调试步骤的一般方法。表1中列出了项目“简易电子琴的设计制作”的教学内容、教学目标及“任务驱动”的具体实施步骤。
四、课程评价体系
为了让本课程更好的体现并贯彻“技能培养为主,知识够用为度”的教学思想,培养学生的创新意识,提高岗位实践能力,本实训课对学生的考核主要是实际操作能力和解决实际问题的能力。考核主要由以下三个部分组成:出勤、课堂考核和实训报告。表2给出了课堂考核的评价标准。
课程成绩形成方式:
项目 出勤 课堂考核 实训报告 总分
分数 20% 70% 10% 100
五、课程特色与创新
1.大力推广“项目导向、任务驱动”教学模式,在教学中以项目为中心组织课程内容,让学生在完成项目的过程中掌握专业技能,并通过项目的实现来形成相应职业能力。通过项目的提出,分解出知识目标和职业技能目标,引出基本知识点,结合知识点掌握工作任务操作要领,让学生结合任务的操作过程独立实现项目目标,最后完成实训总结报告。
2.教学班是主要的教学组织,注重实训课教学方法的灵活。在基本操作技能训练时,采用实训课堂教学形式,做好教学组织、入门指导、示范讲解、巡回指导和结束指导各教学环节。贯彻讲解与示范相结合,集体指导与个别指导相结合的方法。
3.实训过程中,注重培养加强学生的思想道德教育、职业道德教育和安全文明生产教育,培养学生良好的职业素质。教师要注意激发学生刻苦学习的精神和克服困难的意志和信心,要求学生严格按规范操作,扎扎实实练好基本功。
4.实训指导教师全面熟悉和掌握产品的工艺,了解学生实际,注意培养学生所学技术理论知识在生产实际中的应用能力,注意培养学生组织和管理班组生产的能力,最后逐步达到职业素质养成目标的要求。
5.充分发挥学生学习的主观能动性。在本课程的教学过程中,注意训练学生动手焊制电路板的能力、编程的动手能力和软硬件联合调试解决问题的能力,鼓励学生充分使用以前实训课程中已经掌握的操作方法和技能,通过网络资源、自由探讨等方法发挥自主能动性,去解决遇到的新问题。
6.每个实训项目均由多个分解任务模块组成,课程考核结合平时出勤、课堂考核和期末实训报告综合打分,其中以课堂考核为主,同时注重分解任务模块的完成情况的考核,以便保持整个班级实训进度一致,杜绝抄袭。
7.教学内容全部上传到学院的在线作业系统上,本课程的教学大纲、教案、参考资料等全部上网,向学生免费开放,学生可以在课外自主学习提高。
参考文献:
[1]姜大源.职业教育学研究新论[M].北京:教学科学出版社,2007.
[2]徐涵.以工作过程为导向的职业教育[J].职业技术教育,2007(34):6-9.
第2篇:单片机课程设计报告范文
关键词: 课程设计 教学改革 实践能力
单片机技术目前已广泛应用于自动控制、智能仪表、家电、机电一体化等领域。单片机是工科专业的专业基础课,是一门工程实践性很强的课程,课程设计是单片机实践教学过程中最重要的环节。单片机课程设计是培养应用型人才,帮助学生树立实践观念,培养学生发现问题、分析和解决实际问题的能力,启迪学生的思维,提高学生综合分析能力的重要途径。
一、存在的问题
1.实施方案陈旧。传统的课程设计注重理论验证,设计过程是老师给出设计思路,学生按照老师的方案和课本已有资料进行设计,最终造成学生对单片机系统设计过程不能深刻理解,严重束缚学生创新才能的发挥。
2.题目选取问题。很多高校的设计题目多年来一直不变,在这种情况下,部分学生的任务完成就是直接向高年级学生索要相关资料。还有的学校题目完全由学生定,题目选的过于简单,甚至选取教学中的例程。这两种情况都无法达到课程设计的真正目的。
3.硬件开发环节依赖试验箱。某些高校采用高度集成的单片机试验箱进行课程设计,试验箱功能强大,集成度高,用户通过简单连线可以完成实验,不利于学生单片机应用开发能力培养。
二、教学改革探索
1.课程设计选题。课程设计中,题目的选取非常关键,一方面要使提供给学生的题目难易适中,让学生能够及时完成任务,另一方面选定的题目要具有科学性和新颖性,能够激发学生的学习热情。考虑以上因素,我们一般采用两种方式:第一种是老师精心挑选题目,并说明要实现的功能;第二种是让学生自拟题目,可以根据自己兴趣拟定课程设计题目,然后与指导老师协商讨论后确定。
2.学生分组。学生三人一组,以强带弱,分工合作,每人负责一个方向:一人负责硬件,一人负责软件,另一人负责报告的整理和撰写。小组还要对项目进行评估和检查,采取组内合作模式,充分调动每个学生的主观能动性,培养学生的团队协作能力。
3.课程设计实施过程。(1)课前准备:指导老师简单讲解单片机理论教学中没涉及的但与课程设计相关的理论,同时介绍课程设计步骤和模块化设计方法。学生根据项目需要深入了解相关器件使用方法。(2)资料查阅:鼓励并指导学生通过各种途径,如图书馆资料库和互联网等查找与项目相关的资料,确定最佳设计方案、最重要的是单片机选型,主要考虑单片机所能提供的资源,比如单片机速度、输入/输出端口资源、低功耗和实现难易等因素。方案如果把握不准,可与指导老师讨论,修改后确定方案。(3)Proteus仿真软件的应用:对初学者来说,如果按照传统单片机系统设计流程制作硬件,经常会出现需要重新更改设计方案、重新购买元器件并重新焊制电路板等情况。这样不但会浪费时间金钱,而且会挫伤学生的积极性。为解决这个问题,可以引进Proteus软件对单片机电路进行仿真分析。在Proteus环境中软硬件联合调试通过的情况下再购买元件并焊接。(4)单片机硬件电路的制作:各小组根据确定方案及仿真效果,选择元器件,列出详细元件清单,并自行采购。然后在Protel中设计完整原理图,生成PCB图,进行纸板和元件焊接,最后进行系统调试。
4.考核方式。考核是检查学生学习效果的一种方式。在实际操作中,可将考核分为平时成绩、调试成绩、答辩成绩和报告成绩几部分。平时成绩考核学生查阅资料、分析整理、工具使用熟练程度等能力。调试成绩考核学生仿真和实物调试,并与预定任务目标相比较而给出成绩。答辩部分反映学生对课题理解程度,针对课题设计中关键问题进行提问。报告部分主要从内容和格式进行评价,包括设计方案合理性、文字叙述条理性、排版规范性等。
三、结语
单片机课程设计注重培养学生的实践动手能力和自主思考能力等,为毕业设计和将来工作打下良好基础。培养学生单片机实践能力是一个长期而复杂的过程,需要不断积累经验,进一步完善培养方法和措施。
参考文献:
[1]李春晕,张学睦,李建楠.高等学校实践教学质量综合评价体系研究.实验技术与管理,2009,26(3):222-224.
