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基于單片機的課程設計范文1
關鍵詞:單片機;課程;教學設計
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2015)31-0135-02
Teaching Design of Single Chip Computer Course Based on Working Process
YAN Min
(Yangzhou Business Branch of Jiangsu United Vocational and Technical College, Yangzhou 225127,China)
Abstract: Teaching design is the key to achieve the teaching goal. This paper discusses the teaching design from the teaching content, teaching method, teaching evaluation etc., combining the characteristics of the single chip microcomputer course and the practice of the six step teaching reform based on the work process. In general, this teaching design improve the teaching quality of SCM course, and realize the optimization of teaching effect.
Key words: SCM; course; teaching design
單片機的應用非常廣泛,從家用電器到航空航天,從醫療器械到軍事技術、從工業控制到機器人,單片機無處不在,且其技術水平高低已經成為衡量一個國家科技發展水平的標志?!秵纹瑱C應用技術》課程作為我校應用電子技術專業的一門專業核心課程,是面向應用的、具有很強的理論性、實踐性的課程 ,是學生的“能力型”課程。通過本課程的學習,培養學生單片機硬件電路的設計能力,培養學生單片機軟件程序的設計能力,可以使學生對先修的課程知識(模擬電子技術,數字電子技術,電子CAD等)的理解更加透徹,也為后續課程(電子產品制作,微機控制技術等)的學習奠定了基礎。因此,提升單片機課程的課堂教學效果就顯得尤為重要,而實現課堂教育教學效果最優化的首當其沖的工作正是教學設計。
1 教學設計理念
要實現單片機專業課程的教學內容與職業工作崗位實際需求相結合,與職業資格證書考核內容相結合,就必須打破教材原有的知識體系,特別是原有知識的學科體系,以企業的實際生產內容整合教材內容,緊緊圍繞崗位生產任務或項目,讓學生參與一個具體項目或任務的完整過程,同樣,學習效果也應該接受企業崗位的評估,這樣讓學生在學習中真正體驗到企業的氛圍與環境,體驗到真實的評價,通過這樣的學習過程,讓學生從中找出問題,找出差距,找出修正進步的空間,讓他們學會真正的學習,培植他們終身學習的能力。依托以上分析,單片機課程的教學設計理念是:以學生發展為中心,以能力培養為目標,以項目完成為載體,以素質提升為根本。
2 教學設計思路
以工作過程導向的企業六步法(資訊、計劃、決策、實施、檢查、評估)作為單片機課程設計的總體思路,以一個個完整的項目為載體,使學生體驗從確定任務――制訂計劃――實施計劃――檢查驗證――評估反饋的整個完整的工作過程,如圖1所示,增強學生適應企業的實際工作環境和解決綜合問題的能力,從而實現教學過程與企業生產過程的無縫對接。
圖1 教學過程與生產過程的對接
3 教學內容的處理