[2]林祝亮,马世平,杨金华.项目教学法在电子类课程设计中的应用研究.实验技术与管理,2009,26(8):114-116,
[3]郭洁.大学专业课实验教学法改革与效果分析.黑龙江教育:高教研究与评估,2009(11):74-76.
[4]施国英,李天华,刘晓松.浅谈“单片机”实践教学改革[J].中国电力教育,2009,08.
[5]张凯亮.单片机实验教学的探讨及实验室的管理[J].福建电脑,2014,10.
第3篇:单片机课程设计报告范文
传统的电气工程及其自动化专业的理论课程主要包括电工技术、自动控制原理、电机与拖动基础、控制电机、运动控制系统、过程控制系统、可编程控制器、电力电子技术、传感器与检测技术、现场总线技术、电工电子技术、电气工程、专业英语等四十余门课程。在传统的理论教学中,存在着课程数目多,面比较广,不深入、难度大等缺陷。学生进入大二之后,常常要在一周面临着上28课时至32课时的情况,这对一本学生无可厚非。而独立院校的学生由于普遍基础较差,接受能力有限,从而造成了学生的负担过重,教学效果不好,造成了老师与学生互相埋怨。仔细一想,很多理论课程都是有调整的空间的。在信息爆炸的今天,一些课程的设置就没有太大的必要,甚至完全可以取消。以传感器与检测技术这门课程为例,这门课程多是介绍性的内容,没有任何公式推导以及分析计算,学生在工作遇到相应的传感器通过网上查阅资料即可。但是在理论教学过程中,不能一味地减少课程,要有保有压。在教学过程中必须突出核心课程,进行大量的训练。例如,单片机这门课程,就需要大大增强,很多高新企业招聘学生的过程中,常常要考查单片机的相关知识,但是在很多独立院校中,单片机的课时得到不断的压缩,得不到相应的重视。
2改善实践教学
2.1减少验证性实验内容
增加设计性实验内容传统的实验教学大多数是验证性的,主要让学生通过实验验证某一物理定律和物理现象。这种教学方式学生没有任何的主观能动性,只是按照老师所给的图纸进行接线、通电,最后得出实验结果。这种实验教学的缺陷在于结论已知,没有任何神秘感。很多学生在没有做出实验结果的情况下,编造或者抄袭数据,造成老师无法判断学生成绩的混乱境地。在教学过程应该逐步用一些设计性、综合性的实验项目取代简单验证性实验。这些设计性、综合性的实验由于实验结果未知,会增加学生的兴趣,提高了学生自身分析问题、解决问题的能力,使学生的创新能力得到充分的发挥。
2.2用仿真实验来代替现实实验
使用教学仿真软件有很多好处。一方面可以在一台电脑中做多个仿真实验,减少由于实际实验过程中造成的元件损耗,大幅度降低教学成本。另外一方面可以利用仿真软件对实验结果进行处理很分析,并根据实际需要自动绘制出系统的特性曲线,大大减轻了学生的工作量,例如在电气工程及其自动化专业,组态王仿真软件就得到了师生的好评,很多学校都开展了工控组态的实验教学。
2.3严抓实训教学考核实训和实验不同
实验通常是验证某一存在的物理定律和物理现象,而实训通常是完成某一任务,来达到训练的目的。实训成绩的考核是摆在我们面前比较重要的问题之一。针对学生普通反映出的实训教学的打分随意,弹性大的缺点,通过在实训教学过程中采用过程考核的方法,把一个实训教学课程分成若个的子项目,每个子项目又分成若干个子子项目,每个子子项目都有相应的权重。每完成某个子项目就打相应的分数,最大程度上保证实训教学考核科学化、规范化、标准化。
2.4取消课程设计环节
以相应的实训环节来代替以笔者个人的求学经历和教学经历来说,绝大部分的学科的课程设计环节是失败的,至少是不成功的。传统的课程设计,是在该门课程结束后,根据课程要求,与实际应用相结合,出一些设计题目,让学生自己完成。例如在学习完单片机课程后,通过安排学生两周的时间内,按照要求,设计出一种用单片机控制的实际电路,并把它制作出来,通电调试、运行,写出规范的设计报告交老师。然而在实际的操作过程中常常变味了,具体的做法是把学生圈禁在一个带有电脑的大教室里面,给学生布置一个题目,学生在这个教师里面完成课程设计报告即可,其中没有任何学生实际动手的内容,这样的课程设计对学生的锻炼是极其有限的。学生通常互相抄袭课程设计报告是常事,老师也没有一些比较好的方法来制止这种行为。针对这种情况,笔者认为应该取消课程设计,取而代之的是一些与课程对应的实训环节。作为独立学院的学生,课程设计对他们来说不现实,在以后的工作中,企业也很难有机会让独立学院的学生做设计,给他们安排的工作往往是实际操作。与其效果不好,还不如让学生多做实训练练手。比如在完成了电子电路设计理论课程之后,安排学生做相应课程的实训环节,在规定的时间按照图纸安装、调试出一个万能充电器,写出实训报告即可。
2.5取消毕业论文环节
以顶岗实习报告来代替我国本科生的毕业论文环节一直被教育专家所诟病,关于毕业论文的存废一直存在较大的争议,一定程度上这不是一个学术问题,而是一个利益问题。通常来说,一个本科生的毕业设计按照工作量计算10个学时,一般的教师带10~15个学生,这就是100~150学时,而老师一学期的基本教学任务就在200学时左右。如果取消了毕业论文,老师的利益会受到影响,高校老师肯定会反对。而且,毕业设计不仅仅对老师有利益瓜葛,而且对学校中的打印社有巨大的经济利益。按照一个学生打印的费用为100元计算(包括初稿和终稿),按学校有3000学生来计算,这就有30万元的经济利益,由学校的几家打印社瓜分。所以,作为利益共同体,学校的打印社也不希望取消毕业论文。毕业设计到底对学生多大好处呢?毕业设计的全过程一般是这样的:通常在大四上学期期末给学生布置毕业论文题目之后,学生就去企业顶岗实习了,根本没有时间写所谓的毕业论文。到了来年的4月底5月初的时候,学校会通知学生返校交论文,并且安排五月中旬答辩。大部分学生写毕业论文的时间在五月初,写毕业论文的时间都在1~2周。这样的毕业论文到底有什么意义?大家心知肚明。除了浪费纸张扩大内需以外,一点用处也没有。所以笔者建议在一本以下的学校都取消毕业设计,取而代之的是顶岗实习报告。顶岗实习报告主要让学生写一下在企业中实习内容以及感想,同样也可以安排答辩。笔者经过调查,大部分学生均可以接受顶岗实习报告,它具有可操作性。
2.6加强第二课堂的教学