《單片機應用技術》以“流水燈”電路分析與實踐、開關信號狀態讀取與顯示電路的制作、數量統計電路的設計與制作等任務為載體,依據企業實際工作崗位中常見的對象歸納出具有普遍適應性的八個學習情境,使學生在學習過程中認識常用電子元器件并掌握其好壞的檢測方法;熟悉MCS-51單片機的硬件結構;掌握Medwin軟件程序的編程及調試;掌握單片機Proteus仿真軟件的使用;能設計簡單單片機應用系統電路并安裝和調試。
圖2 單片機課程教學情境設計框圖
4教學方法與教學手段
教法上采用任務驅動法、工作過程導向教學法為主,結合使用情境引入、虛擬仿真、示范講解等多種教學方法推動教學進程;學生是學習的主體,通過分組協作、自主探究、小組競賽、激勵評價等學法,高效達成學習目標,在實踐操作過程中掌握分析問題、解決問題的技能。
此外,本課程具有豐富的網絡資源且不斷進行更新,我校開發的單片機課程網站為學生提供了課程標準、課程大綱、授課計劃、學習指導、電子教材、電子教案、多媒體課件、視頻錄像、實訓指導書、參考資料等豐富的網絡教學資源。
5 教學評價
單片機課程教學中,對于每一次課,無論課前、課中、課后都離不開學生的積極參與,那么相應的激勵評價也應該融于其中,筆者采用了多元多次量化評價體系及《課堂學習情況評價表》,多元是指評價者多元化,不像傳統教學中老師一個人說了算,主要指學生自己評價自己、同學之間互相評價、老師點評及企業點評等;多次是指在整個教學中,采用了多次評價,不像傳統教學一次評價就對學生成績起到很大的決定作用,讓學生有多次獲得成功的機會。在評價的權重方面,自評占10%,互評占10%,教師評價占50%,企業評價占30%。
6 教學實施
下面以“交通燈”為例說明高職單片機課程的教學實施過程:
資訊階段:以作品或多媒體形式展示學習目標,學生感受控制現象,總結控制要求,下達任務書,描述項目學習目標。
計劃、決策階段:各小組學生討論,選擇“交通燈”控制系統的設計與制作的整體設計方案,分別提出設計方案,每個小組派一名代表陳述方案,然后,師生共同討論并進行分析、比較、優化,最終選定合理、科學的最佳方案進行實施。
實施階段:學生按照設計方案,獨立完成工作任務,在任務實施過程中老師巡回指導。該環節學生要完成交通燈系統的線路設計,控制系統的線路測量和安裝,學生在實施過程中的每個步驟要進行自查,及時修正并進行工作情況的記錄
檢查階段:項目完成后,針對工作任務要求進行核對,檢查項目完成情況,分為三個步驟:第一,質量檢查,第二,填寫檢查報告單,第三,學生成果展示并介紹、交流設計經驗。
評估階段:分為小組自評、小組互評、教師評價,特別引進企業評價。小組自評為學生對本項目的整個實施過程進行評價,小組互評以小組為單位,分別對其他組的工作結果進行評價和建議,然后教師對學生匯報及結果進行評價,指出每個小組及其成果的優點,并提出改進建議,最后,通過邀請行業專家對學生設計方案再次評價,讓學生真正了解自己掌握的知識與社會需求的真實差距,認識到專業知識與技能對社會實實在在的運用,體現以就業為導向的職業教育宗旨,體現教學過程與生產過程的無縫對接,教學中滲透了專業文化,實現教學為企業服務,為崗位服務,從而進一步激發學生的學習熱情。
7 結束語
基于工作過程的企業六步法的教學改革實施五年來,一方面,學生普遍反映對單片機的學習積極性更高,能夠真正學到企業工作崗位中有用的知識和技能;另一方面,企業反映我校畢業學生上手快、技能過關、操作熟練規范。基于工作過程的企業六步法的單片機課程的教學設計,改變了傳統的教學模式,在教學中以企業項目為載體,讓學生經歷完整工作過程的機會,從而有針對地有目的地進行學習,提升了教學質量,優化了教學效果,而進一步加強校企合作是這種教學改革得以實施和持續發展的強有力保證。
參考文獻:
[1] 馬艷陽,侯艷紅,馮向莉.基于任務驅動的高職電子技術課程的教學設計[J].陜西國防工業職業技術學院學報,2011(2):12-14.
基于單片機的課程設計范文2
關鍵詞:電子設計競賽 單片機 項目化教學
中圖分類號:G71 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)02(a)-0165-01
全國大學生電子設計競賽是教育部倡導的四大學科競賽之一。它由教育部高等教育司和信息產業部人事司共同舉辦,是面向大學生的群眾性科技活動,到2013年已舉辦過11屆。由于競賽內容與各院校教學實際緊密結合,且競賽題目的要求對相關專業課程的建設以及培養學生的實踐能力有很好的引導作用,因而受到越來越多的本??圃盒@蠋熀蛯W生的關注與參與。從分析歷屆電子設計競賽題可以看出,很多控制類、數據采集類和信號類的題目在設計制作時都會涉及到單片機的知識,而單片機又是高職類學生必須掌握的主要技術之一,所以電子設計競賽對單片機課程的教學改革的促進作用也是日漸顯著。該文結合我們學院參加大賽的經驗與體會,談談電子設計競賽對單片機課程教學改革的啟示和影響。
1 單片機傳統教學中存在的問題
單片機課程的傳統教學方法是重理論、輕實踐;重分析、輕綜合;重個體、輕協作。
在單片機的理論教學中,傳統的授課順序是:單片機的組成與結構,指令系統,匯編語言程序設計,中斷與定時器,接口技術及應用,A/D與D/A轉換。這種教學過程,表面上看符合人們學習知識的規律,但是實際教學效果表明,學生只是把它當作課業任務來完成,而不是作為一門應用技術來掌握。對各部分知識的學習相對孤立,簡單程序設計尚能掌握,結合中斷系統編寫程序便沒有頭緒,遇到硬件連接問題更不知所措。更重要的是,現今電子設計競賽已經不僅僅是對單片機編程能力的比賽,而是對單片機電路設計和元器件使用能力的考查。
在單片機的實踐教學中,缺乏軟硬件綜合設計類的實驗。軟件實驗只是利用軟件模擬器讓學生在計算機上進行匯編語言編程訓練,學生們面對的只是程序設計,根本不知道各種指令有什么實際的應用;硬件實驗多采用商品化的實驗箱來完成,硬件連線、各種器件的選擇都已做好,學生們只是簡單的插線即可,根本不了解電路的結構也難以編出完整的程序,不能達到培養學生初步具有開發簡單單片機應用系統能力的目標,也達不到現在電子設計競賽對參賽選手的要求。
這樣培養出的學生對理論知識的學習不深入,對實踐技能的掌握不熟練,缺乏設計軟硬件電路的整體思路。
2 借鑒大賽經驗,對單片機課程進行項目化教學模式的嘗試
通過組織學生參加全國和學院的各類電子設計大賽,發現學生在面對大賽題目時,學習的積極性和主動性被極大的激發出來,對大賽題目涉及到的單片機知識能夠認真的去學習,而且學完之后就能應用于實際題目,理解的也較為透徹。如果能將大賽的這種模式與單片機教學結合,構造出全新的項目式教學內容體系,把所要講授的各項理論知識和實踐技能按由淺入深、現學現用的原則分解到一個個具有明確應用目標的項目任務中,讓學生在規定時間內依次完成這些任務來達到教學目的。首先應該根據教學大綱確定一個總任務,然后將總任務分解成具體的子任務,通過實現各個子任務,達到一門課程的教學目標。項目化教學要求以完成一個個具體任務為教學實施載體,把單片機的教學內容分解到每個任務之中。引導學生在解決任務的過程中學習理論知識和掌握實踐技能。
在項目內容的設計和順序安排上,必須注意循序漸進,按照教學進度逐步開展,關鍵環節要設計對應的項目任務。這就需要改變傳統的課程教學順序,尤其是對“單片機的組成與結構”這個章節,對各個功能結構的講解以服務各自項目為目標,以夠用為原則,緩慢介入逐步展開,這樣既提高了學生們的學習興趣,又避免了言而無物的空洞講解,提高了課堂效率。
以單片機原理教學為例,在開始學習軟件知識時可以用P1口控制8個LED這個項目來學習各類指令和編程語言程序設計:首先,介紹單片機的并口結構,這里重點講解并口的功能以及如何使用;其次,以P1口為例學習并口輸出電路的硬件連接與器件參數選擇,這里可以加入一些電子技能方面的知識,例如電阻、電容、二極管、三極管的選型與參數確定;再次,結合硬件連接編寫相對應的軟件程序,通過對P1口的控制可以觀察各個LED的亮滅,引起學生的興趣,這里重點對學生進行引導,發揮學生的主觀能動性,啟發學生自主編寫程序或對教師給的程序進行優化;最后,通過教師引導,讓學生利用現有硬件電路實現LED按不同的規律發光,從而熟悉大部分指令和常用的程序結構(順序程序、分支程序和循環程序)。后續項目還可以利用此電路學習中斷系統,用定時中斷、外部中斷等方法控制LED發光延時、按鍵控制,控制規律由教師根據內容逐步設計,最后可由學生發揮想象自己設計。