加强第二课堂的教学工作,以申请实验室的契机,在校内开展一些诸如电工实训技能大赛的活动,提高学生学习专业的兴趣。另外,挑选那些对专业有兴趣的学生,组队参加电子设计大赛、数学建模大赛和挑战杯等等。总之,通过这些比赛,引导学生对专业学习的热情和兴趣,帮助和指导学生开展科研活动,探讨通过所学职业知识解决实际问题的思路和方法。通过这些活动,提高学生的实际动手能力,造成一种崇尚科学、追求真理、勇于探索的学习氛围,激励学生创新思想火花的碰撞,培养学生的创新思想、创新意识和创新观念。
3结语
第4篇:单片机课程设计报告范文
关键词:单片机;课程实践;答辩;KEIL C
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)36-8369-02
单片机课程实践是高校自动化专业集中实践环节的必修课,是学生学习《单片机原理》课程后,进行的一次全面的综合实践,其目的旨在加深对单片机基础理论和基本知识的理解,培养学生具有单片机系统应用软件设计和开发的能力,在具体实现过程中强化学生的实践意识,提高应用能力、创新意识和合作精神。在项目的实践中,使得学生掌握一定的理论与技术知识,而且应该树立管理理念,建立项目工程思维观念,而这一点正是高级语言编程思维的一种体现。
通过将单片机课程实践和高级语言程序设计实验相结合,使学生在理解单片机理论和高级语言编程思想的基础上,实际动手开发一个实际的应用系统,来提高综合运用所学理论知识的能力。
1 研究内容或对象
引导学生运用已学的单片机理论知识、单片机程序设计方法和高级语言编程思想,具体设计一个实用的小型单片机应用系统,开发设计过程按以下顺序进行――选定课题、调查用户需求、总结归纳数据流程、分析性能、书写需求分析及总体设计报告(包括组成原理图、硬件连接、程序流程、系统功能模块)、完成应用系统的开发、撰写课程实践报告、系统验收、组织课程实践答辩。让学生在这一系列工作中综合运用单片机系统原理以及编程语言等相关课程知识,培养学生的综合素质。
根据单片机课程实践和专业课程实践两个实践教学环节各有4~5周但分散的实际情况,考虑将其进行整合。并在实践教学环节中安排相应的指导老师对学生进行必要的指导和帮助,为学生提供分析思路,解决学生项目完成中碰到的实际问题。
2 研究拟达到目标
通过在单片机课程实践中结合高级语言编程思想,使学生在掌握单片机理论基础知识的同时,通过参与项目的分析、设计与实现,建立软件工程理念,具备一定的理论与单片机实物实践相结合、解决实际应用问题的能力。同时在完成项目的过程中,锻炼科研开发能力和科研论文写作能力,为大四的毕业设计和毕业论文的顺利完成奠定基础,并为以后工作中的理论与实践相结合奠定良好的基础。
使学生在单片机课程实践和高级语言程序编程实践相结合的实践教学环节中,利用所学的单片机系统原理和C语言程序设计基础知识设计单片机应用系统,解决单片机系统应用中的实际问题,掌握高级语言编程思想,借助相关编程工具,完成一个小型项目的自主分析、设计与实现。
3 主要研究方法
教师提供部分项目供学生选择,学生亦可自拟项目,但课题的选择要由教师审查核准。项目尽量选择实际需求的题目,让学生走出校园,通过调查走访,了解国内单片机应用发展的状况,开阔眼界,而且在开发一个真实项目的过程中,带来求知的源动力,激发学生自主学习的渴望以及创造力;对于虚拟项目,要求学生做到切合实际需求,能解决一定的应用问题,有一定的应用价值。
编程开发工具原则上推荐学生使用KEIL C,如果学生认为其它开发工具更适合可由学生自主选择。由于实际可用的编程开发工具与日俱增且不断更新,为此在课程实践中,对学生开发工具的选择不做过多限制,使得学生可以选择自己感兴趣的程序设计工具进行项目开发,既锻炼了学生自学的能力,又能让学生成为项目开发的决策者,这种主人翁意识使得学生变被动学习为主动学习,从而激发学生自主学习的积极性。
为了防止学生对课程实践任务敷衍了事,对课程实践的考核方式由原来的提交程序和文档改变为答辩的方式。且在集中教学环节之前就让学生明确单片机课程实践的任务,同时考虑在集中教学环节结束后适当放宽学生上交可运行的项目程序和课程实践报告以及组织答辩的时间,让学生能更好的延续自主学习的积极性并进一步完善项目的开发。
4 特色、创新及推广应用价值
通过将单片机课程实践和高级语言程序设计基础实验相结合,让学生在项目的分析、设计、与实现的过程中掌握单片机理论知识、单片机系统应用的设计方法和高级语言程序编程思想 ,提高自动化专业学生理论与实践相结合的能力,激发学生的学习积极性和主观能动性,提高学生解决实际应用问题的能力。
《单片机原理》课程实践教学,将单片机课程实践和高级语言程序设计实验两个教学环节有机整合,让学生能在该实践教学环节中综合运用单片机系统原理和高级语言程序设计基础以及相关编程思想等多种知识,培养初步的科研能力和科研论文写作能力以及团队合作精神。并通过组织课程实践答辩使学生进行类似毕业答辩的演习。
在自动化专业学生的单片机课程实践教学环节中,通过团队合作的方式,以共同完成项目为目标,让学生在单片机课程实践中综合运用所学的单片机系统原理和高级语言程序设计基础的理论知识来完成项目的分析与设计,并借助相关的编程语言来完成项目的编程实现。将原本独立但有高度关联的两个实践教学环节进行有机整合,可以让学生有更多的时间来系统而连续的综合运用所学的相关知识,进而更好的将理论与实践进行有机结合,激发学生的学习热情,提高学生的学习积极性。
第5篇:单片机课程设计报告范文
课程教学计划改革最主要特色是校企联合制定教学计划。单片机课程的教学目标是使学生较完整地掌握单片机系统的硬件设计和软件设计。将工程实际需要与原有教学计划结合起来制定校企结合模式下的教学计划。即将工程实际与该课程的理论知识和生产实践有效地结合起来,在教学过程中重点培养学生的实践动手能力,解决实践工程问题的主动思考的能力。并通过实践,使学生掌握的知识能更好地与企业的要求接轨。根据不同的企业需求,上述教学目标也必须进行适当的调整,同时由系部教研室和企业共同协商,制定可行的教学大纲和教学计划改革方案。[5]根据以单片机系统研发和满足行业企业的需求为前提,提出的通信工程专业“单片机原理与应用”课程校企共建教学模式是,以学生能力培养和工程素养为主线,以企业真实项目的实现全过程为教育教学背景,以与行业企业共建教学环境为条件,教、工、学相结合的共享型资源建设为手段,在原有传统教学模式基础上,共调整出的12个课时(以往“单片机原理与应用”课程总教学时数为40课时)。利用调整出的12个课时,结合该领的最新技术和应用、发展现状和前景,安排了智能控制仪、智能变送控制器、多功能马歇尔稳定度试验仪三个企业实践项目,三个企业实践项目各安排4个课时。《单片机原理及应用》课程的分配安排由原来课内讲课32课时+校内实验8课时,整合后变成课内讲课24课时+校内实验4课时+企业实践12课时。相应的学分比重由原来的2.5分调整为3分。理论课教材选用李建忠主编的《单片机原理与应用》第二版。该教材为高等职业教育规划教材,论述清楚、实例丰富、通俗易懂。实训教材选用我系教师自行编写的单片机实训教程,该教程兼顾单片机实训室设备条件和企业要求,针对性强,便于学生实际操作。
1.师资力量改革。除了增强我校单片机原理与应用原有理论课和实验课授课教师外,从合作企业中的优秀技术人才中,经挑选了4名实践教学工程师,作为工程实践教学授课教师,大大加强了师资力量。校内教师承担单片机原理与应用课程中24课时的校内教学任务。另外一部分师资是由来自企业专业技师、工程师作为实践教学的校外授课与指导老师,并承担企业实践教学的12学时教学。学生分为5人一组,跟随老师顶岗实习,学习各种工程设计与系统调试技能。
2.课程教学内容整合。在改革教学模式的同时,围绕通信工程专业与计算机相关课程教学模块中典型单片机应用题目,凝练教学大纲,调整教学内容。首先对于“单片机原理与应用”、“微机原理与接口技术”和“DSP应用系统设计”三门课程教学内容中重复出现的许多知识点进行适当的删除,将“单片机原理与应用”“、微机原理与接口技术”和“DSP应用系统设计”三门课程作为一个整体教学模块来编写各个课程的教学大纲,目的是去除各门课程之间冗余的教学内容,达到将各门课程内容的调整融合。例如,二进制数的概念和基本运算在“微机原理与接口技术”课程中有比较深入的研究和应用。因此,精简或删除了“单片机原理与应用”和“DSP应用系统设计”课程中二进制数的概念和基本运算教学内容,重点研究二进制数运算的应用及相关程序设计。又比如“微机原理与接口技术”课程中讲解的CPU中各种寄存器工作原理及应用的教学内容,在“单片机原理与应用”和“DSP应用系统设计”课程中会重新出现,那么就可以简化在“单片机原理与应用”和“DSP应用系统设计”课程教学中有关寄存器工作原理的教学内容,重点讲授在单片机或DSP系统中寄存器的特点及应用,尤其是其在不同项目中的灵活运用,从而从本质上了解和掌握通信工程专业计算机类课程教学内容。利用调整出的12个课时,结合该领的最新技术和应用,发展现状和前景,安排了智能控制仪、智能变送控制器、多功能马歇尔稳定度试验仪三个企业实践项目,三个企业实践项目各安排4个课时。去除各门课程之间冗余的教学内容,也为了解计算机领域的最新技术应用、发展现状和前景提供了教学空间和时间,为增加与之相关的单片机工程实践项目实践内容提供了教学空间和时间,提高了学生对“单片机原理与应用”“、微机原理与接口技术”和“DSP应用系统设计”三门课程相关理论的理解,促进了其对上述三门课程在本专业工程实践需求的理解程度。教和学双方面将计算机类课程构建成为一个有机的整体,又各有分工和特色。[6]
二、课程改革考核方式的改变
主要的考核方式还是采用闭卷考试方式,成绩的比例有所调整,平时成绩由原来占30%变成调整后的45%,相应的卷面成绩由原来的70%变成55%。平时成绩中作业占20%和平时考勤占20%不变,实验由原来占50%变成调整后的校内实验占20%,企业实践占40%。卷面考试和校内实验考试与改革之前一样,学生通过进入企业亲自动手完成三个单片机项目,企业实践的考核在学生完成这三个项目的学习之后,通过抽签来考核其中的一个项目作为企业实践的成绩,最后按比例算入总成绩。《单片机原理及应用》实验课程的总评成绩根据试验完成情况、实验报告、出勤等三个方面综合评定考核。按总成绩满分100分进行考核,分为课前准备、实验过程、实验报告、实践考核四个实验考核部分,各个考核部分占总成绩的百分比如表1。
三“、校企结合”实践实施方式
采取任务驱动的教学方式开展教、学、练、做一体化的理论讲授和技能训练。这种教学理念对《单片机原理及应用》的教学有一定的促进作用,但是驱动任务是由教师提供给学生的,没有回答任务的本来根源从何而来的问题,所以,只在一定程度上解决知识传授和技能培养的问题。校企结合的教学模式下,学生可以在进入企业任务实施的过程中将所学知识运用到实践中,发现并提出问题,逐步学会自己提出解决问题的方法和路线,也就是自己提出任务驱动。显然,较之一般化的任务驱动教学模式,校企结合教学模式可以更进一步,任务由自己发现、提出,由自己运用解决问题。学生可以更深刻体会所学知识点与具体实践之间的特殊关系,由实践促进知识点的深入理解,使得自身对知识的理解和掌握获得升华。当然,在这个过程中离不开作为实践导师现场工程技术人员的指导,从而达到举一反三、灵活运用知识的最终目的。研究设计的“校企结合”实践实施方式包括项目描述、项目预设计和项目实施三个主要步骤。
1.项目描述。每个实践项目开始时,首先由指导教师介绍项目内容,组织学生多方位、角度讨论项目内容。通过讨论使学生清楚了解实践目的,学生知道该做什么,逐步知道为什么做。
2.项目预设计。根据项目设计的任务要求,先确定设计的硬件电路方案,在老师的指导下读懂硬件电路图,进行分组,每组负责项目中的不同模块。要求教师们必须引导学生对每个步骤进行思考和实践,这样可以较大地调动学生学习单片机的兴趣,培养学生硬件电路设计能力,形成电路设计和程序设计思想。