3 單片機項目化教學模式中的關鍵問題
首先,項目任務的設計是整個教學模式中的關鍵。項目內容的是否合適直接決定教學效果的優劣,在設計項目時既要考慮到以學過的內容為基礎,又要將本次教學內容涵蓋全,因此需要通過不斷的教學實踐與學生學習效果的反饋來設計和調整。
其次,精簡理論課學時,加強實踐教學力度。對那些完成任務所必需的理論知識要進行簡明扼要的講解,使學生具備完成項目任務初步理論基礎,之后讓學生在實驗室自主的完成各種項目任務,這樣既提高了學生的實踐動手水平,有鍛煉了學生的自主學習能力。在實施中可以將課堂放到實訓室,首先講解基本的理論知識,之后立刻結合這些知識點布置此次課需要完成的任務,在學生進行實訓中不斷觀察學生出現的問題,對于共性問題再進行集中講解,實現理實一體化教學。
最后,項目化教學對教學硬件條件有一定要求,首先要有理實一體化實訓室,實訓室中要配有多媒體教學設備,要配備基本的實訓臺,每個實訓臺上要有單片機實驗箱和用于編程的計算機,單片機實驗箱建議可以自行設計與制作,這樣更符合本校的具體實際和項目教學的開展。
4 結語
通過我校近幾年參加全國大學生電子設計競賽的成績來看,對單片機課程進行教學改革之后的成績提高明顯,尤其是2013年,還獲得了國家一等獎的好成績。通過單片機課程改革的實踐來看,依托電子設計競賽在課程體系,教學方法,實訓條件等方面都取得了長足的發展,也正以為此,電子設計競賽得到了越來越多教師和學生們的認可,對于推動學生工程實踐能力和設計創新能力的培養具有重要的現實意義。
參考文獻
[1] 李社雷.基于電子設計競賽的單片機教學改革方案探索[J].實驗科學與技術,2013(6).
[2] 楊奕,徐鵬,彭小峰.電子設計競賽與實踐教學改革[J].實驗室研究與探索,2013(4).
基于單片機的課程設計范文3
隨著信息技術的高速發展,在互聯網+的環境下,高職教育的內容和形式都需要持續更新,不斷變化。高職《單片機應用技術》課程教學也呈現出新的特點,面臨許多新問題、新要求。學習者的學習方式不再局限于傳統的課堂式教學,因此高職院??蓸嫿ňW絡教學平臺,依托各種信息化教學平臺,進行網絡課程資源的建設。
2《單片機應用技術》網絡課程建設的必要性
《單片機應用技術》是高職機電類專業的一門專業核心課程。課程特點是實用性和實踐性強,需要學生從理論到實踐,實踐再到理論的重復。為提高學生的實踐能力,教師在教學過程中對該課程進行了教學改革,如采用項目教學、任務驅動等教學方法,將相關知識點融入到相關任務中進行講解,通過實際項目的完成來提高學生的實踐能力和創新意識。但是學生們在完成項目的過程中面臨著許多現實問題,例如:學生在項目開展過程中存在缺乏與老師及時溝通、不能按時完成項目或者項目完成情況不好等問題。師生互動、過程管理、資源服務等因素制約著項目完成的質量,最終導致一些學生實踐能力并沒有提高,甚至失去了對學習本課程的興趣和信心。
針對以上問題我們可以發現學生缺少與傳統課堂教學相結合的網絡資源和學習平臺,導致學生在課堂上的學習自主性缺失,限制了學生自主探究和創新能力的發展,阻礙了教學質量的提高,不利于教師與學生的發展。因此通過搭建網絡化、個性化、自主式的《單片機應用技術》網絡學習平臺,讓學生打破時間和空間的限制,進行個性化、自主化的學習,從而激發學生的學習興趣和學習成效。同時通過網絡課程資源的建設,也可以提升教師信息化教學能力,借助網絡課程平臺進行信息化教學模式改革,促進教師個性化的發展。
3泛雅網絡課程平臺