3.项目实施。学生分组进行项目实施,教师负责统筹管理规划模块做成构架,并分析探讨及模块工作流程,提出最佳工作流程及方案。给予学生思路、给予学生结论的教学方式转变为学生自己发现问题、自己解决问题、自己得出结论的教学方式。在确定硬件的基础上,要进行软件的总体设计,包括软件主流程的设计以及各子程序的设计,同时,要写出详细的操作说明,如时间的调整方法、显示窗口的时间切换等,以配合软件的设计。培养学生程序设计能力。然后进入硬件的调试及编程工作,设计组内的同学可根据任务分工,有调试硬件各功能,如键盘子程序、显示子程序等,有进行整体程序的编制的,各模块的编制过程中要注意资源的衔接。培养学生单片机产品综合设计开发能力。最后进机调试,各组之间联机调试的原则也要采用分步走的原则,各个模块要逐步套入,通过一个再增加一项功能,从而达到设计的总体要求。最后写出设计报告。实验报告中,应该包括实验名称、实验的目的、完成实验所需的设备、实验的思路、电路图、程序、实验中遇到问题的解决过程、实验结束后的思考等多个内容。培养学生沟通与表达能力,形成计算机技术应用工程所必需的基本职业素养。
四、课程改革实施成效
第6篇:单片机课程设计报告范文
单片机原理是机械、工程、测控类专业的专业必修课,是一门应用性很强的课程[1]。由于该课程内容较枯燥,学生学习过程中容易产生厌倦畏难情绪。本文结合现代教学的内容、方法、手段、评价方法以及实践,对该课程教学改革提出设想。
1单片机教学现状
单片机具有功能强、功耗低以及性价比高的特点,使用广泛。目前,各高校机电类、测控类专业大多都开设了单片机课程,但由于该课程涉及范围广,教学效果并不理想[2]。
(1)教学内容陈旧、模式单一。目前,单片机教学方法大多比较单一,普遍采用课堂讲授理论知识、课后实验的方式。 这种重复教学既增加老师的工作量, 又浪费了课时安排,而且还导致了理论教学、实践教学严重脱节错位,教学效果差。学生未能真正掌握单片机的应用原理,实践能力不能得到提高。
(2)实验教学达不到应有目的。单片机是一门实践性很强的课程,只教授理论知识,学生不能深刻掌握知识要点;试验课程也因学生主动性不足而变得枯燥乏味,加上 “保姆式”的实验指导无法达到实验的目的。
2学生学习主动性提高方法
初次接触单片机课程的学生常感到课程内容零散、抽象、不好理解。加上不少学生有一种好高骛远的心理,认为单片机是过时的芯片,没什么好学的,产生厌学心理。需要在创新教学内容与形式的同时,提高学生学习的主动性。
2.1提高理论学习兴趣
多媒体教学与计算机系统仿真教学在教学中应用普遍,但教学中很多老师过于依赖ppt,不能很好地调动学生的积极性。要激发学生的好奇心, 使他们产生学习兴趣,可以从互动和感情交流着手。在单片机教学内容选择上,可选择较为综合的实例启发学生思考问题、解决问题, 收集一些与单片机相关的视频和新闻作为教学资料,增强学生的感性认识。
2.2激发实验教学潜能
实验教学环节可通过引入proteus和keil仿真开发工具、鼓励学生自制实验设备以及选择难易程度适当的实例进行实验等方式激发学生学习兴趣[2,3]。proteus 的独到之处是能够在原理图的虚拟原型上实现编程, 达到软件源码级的实时仿真、调试及显示输出。因此,proteus和keil的结合,既可以进行硬件设计和验证,也可以进行软件编程与调试。根据学生基础知识掌握程度的不同,鼓励优秀的学生自制单片机实验设备,带动周围同学参与,营造良好的学习氛围。同时,可采取“赛教结合”的方式,通过设计应用系统竞赛,不仅使学生掌握课程内容,而且能提高学生的创新能力[4,5]。
3考核制度保障
再好的教学方法和手段,如果缺少有效的监督机制,也会使其效果大打折扣。现行教学中,对学生的考核以试卷考试为主,试卷成绩并不代表学生掌握知识的程度,实践能力强但考试成绩不好也会打击学生学习兴趣。理论教学很重要,实践能力同样不可忽视,需要从两方面来进行考察。目前普遍做法是课堂表现占总成绩的20%,卷面成绩占80%,实验成绩未计入总成绩。这种考核方式无疑导致学生应付理论考试,忽略实践能力。要培养学生的实践能力,就应改变考核方式,理论成绩和实验成绩各占一半。其中理论成绩可以分成试卷成绩40%,课堂表现10%,实验成绩分为基础实验占20%,创新实验占20%,创新实验报告占10%。这种考核方式的好处是学生偏向任何一方都不会取得好成绩,但学生在两方面只要满足基本要求就能通过考核。下面举例说明。
假设有学生a、b、c、d,学生a理论成绩较好,但是仅能通过实验课程;b学生刚好通过理论和实验课程;c学生理论成绩一般,但是实验能力较强;d同学对单片机课程感兴趣两方面成绩都优秀,学生最终考核成绩如表1所示。
表1新考核方案学生成绩评定表
学生卷面成绩
(40%)课堂表现
(10%)基础实验
(20%)创新实验
(20%)创新实验
报告(10%)总成绩a808060606070b606060606060c606080808070d808080808080如采用旧考核方案,学生最终考核成绩如下表2所示。
表2旧考核方案学生成绩评定表
学生卷面成绩(80
%)课堂表现(20%)基础实验总成绩a8080及格80b6060及格60c6060优秀60d8080优秀80从以上两表对比情况可以看出,表1能较好地反映学生的综合学习能力,表2则无法区分学生综合能力。由此可见,依赖卷面成绩来评定一个学生的能力是不全面的,这种方式势必暗示学生只注重理论考试,忽略实验能力。因此将实验能力纳入最终成绩评定是十分必要的,应鼓励学生加强实践环节的学习。
当然,实践能力的评定,不同于理论知识的检验,它没有统一的答案,要制定一套严格且合理的考核标准,才能达到考核目的。例如创新实验可鼓励学生自己命题,按照综合验证、模仿优化改进、有实用价值、完全创新的等次评定成绩。同时从实施难度上进行细化,通过实验结果、创新实验设计报告进行综合考查,既可以考察学生是否真正掌握所设计的实验,又可以锻炼其写作能力。
4结语
本文分析了当前单片机教学中存在的问题,提出应改进考核方式,激发学生学习兴趣。将实验成绩一并纳入综合成绩评定,改变以往仅依靠卷面成绩来反映学生知识掌握程度的状况。这种方式可以全面真实地反映学生的综合能力,但需要制定一套切实可行的评定标准。
参考文献参考文献:
\[1\]葛浩,林其斌.单片机课程设计教学改革与实践[j]. 实验技术与管理,2011,28(10):138?140.
[2]胡瑞强,张毅刚.单片机课程设计教学改革探讨[j].实验技术与管理,2010(3):46?48.
[3]鹿玉红,李好.proteus和keil在单片机教学中的应用[j].唐山学院学报,2010,23(3):7981.