目前筆者所在學校購買了超新泛雅網絡學習平臺,該平臺是一個集教學互動、資源管理、精品課程建設、教學成果展示、教學管理評估等功能于一體的新一代網絡教學平臺。教師通過該平臺能夠建設網絡課程資源建設,借助平臺提供全面的網絡教學功能完成作業、測驗、通知、答疑、討論、資料、評價等互動教學活動,統計教學過程中所產生的數據,以幫助學校和老師更好地進行教學管理評估。
4《單片機應用技術》課程整體設計
4.1建設目標
針對《單片機應用技術》課程的培養目標,結合高職教育的特點與要求,依托超新泛雅網絡學習平臺的優勢,按照任務驅動、項目導向教學做一體的高職教學模式進行網絡課程的開發,構造一個以學生為主體、以學習為中心的在線學習平臺。通過網絡課程的建設,讓學生離開課堂也能學習,從而滿足學生自主學習、個性化學習的需要,借助網絡學習平臺能及時與老師和學生進行交流,激發學生的學習主動性,提高學生的動手實踐能力和創新能力。同時通過網絡課程開發,提高教師信息化教學水平,為基于網絡教學環境的課程教學改革奠定基礎。
4.2網絡課程教學內容的設計
本課程注重培養學生分析問題、解決問題的能力,強化學生動手實踐和創新能力,結合專業所培養的崗位對本門課程的知識和技能要求,通過網絡課程建設將本課程的教學內容設計成若干個相對獨立卻又相互關聯的學習項目,每個學習項目又有若干個工作任務,將知識點和技能點分散到工作任務中去學習和掌握。
以數字電壓表的設計制作工作任務為例,其對應的本課程相關知識點和技能點如下:
工作任務:數字電壓表的設計制作
相關知識點:A/D轉換的基本知識;A/D轉換芯片ADC0832的功能及應用。
相關技能點:能設計單片機與A/D轉換器的接口電路;會編寫A/D轉換控制程序;會用KEil軟件對源程序進行編譯調試及與Proteus軟件聯調,實現電路仿真。
預期效果:完成數字電壓表的設計、制作、調試,實現功能。
4.3網絡課程資源建設
4.3.1學生自主學習所需的課程資源建設
圍繞工作任務的完成,在超新泛雅網絡學習平臺上按照以下步驟來進行建設和展示:任務要求、相關知識、任務實施、任務總結與拓展,并按照翻轉課堂教學模式的要求呈現,方便學生自主學習。
任務要求是本工作任務的目標要求,后續各部分都是圍繞任務的實現而展開的,主要建設的資源有任務書、學生工作頁。
相關知識是完成本任務前或完成本任務后所需要的掌握的基本知識,主要建設的資源有相關知識點的微課視頻、PPT教學課件、Flash課件等。在微課中設計思考環節和知識點的相關練習,從而激發學生的學習積極性。
任務實施包括單片機系統的硬件電路的搭建和軟件程序的編寫,在任務實施過程需要穿插介紹相關技能和技巧。主要建設的資源有實訓虛擬仿真、部分實訓操作視頻、相關技能微視頻等。
任務總結與拓展主要是對任務的完成情況進行總結評價,并對相關知識和技能進行梳理與總結,并適當進行拓展。主要建設的資源有任務過程評價表、本工作任務所涉相關知識點和技能點的測驗、拓展任務要求及演示視頻。
4.3.2以教師為主的課程資源建設
根據翻轉課堂教學模式的要求,其教學方式與傳統的教學方式有很大的區別,因此需對原有的教案(教學設計)進行改造,甚至顛覆傳統教案,從學生學習的視角,從用戶使用的視角展開教學設計。因此教師要將多年的課程教學中積累的大量不同形式的學習素材進行整理與完善,主要建設的課程資源有:課程標準、教案、學生作品庫等,編寫與網絡課程相符的校本教材。由于單片機技術發展較快,教師應積極開發新的工作任務、更新教學內容,增加新資料比如一些工程案例庫等,從而調動學生學習的積極性并滿足企業對單片機人才的要求。
4.4評價方式的設計
根據高職教育特點,以能力考核為出發點,理實結合、注重過程、覆蓋全面,按教學過程及任務要求制定細化指標并覆蓋全部知識點。充分利用網絡學習平臺課程具有開放、共享、實時等特點,通過平臺的數據統計學生對每個任務要求及知識點的學習情況及學習參與度,為實施過程性考核提供了技術保障。
5結論
基于單片機的課程設計范文4
單片機具有體積小、價格低、應用方便、穩定可靠等優點,在工業控制、農業生產、儀器儀表、汽車電子等領域得到了廣泛的應用[1-2]。單片機是高校電氣、電子、自動化等專業一門重要的專業基礎課程,其理論性、實踐性、應用性較強。單片機課程主要培養學生的實踐動手能力和利用單片機以及所學知識進行產品設計的能力,課程設計是單片機課程實踐教學的重要環節,顯得尤為重要。在單片機課程設計實踐教學環節中引入CDIO先進教學理念,對其進行改革和創新,以便能更好地提高學生的實踐動手能力、工程思維、創新意識、團隊協作能力等,從而提高教學效果。
1單片機課程設計教學現狀
單片機課程設計是培養學生運用所學知識解決實際問題和提升學生動手能力的重要環節。目前單片機課程設計教學主要存在以下幾個方面的問題[3]。
1.1時間安排不合理
單片機課程設計通常安排在學期末的最后一周,時間短,再加上學生花時間進行期末考試復習,往往疏于做單片機課程設計,導致教學效果不理想。
1.2單片機課程設計選題單一
單片機課程設計選題來源單一,沒有讓學生參與,題目通常由老師布置給學生,題目數量少,往往一個班多個學生共用一個題目,忽略了學生間的個體差異,沒有讓不同能力的學生發揮所學之長,不能有效地激發學生的學習興趣。
1.3單片機課程設計的組織實施不合理
單片機課程設計往往由老師統一組織實施,雖然有的也進行了分組,但是小組沒有有效的組織,沒有培養學生的團隊合作能力;由于課程設計時間短,學生通常只在Proteus軟件中進行仿真,并沒有進行實物制作,學生的實踐動手能力沒有得到有效的提高,課程設計的作用沒有得到有效的體現。
1.4單片機課程設計的考核方式不合理
考核是檢驗學生學習情況的重要手段,單片機課程設計的考核方式單一且不合理,課程設計的成績通常由課堂出勤和設計報告組成,不能全面、客觀地反映學生的真實情況。
2CDIO工程教育理念
CDIO理念是一種先進的工程教育理念,其包含構思(concept)—設計(design)—實施(implement)—運行(operate)4個方面,也是這4個英文單詞首字母的縮寫。CDIO理念是“做中學”和“基于項目教與學(PBL)”模式的概括集中體現,它以實際的工程項目為背景,以產品從研發到運行的生命周期為載體,將理論知識融入工程項目實踐中,讓學生在工程實踐中對知識理解并應用,培養學生的實踐動手能力、工程思維、創新能力和團隊協作能力[4-8]。
3基于CDIO理念的單片機課程設計教學改革與實踐
將CDIO先進的工程教育理念應用到單片機課程設計實踐教學環節中,從課程設計的時間安排、選題、組織實施、考核等方面進行改革。將項目構思、項目設計、項目實施和項目運行貫穿課程設計全過程,以學生為主體,以教師為主導,通過課程設計幫助學生加深對單片機和相關課程知識的理解和應用,培養學生的工程素養。
3.1課程設計時間安排
以往的單片機課程設計通常安排在學期末最后一周集中時間進行,由于設計時間短、任務重,加上學生還要進行期末考試課程的復習,不能專注單片機課程設計,導致效果不理想,因此將單片機課程設計提前3周布置給學生,讓學生有充足的時間去完成。第1周:學生查閱相關資料,確定實施方案并交老師進行可行性審核;第2周:進行硬件和軟件設計,并在Proteus中仿真,仿真通過后方可進入下一個環節;第3周:實物制作,發放項目所需的電子元器件,學生在萬能板上完成制作并調試;第4周:答辯考核環節,學生匯報演示作品,教師提問1~2個問題,答辯結束后,學生上交作品和設計說明書[9]。
3.2課程設計選題
選題是單片機課程設計的重要環節,課程設計不同于課程實驗,也不同于畢業設計,因此,選題既要結合單片機應用領域,盡可能覆蓋單片機課程的主要知識點,又要注意與其他課程的銜接。選題還要充分考慮學生個體差異,在難易程度上要有層次性,以滿足不同層次學生的需要。選題來源主要有[10-11]:①教師自選,教師可以從自己的科研項目或企業項目中選取,也可以參考電子設計競賽題目;②學生自主選題,學生可以根據自己的興趣自主選擇題目,經與指導老師協商后確定??蛇x課題有交通燈遠程控制系統、波形發生器、數字溫度計設計與制作、電機轉速測量與控制、數字鐘等。課題確定后,教師設計好課程設計任務書發放給學生,讓學生了解項目具體要求。表1是以波形發生器為例,將CDIO理念融入學生的知識、能力、情感等方面的培養。