第7篇:单片机课程设计报告范文
【关键词】实践教学;教学改革;电工电子
【中图分类号】G420 【文献标识码】B 【论文编号】1009―8097(2010)04―0132―03
引言
高等教育提出朝着“宽口径、厚基础、重能力”的方向发展,培养适应能力强、发展潜力大的复合型人才是高等教育追求的目标。电子信息类专业主要培养具有宽厚电子技术和信息系统的基础理论、较强的电子信息系统设计实践能力、科学的思维方法、独立分析问题和解决问题的能力、能从事各类电子设备和智能仪器的研究、设计、制造、应用和开发的应用型工程技术人才。
当今世界,电子产品层出不穷,并且向智能化方向发展,这样日益凸现出单片机和FPGA等可编程器件在电子产品设计和创新中的重要性,用人单位普遍要求求职的毕业生能够掌握单片机的基本原理和设计方法,有的单位甚至要求毕业生具有基于单片机系统的电子产品的设计经验[1]。电子系统设计主要是指基于单片机控制的完整应用系统的设计,包括系统软硬件设计及系统调试等多方面的知识。电子系统设计课程体系是以《单片机原理及应用》课程为核心,由《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《感测技术》、《电子设计自动化》、《可编程逻辑器件及应用》、《C语言程序设计》等相关课程组成。
一 设课背景
学生经过《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《单片机原理及应用》、《感测技术》、《电子设计自动化》、《可编程逻辑器件及应用》、《C语言程序设计》等课程的学习,通过教师教学和随课的验证性实验,对于电子信息领域的相关理论知识有了了解和掌握,基本能够进行单元电路的设计和调试,但验证性实验多数是教材内容的演示和再现,学生基本没有进行系统级的设计和实训,综合实践能力有待提高,学生没有发挥自己的主观能动性,不利于创新性人才的培养。
通过分析学生参加多届电子设计竞赛的情况,我们发现,按传统理论教学和实验方法培养的学生,在参加电子设计竞赛时,会出现很多问题,达不到预期目标。比如:对某一功能电路进行设计,理论上设计正确但在工程上却无法实现;单元电路正确却无法实现系统联调;各模块功能实现却无法完成一个系统等等。这是因为电子设计竞赛既不是单纯的理论设计竞赛,也不仅仅是实验竞赛,而是由一个参赛队共同设计、制作完成一个有特定工程背景的题目的竞赛。电子设计竞赛不仅要在单元电路上实现预期功能,更要考虑模块间的接口关系;它既强调理论设计,更强调系统实现;它考核了学生综合运用基础知识的能力,更注重考察学生的创新意识,在2009年的全国大学生电子设计竞赛中又增加了性能价格比和节能减排方面的考核内容,更加贴近工程实际和产品设计。从所涉及的课程内容上看,已经不是竞赛题目一门或者几门课程所能解决的,而是一个由相关课程组成的课程群。再从竞赛使用的器件上看,有很大一部分是理论教学中没有讲授和更新的,因为电子信息技术的发展太快,新技术、新器件层出不穷,传统的教学方法和体系面临了严重的挑战,如果不进行改革,建立一个新的理论课和实践课教学课程体系,就无法适应培养现代化人才和发展高等教育的需要。
高等学校培养的人才最终是为社会和国家服务的,学生经过四年的本科学习,最终要走向社会,从毕业生的就业情况看,绝大多数毕业生从事电子信息相关的工作[2]。统计发现,到企业进行产品研发的学生通常是电子竞赛获奖或参加了电子竞赛培训的学生,动手能力较强,而从事销售、服务等工作的毕业生很大比例是不能够进行研发,不得已才去做销售、服务的。为了使学生掌握电子系统的设计与开发,在相关理论课教学完成后我们开设了一系列的独立的综合设计实践课,对学生开放实验室,学生可以集中时间完成一系列的综合性、设计性实验项目,巩固理论教学内容,提高学生的综合设计能力和设计水平,为参加各级电子设计竞赛和以后就业打好基础,一举两得,事半功倍[3]。
二 实践课设置情况
系列实践课的设置遵循认知规律,是在随课实验基础上的扩展和深入,经过调研和讨论,听取兄弟院校、相关企业和毕业生的意见和建议,在培养学生动手能力方面除了专业实习和毕业设计环节外,设置了一系列的独立实践课,分布于各个学期的教学中。以电子信息工程专业培养方案为例,实践课设置情况如表1所示:
实践课的教学基本上在相关的理论课程教学完成后进行,保证学生在进行实践课时已经完成先导课程的学习和验证性实验,除《电子技术综合实践》,其它多数实践课是对某一课程的强化和拓展。
三 《电子技术综合实践》教学过程
在系列独立实践课中,《电子技术综合实践》是关键性的教学环节,是最贴近电子设计竞赛和实际工作应用的课程,要求综合模拟电子技术、数字电子技术、传感器、单片机、FPGA等多方面的知识。该课程强调以学生为主体,允许学生自由选题,题目的难度一般介于验证性实验和毕业设计之间。
本课程使学生能够较系统地掌握电子系统设计的全过程,包选题、文献查阅、方案论证、器件选择、电路设计、电路实现、软件编程、装配调试、系统测试、总结报告、文档整理等。学生完成由单元设计向系统设计的过渡,掌握现代化仪器设备在系统设计和实践中的应用。课程充分发挥学生的主观能动性和创造力,培养学生的独立工作能力以及协作精神,并通过该课程选拔参加各类设计竞赛的参赛选手。
1 题目设置
在该实践课的教学上我们选择了多个有代表性的、难易不同的实践题目供学生选择。具体题目有:液体点滴速度监控装置、电子秤的设计与制作、智能电梯控制系统、水温控制系统、脉搏测量仪的制作、直流数控稳压源、数字式液量测量系统、转速控制测量仪、数据采集系统、信号发生器、智能小车等等。这些题目基本上都是综合性、设计性的,有的题目是历年电子设计竞赛题目的简化或分解。以液体点滴速度监控装置为例,该设计要求制作一个液体点滴速度监测与控制装置,如图1所示,实现的功能有:
(1)在滴斗处检测点滴速度,并制作一个显示装置,能动态显示点滴速度(滴/分)。
(2)通过改变h2控制点滴速度,也可以通过控制输液软管夹头的松紧等其它方式来控制点滴速度。点滴速度可用键盘设定并显示,设定范围为20-150滴/分,控制误差范围为设定值 10% 。
(3)调整时间≤2分钟(从改变设定值起到点滴速度基本稳定,能人工读出数据为止)。
(4)当h1降到警戒值(2~3cm)时,能发出报警信号。
这个题目中对点滴速度和液面位置的检测要用到传感器,要有声光报警电路,需要电机改变h2高度来控制点滴速度,整个系统由单片机进行控制,通常选择PID算法来调整点滴速度。从实用和智能化角度出发,可以扩展成网络,采用简单的RS-232通讯实现从站和主站之间的通信,实现智能化管理。
学生在选题过程中进行引导,避免多组学生选择同一题目,学生也可以自主拟定题目,经过指导教师审核即可。学生3人为1个小组,成员有所分工。
2 教学要求
(1)综合运用EDA软件
学生根据所选题目进行方案设计,对方案中的电路进行设计计算,包括元器件的选择和电路参数的计算。要求学生通过各种EDA软件进行仿真验证,选择Multisim7、Proteus、ISE等软件进行相关仿真实验。
(2)硬件电路制作
设计方案经指导教师审查通过后,学生领取所需元器件等材料,设计PCB电路板并且自己加工,最后焊接制作电路并调试。
本课程教学采用了“模板化”设计方法,将学生设计调试好的A/D转换器、D/A转换器、键盘、显示电路“模板化”,使系统设计的局部和整体有机结合,提高了实验资源的利用率和实践效率,“模板化”后的单元电路在电子设计竞赛中也可使用。
(3)软件的编制与仿真。根据已设计出的软件系统流程图,编制出各功能模块的子程序及整机软件系统的主程序,程序设计时,要充分考虑与所设计硬件电路的连接及有关指标要求。向学生推荐使用C语言进行单片机的编程与开发,用C语言进行程序开发更方便移植,贴近实际工程背景,适合开发大型的工程应用程序。
(4)系统联调。学生集中在1周内完成所选题目,3个学生为1组,按照模块化设计方式有所分工,当每个同学所负责的模块调试成功后进行系统联调,要求学生之间相互配合,遇到问题一起找原因、想办法,而不是相互埋怨、推脱责任,培养学生的合作精神,积累系统调试的经验,培养学生分析问题和解决问题的能力。
(5)撰写实践总结报告。
书写高质量的工作总结是反映工作实践素质高低的一个重要方面,工程技术人员应能用书面形式系统、完整、清晰地表达自己的研究成果,其目的是让人很容易地看懂所研究课题的内容、方案、原理、实现方法等。因此,书写实践总结报告也是实践课考核的主要内容之一。
3 考核方法
(1)设计方案正确性与合理性,综合考虑性能价格比和系统功耗。
(2)实践动手能力,包括PCB设计水平、安装工艺水平、焊接工艺水平。
(3)设计成果,达到的指标。
(4)调试中分析和解决问题的能力,创新精神。
(5)题目的难易程度。
(6)独立工作能力,实践工作态度。
(7)总结报告完成的质量。
四 教学效果
经过几年的教学和改革,对学生动手能力的培养取得了较好的效果。2005年以来,学生参加了全国大学生电子设计竞赛和浙江省大学生电子设计竞赛,共获3个全国一等奖,2个全国二等奖,4个省一等奖,6个省二等奖。近5年,本科生一次就业率年均在90%以上,多数毕业生到企业从事研发工作,少数毕业生独立创业、注册公司进行电子产品的设计与开发。
此外,学生参与教师科研项目、独立申报承担浙江省新苗计划项目、浙江省大学生创新项目、校级学生科研项目的数量都显著提高。
五 结束语
实践课主要体现在对实际工程应用系统或产品的研制,使学生经历从课题任务的提出到方案的论证、设计,软件及硬件的开发、联机调试等若干步骤。学生通过自己设计实验电路、实验步骤、实验方法等,综合应用电子技术的能力、理论联系实际的能力得到了很大的提高,促进了学生创造性思维的发挥。这些实践课是在理论课教学和相应验证性实验基础上的深入和提高,是对学生电子系统设计的综合性训练,这种训练培养了学生工程实践能力、独立工作能力及创新能力。
参考文献
[1] 王剑.电子系统设计课程体系改革的探讨[J].长江大学学报(自然科学版),2009,6(2):377-378.
第8篇:单片机课程设计报告范文
关键词:单片机;一体化;教学模式
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2012)08-0041-02
目前,计算机硬件技术向巨型化、微型化和单片化三个方向高速发展。自1975年第一块单片微型计算机芯片问世以来,在短短的三十多年间,单片机技术已发展成为计算机技术一个非常有前途的分支,它具有体积小、性能优越、价格低廉等优点。一方面,单片机芯片是自动控制系统的核心部件,广泛应用于工业控制、智能化仪器仪表、通信终端设备、家用电器、高档电子玩具等领域;另一方面,单片机也是电子技术数字化的核心部件之一,在数字化电子产品中承担着数字信号处理的重任。鉴于单片机技术在实践中的广泛应用,很多高职院校电类专业均开设了《单片机技术》课程,但是院校之间的教学模式及教学效果存在着一定的差别,为了找到此类课程的理想教学方法,有必要对单片机课程的教学模式进行研究。
一、传统的单片机教学模式
传统的高职院校《单片机技术》课程存在一些比较普遍的问题,主要体现在适合高职学生的优质单片机教材较少,很多教材偏重于理论,相应的教学计划针对性不强,传统教学方法因过多体现“讲授式”特点,缺乏对学生主动学习与实践创新能力的关注。传统的“单片机技术”课程教学模式往往是“理论课+实验课”。理论课在教室采用多媒体或“粉笔+黑板”的方式,以逐个知识点的讲授为主。实验课在实验室环境下练习,且实验内容多为验证性实验。这种教学模式的缺点是教学中以教师为中心,理论与实践相脱节,学生被动地接受知识,学习过后不易理解和掌握。因此,开展《单片机技术》课程教学方法改革,探索适应新形势要求的教学方法已是必然。
二、单片机一体化教学模式
《单片机技术》自身就是一项实践性非常强的技术,光靠理论讲授和后续的实验验证根本不可能使学生很好的掌握这项高新技术,为了改变现状使学生掌握这项受之有用的技术,唯有在教学过程中加大实践的力度,使得学生能够在做中学,学中做,通过自己动手做而获得成就感,通过自己动手做而找到学习的乐趣,进而自主的学习。基于此,本文对单片机一体化教学模式进行探究,采用“教学做一体化”的教学方式,以项目情景和工作过程为导向,突出学生的主体地位,在做的过程中由教师教和学生学来共同完成教学活动。
三、单片机一体化教学具体实施
整个课程教学过程的实施按照“理论引导普通项目实训典型项目实训综合(创新)项目实训竞赛”的系列步骤展开。
1 实施方案。每个教学过程均安排在实训室采用“理论讲解-分析设计-学生编程-仿真-实训-设疑-再编程-再仿真-再实训”的方式进行,边讲边动手,有目的、有计划地带领学生先完成普通项目实训,再完成典型项目实训,然后完成综合(创新)项目实训。例如,要完成“8个发光二极管轮流点亮”的任务,教师先讲解完成这个实例需要掌握的相关电路原理和指令规则,接着引导学生一起来分析思考如何实现任务功能,待学生发现指令和任务之间的联系之后,让学生动手写程序,并仿真看结果对不对。如果仿真正确。再尝试将程序代码下载到实验板看结果是否正确。接下来再适当改变任务要求,让学生动手完成新任务。通过这样的过程,调动学生的主观能动性,提高学生学习兴趣,真正将“学-思-知-行”统一起来。
2 实施方法。本课程实践教学环节的实施按照“普通项目实训典型项目实训综合(创新)项目实训竞赛”的步骤循序渐进地展开,其组织形式也有相应的区别。
(1)普通实训项目。普通实训项目采用集中进行,统一指导和个别辅导相结合的方式进行。实训后学生必须根据要求,写出项目实训报告。实训过程中,教师的作用是导向、纠偏、督促、检查。重在培养学生自主创新地完成:资料查找、方案构思、电路设计与制作、编程及调试等工作,注重讲练结合,教师一般先有统一的入门指导,讲解实训的原理、方法、步骤、注意事项,根据需要作必要的现场操作演示,然后巡回指导。通过普通项目的实训使学生掌握单片机开发工具、单片机仿真软件、应用软件的使用方法,获得基本实训技能。掌握单片机指令应用、程序设计基本方法和技巧,提高了动手能力。
(2)典型实训项目。教师下达典型实训项目任务,提供参考资料书目,学生自己查阅资料,确定设计方案。在教师对设计方案检查无误后开始进行硬件原理图的设计和软件程序编制,调试硬件电路、调试设计程序直至成功,整个过程由老师提供技术支持。学生根据任务书的时间内容要求完成设计任务。典型实训项目采用相对集中、任务分散,小组讨论,个别辅导相结合的方式进行。通过典型实训项目的实训使学生进一步理解单片机的组成及工作原理,掌握接口电路的工作原理,理解接口技术、中断、定时/计数器等功能部件的基本原理和设计应用方法,培养学生的单片机应用与开发能力以及团队协作的能力。
(3)综合(创新)项目实践。综合(创新)项目实践采用课题组形式,每组学生进行任务分工,共同完成一个相对完整的设计任务:审题、查阅资料、方案构思、绘制原理图、电路板设计与制作、编程及调试、论文撰写等工作。教师采用相对集中、任务分散,小组讨论,个别辅导相结合的方式进行。教师在实训全过程中起技术指导作用。要真正提高学生单片机实际应用能力,单靠课堂(理论、实验)教学是不够的。为了巩固、提高学生单片机理论教学的效果,单片机应用设计综合项目,旨在继续强化学生单片机应用能力的培养,要求学生完成一个比较全面的单片机综合应用项目,对学生进行全面综合的训练,有效地提高学生的创造性思维和独立分析、解决问题的能力。
(4)竞赛。竞赛主要采用学生自由创作的形式,教师只对作品进行评价,通过学生独立对整个作品的设计制作、设计报告的撰写及答辩,使学生真正达到能够独立面对实际问题,独立分析及解决问题。
通过以上实施步骤有效地解决了传统理论课加实验课的单片机教学中遇到的问题,增强了学生的参与感,提高了学生的学习兴趣和动手能力,使理论教学与实际应用相结合,实现了一体化教学,对教学产生了积极的影响,增强了学生的创新意识和实践能力,具有一定的理论价值和实际意义。
参考文献:
第9篇:单片机课程设计报告范文