3.3課程設計組織實施
課程設計采用分組方式進行,每組3人,設組長1名,每組自由選題,共同完成。每組由組長組織組員完成從項目方案設計到項目完成的各項工作,如組織討論設計方案、遇到的問題以及硬件設計、軟件設計、實物制作、設計說明書撰寫等組內分工。教師從旁指導,讓學生自我組織、自我管理,充分調動學生的積極性,培養學生獨立分析問題、解決問題的能力以及團隊協作能力。組織實施過程以學生為主、教師為輔,將CDIO理念充分融入課程設計的全過程。根據CDIO工程教育理念組織項目實施,實施流程。
根據CDIO理念,以波形發生器的設計與制作為例,項目的具體實施過程如下。
(1)項目構思階段(concept):學生根據波形發生器的功能和具體技術指標要求(能生成的波形種類、周期等)查閱相關資料,組內成員根據相關要求和資料提出各自的實施方案,由組長組織小組內討論,初步確定實施方案。采用5個按鍵分別生成5種波形(正弦波、鋸齒波、三角波、方波和梯形波),采用DAC0832數模轉換器將單片機輸出的數字量轉換為模擬量,由于DAC0832是電流型輸出器件,需要增加I-V轉換電路,輸出波形引腳與示波器連接。具體電路模塊有單片機最小系統、按鍵接口電路、DAC082接口電路、I-V轉換電路等。教師對小組提交的實施方案可行性進行審核,提出指導性意見,最終確定實施方案。
(2)項目設計階段(design):本階段包括硬件設計和軟件設計,學生根據實施方案列出詳細的元器件清單并設計各模塊電路,編寫相關程序,調試、編譯生成HEX文件。首先在Proteus軟件上進行仿真,以熟悉各電路的具體連接,仿真通過后,再繪制原理圖,生成PCB圖,為下一階段作準備。
(3)項目實施階段(implement):學生根據PCB圖,選擇元器件,并在萬能板上焊接實施,焊接完成后,將程序下載到單片機中,通電進行調試,觀察能否實現功能要求,不能實現的查明原因并及時修正。焊接調試完成后,撰寫作品的設計說明書。
(4)項目運行階段(operate):硬件電路調試完成后,學生以組為單位,制作PPT,公開匯報和演示作品,重點匯報實施方案的形成過程、項目實施過程中遇到的問題、如何解決等。匯報后,演示相應的作品,并回答老師和學生的提問。
3.4課程設計考核
考核是檢驗學生課程設計完成情況的重要手段,不僅要能檢驗學生的知識掌握情況,更重要的是還要能檢驗學生的實踐動手能力、團隊協作能力、工程素養等。通過考核促進學生積極主動地學習、積極動手參加實踐,充分調動學生的積極性和主動性。改革傳統只有考勤和設計說明書成績作為學生最終成績的考核方式,采用過程考核方式為主、答辯考核相結合的考核方式。過程考核主要由學生自評、小組內互評、教師評價組成,過程考核貫穿項目實施的全過程,根據課程設計的時間安排,每周安排一次考核[12]。
學生自評:學生結合自身情況從學習態度、職業素養(是否按要求操作、維護實驗室環境衛生、文明禮貌等)、工作能力(資料收集能力、分析問題與解決問題能力、工作思路清晰)、階段任務完成情況等方面對自己評價。學生自評占過程考核的20%。
小組內互評:小組內成員之間從學習態度、團隊協作能力、職業素養(是否按要求操作、維護實驗室環境衛生、文明禮貌等)、工作能力(資料收集能力、分析問題與解決問題能力、工作思路清晰)、階段任務完成情況等方面相互評價。小組內互評占過程考核的30%。教師評價:教師根據學生的出勤情況、操作是否規范、操作熟練程度、分析問題與解決問題的能力等方面進行評價。教師評價占過程考核的50%。
課程設計完成后組織答辯考核,學生制作匯報PPT,首先從設計方案、設計構思、設計創意等方面匯報;其次進行實物演示;最后老師、其他學生對設計提問。教師根據學生答辯情況、回答問題情況、作品完成情況以及設計說明書撰寫情況給學生評分。學生課程設計的成績由過程考核(70%)和答辯考核(30%)組成。
基于單片機的課程設計范文5
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基于單片機的課程設計范文6
關鍵詞:課程設計;項目教學;多元化
為進一步深化高職高專院校課程改革,適應社會和職業發展的需要,進行基于工作過程的課程設計,已經成為高職高專教育探索和實踐的重要任務。本文主要從課程設計思路、課程內容組織與實施、課程考核與評價、成果展示和課程特色幾個方面對《單片機與接口技術》課程的課程設計進行簡單闡述。
一、課程設計思路
《單片機與接口技術〉》是面向企業需要,由《單片機技術》和《接口技術》經過資源整合之后的一門課程。
在整個課程設計過程當中,遵循的設計原則是以職業能力培養為目標,以工作過程為主線,以企業項目為載體,采取教、學、做一體化的教學模式。
本著這樣的設計原則,為了將基于工作過程的企業項目轉化為教學項目,必須深入企業進行調研,通過調研企業得出學生適合的崗位主要有產品測試、產品調試,而《單片機與接口技術》作為專業核心課程,可以說緊貼崗位需求,它主要為從事電子產品的生產和調試的企業培養單片機應用、電子產品的分析、設計、生產和調試的實用型人才,同時為學生職業能力的培養和職業素質的養成起著關鍵的支撐作用。
二、課程定位
在學習這門課程之前學生需要具備《電子技術》、《程序設計實訓》、《電子設計初步》等課程知識,需要具備一些簡單電路的設計和程序設計能力,后續課程還有《綜合職業技能實訓》、頂崗實習和畢業設計,在整個項目課程體系當中,《單片機與接口技術》起到一個承前啟后的作用。通過學習這門課程要培養學生能夠進行簡單單片機產品的研發的能力; 要掌握MCS-51單片機的基本結構以及單片機應用系統設計及調試方法;培養學生溝通、協作意識,吃苦耐勞、愛崗敬業精神和科學的思維方式。
三、課程內容組織與實施
1、教學資源
在進行課程設計之前,提供給學生的一些教學資源,主要有參考書、網絡資源和視頻教程。其中參考書主要有《單片機與接口技術》參考教材,以及該教材配套的電子課件,同時依據企業行業需要,還制定了該課程的課程標準;網絡資源主要有《單片機與接口技術》精品課程網站和FTP服務器站點;視頻教程主要有專業老師進行的該課程的視頻講座。
2、教學方法
在不同的項目當中教學環節是不一樣的,根據不同的教學環節采取靈活多樣的教學方法,主要有任務驅動法、分組討論法、仿真教學法、項目演示法、講授法等。
3、教學實施過程
從這個表1中可以看到,整個課程體系主要有教學項目和企業項目兩類,其中教學項目主要是通過“學中做“的教學模式,側重培養學生進行簡單單片機產品研發的能力;企業項目主要是通過“做中學”的教學方式,側重培養學生與企業人員溝通的能力。
教學項目相對來說比較簡單,主要是在工學一體項目實訓室進行的,利用實訓室現有的設備和條件,把學生分成若干組進行實訓,當然在實訓室只能進行一些簡單的模擬生產過程的驗證性的實訓,為了進一步提高學生的職業能力和職業素養,還和企業聯合進行校外綜合實訓項目的練習,也就是第二階段的學習,這個階段充分利用企業成熟項目,把學生放到企業當中去,讓學生全程跟蹤每一個項目實際開發的過程,同時由企業老師對學生進行指導,帶領學生邊做邊學,進一步提高學生的實踐動手能力,下面就以LED燈顯示為例,具體介紹一下項目實施過程。
LED燈顯示主要從硬件電路制作、軟件電路制作、軟硬聯調三個環節進行,每個環節都是把學生分成若干組,每個組根據老師給出的任務,制定該小組的任務計劃和具體的實施步驟,學生在分組討論的時候,由老師和企業專家共同對學生進行有針對性的指導。
其中硬件電路制作環節包括硬件電路的設計、安裝、調試三個環節,硬件電路的設計環節鞏固學生的電路制作能力;硬件電路的安裝環節提高學生的焊接能力;硬件電路的調試環節鍛煉學生使用常用的儀器儀表進行電路測試能力。
軟件電路制作環節側重培養學生能利用各種仿真軟件進行程序的編寫和調試能力;
軟硬聯調環節著重培養學生綜合實踐動手能力。
四、課程考核與評價