单片机是自动化领域一门实用性很强的专业课程,针对民办本科高校学生学习单片机课程现状及教学中出现的问题,提出了教学改革的方法,并作出了探讨,力求提高学生实际工程能力,改善学生学习单片机的学习效果。
关键词:
单片机 教学改革 民办
0引言
单片机原理及其应用课程是机械、自动化、计算机、电子信息等专业的必修课,很多民办高校教师都在探索如何改革教学内容、教学手段、考核方式等,以求更好更快的提高学生运用单片机知识的水平,对学生的就业时岗位适应能力的提高和学校的发展都具有十分现实的意义。通过调查几个民办本科高校,并与电子类教师们进行教学上的交流,发现民办本科单片机教学中的共性问题:
1学生对知识的理解接受能力有限
进入三本民办本科院校的学生总体上底子就比较薄弱,自觉学习能力不十分强;高等数学、计算机操作基础、C语言程序设计、数字电路等课程为本门课程先修课,在学这些选修课时存在似是而非,似懂非懂的情况,使单片机课学习起来比较吃力,如:输入程序速度太慢,一节课就输入了20多行,仅仅能验证一下一两个实例,很难有时间按自己思路自己编写、调试程序、仿真解决问题;C程序设计结构不熟练,写起来费力费时;芯片引脚功能不清楚造成连接线路出问题。
2教材存在不少弊端
大部分学校采用重点高校编写的教材,理论性强,内容多,实例少;加上编排不尽合理,不符合学生的认知规律,造成学生学习难度大,降低了学生学习兴趣。
3考核形式比较单一
普遍采用单一的闭卷考核方式,对实践环节考核不注重,考的知识更多是死记硬背的内容,灵活运用的少,导致学生动手能力不强,学习积极性不高。
4教学方法方式守旧
理论和实践分两个时间和地点进行,不能做到理论讲完就动手实验,巩固所学;实践课更多的情况学生只按实验指导书上在实验箱上做简单的连线,没有整体电气原理图概念,没能做到真正理解消化;加上实验条件和课时限制,不可能每组学生都能得到教师的指导,使学习效果随课程的深入变的更糟。针对以上现有问题,单片机及其原理课的改进从以下几个方面入手:
(1)增加实验和开设实训课;从实验原来的8学时增加到32学时。增加2学时c语言程序设计基础知识的巩固时间,增加2学时巩固数字电路基本理论,尤其是TTL反相器、CMOS门电路、译码器,D/A,A/D转换等知识,总之使实验课时不少于理论课时。开设实训课是必不可少,通过实训可以使学生做一个完整的设计,才能真正掌握单片机整个开发流程及工作原理。
(2)教学方式多元化。1)刚开始授课时可以采用仿真器和开发板进行演示,因为对初学者来说,上来直接进行制作面包板难度可想而知。仿真器和开发板相对独立,可以使初学者快速入门,并且在老师教的情况下,学生可以更好的理解实验。接着就要再开发板的基础上搭设一些电路,如红外传感模块、电机模块等。最后的实训阶段完全有学生自己搭设面包板,进而做简单的电路板;2)一些知识点可以采用项目案例驱动方式授课。如定时器、延时、数码管显示等知识点可以用如99秒倒计时的设计来完成,单片机I/O结构和输入输出知识点时,可以用单灯发光、单灯闪烁、流水灯案例来完成。3)不局限于大纲计划,引进一线的单片机工程师来授课、做讲演、做辅导,使学生熟知社会和企业需要的单片机人才需要具备怎样的技能、当前单片机发展的状况以及在实际操作中的技巧、经验,让学生不断的吸取他们的一线实战经验,更好的为走上岗位做好准备。
(3)考试方式的多元化。1)第一种方式就是分层次考核,经过一个月的学习后,采用摸底考试加简单动手搭电路加自荐的方式,将学生单片机水平分成三个等级:一般、中等、优秀。之后讲理论知识时,采用的实例难度逐步加大,从容易到较难,到难,分别对应每个层次学生学习。考试采用笔试+实践考试;笔试只考基础知识,占35%;实践考试主要考核学生的动手能力、分析解决问题的能力,占65%,注意这项打分时要结合相应的等级,体现学生动手能力增长情况给分;2)第二种方式就是小组交作品,就是运用所学知识来解决现实生活中的问题,如答题器、声控大门、家庭防盗报警器等让2-3名学生在课余节假日中去学去完成,上交实验报告、作品和小组分工情况说明。根据作品实现的功能、小组工作量,撰写报告的情况来综合打分;3)第三种考核方式主要针对被选拔参与各种电子大赛的这部分学生,通过他们的设计作品,指导教师的意见以及大赛中的表现综合打分。
(4)定期开展校级单片机设计大赛和积极参与省级电子大赛,为进一步调动学生学习的积极性,提高动手能力,每年组织一次电子创新设计比赛,将优秀成果全校展示,以激发低年级的学生的学习兴趣和求知欲。比赛中比较好的作品可以作为今后案例教学中的素材。参加省级电子大赛可以知道我校的水平在全省的排名,也是体现一个学校单片机教师和学生实力的一个机会。
(5)加大课程网络资源建设力度;很多民办本科高校在积极做这一块,已经取到了良好的效果。通过精品课建设,可以使学生了解单片机最新的书籍,最新技术和单片机最新设计的领域等。通过在线MOOC、微课视频,使学生的学习不受时间和空间的限制,不定期的更新具有代表性的、应用性的问题,组织学生一块讨论分析。鼓励学生登录单片机发展和技术相关的论坛,提高学生的交流能力,扩大学生单片机的知识面。全员共享优秀素材,由老师按知识点、难度等级放到云盘上共学生教师交流学习。
5结语
单片机技术的迅猛发展不断向我们提出新的要求和目标,这就要求我们的单片机课程要与时俱进,不断更新,适应时代的要求。单片机授课教师不仅要不断的更新自己的专业知识,更要不断的革新教学内容、教学方法和手段。使学生通过各个环节的培养,能有具有科技创新意识和动手设计能力,成为自动化大军中一员。
作者:董三锋 单位:西京学院
参考文献:
[1]雷娟.浅谈对单片机教学的几点思考[J].高教视窗,2009(05):215-216.
[2]覃金昌.高职高专机械类单片机教学改革的几点思考[J].科技信息,2010(11):247-248.
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