單片機課程設計總結與體會范例6篇

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單片機課程設計總結與體會

單片機課程設計總結與體會范文1

關鍵詞:中職,一體化教學模式,單片機

中圖分類號:TP368.1-4 文獻標識碼:A文章編號:1007-9599 (2012) 06-0000-02

隨著教學改革的不斷推進,一體化教學模式作為教學方法的深入革新,逐漸取代了傳統的課堂式教學,近幾年在中職學校推廣應用并取得了顯著成效,全面提高了教學質量。一體化教學要求以培養學生的綜合職業能力為目標,以典型工作任務為載體,以學生為中心,理論與實踐相結合,在學中做,做中學,能有效提高中職生的學習興趣,從而提高中職學校的教學質量。因此,一體化教學模式打破了傳統教學的瓶頸,是今后職業學校教學改革的發展趨勢。

筆者所任教的單片機是一門集理論性和實踐性于一體的應用性課程,由于單片機微電子化的工作過程,使得該課程的學習抽象、不易理解,歷來被同學看成是專業課程中的一塊“硬骨頭”, 目前的普遍狀況是教師教得費勁,學生學得吃力,不能最大程度地提高他們的理論水平、動手能力和實踐技能。為了改變這一現狀,筆者開始探索把一體化教學模式應用在單片機應用技術教學中。

一、課程設計理念

本著以職業工作過程為導向,以綜合職業能力培養為目標,以學習任務為載體,教學中以學生為中心,學中做,做中學的原則進行本課程的一體化設計。

二、教學目標

突出單片機的“應用性”,提高學生的綜合職業能力,包括社會能力、方法能力和專業能力。社會能力注重培養學生的職業道德和敬業精神,學生與人溝通和交流的能力,勞動組織能力,團隊意識及社會責任心等。方法能力注重培養學生獨立進行任務分析、實施、評價的能力,獲取、使用信息和新技術的能力,合理利用和支配資源的能力以及職業生涯規劃能力。專業能力則是單片機應用系統的開發設計能力等。

三、教學內容的重構

多年來,單片機教學一直是先講理論然后實訓,講授時理論抽象,枯燥難懂,實訓時多是實驗室插接線以驗證理論為目的,不能激發學生的學習興趣。筆者嘗試改變以往單片機應用技術傳統教學的章節次序,把教學內容進行重構,把知識點按照工作任務的需要整合起來,某個學習任務就可以涉及整本書的內容,也可以包括某個章節的內容,以最精簡的方式達到教學效果的最優化,并在實際教學中開展以行動導向為基礎的任務教學法,以工作過程為導向,以實用技能培訓為重點,結合大量的典型實例,強調理論與實踐一體化教學,理論表述簡潔易懂,以夠用為原則,操作步驟清晰明了,重在應用。

學習任務應具有完整的工作過程,該工作過程可用于學習特定教學內容。任務的安排應從簡單到復雜,由單一到綜合。學生主動并逐漸獨立完成學習性工作任務,教師從知識傳授者轉換角色成為咨詢者和引導者。中職學校的單片機教學主要應該以傳授給學生基礎的單片機知識,引領學生入門為主,為他們今后的工作或者繼續學習打下基礎。所以,時要考慮這一層因素,通過嘗試筆者設計了以下幾個學習任務:

1.任務一:彩燈制作,建議課時24學時

2.任務二:數字電子鐘,建議課時18學時

3.任務三:電子音樂盒,建議課時18學時

4.任務四:單片機溫度控制器,建議課時18學時

5.任務五:交通燈遠程控制系統,建議課時18學時

6.任務六:PWM直流電機控制(或機器人制作),建議課時24學時

本課程建議總學時120。這些項目基本包含中職單片機教材的大部分知識點,同時細化成一個個學習任務,學生實現了在學中做,做中學。以任務一彩燈控制為例,在這個任務中教師可以以PPT或其他多媒體的形式向學生展示日常生活中的霓虹燈,店鋪燈箱,廣告牌等實際的彩燈控制實例,激發學生的求知欲,讓學生主動去查找,收集并學習相關知識,教師引導學生的學習過程,并充當指揮者和咨詢專家的角色,只需講解MOV指令或者CLR、SETB指令,就可以教會學生怎樣控制發光二極管亮滅,再通過教授延時時間的編寫方法和程序的無限循環等指令,就會形成一個完整的閃爍程序。通過幾條指令的學習,學生便可自己動手操作,既能加深對學習內容的理解與掌握,也能從中體會到成功的喜悅,學習興趣自然會提高。

四、教學方法與手段

基于工作過程的一體化教學采用行動導向教學模式,具體有以下幾種:任務驅動教學法,項目教學法,案例分析教學法,小組討論教學法,情景模擬教學法,角色扮演教學法,張貼版教學法 ,大腦風暴教學法等??梢愿鶕W習任務的需要,變換采用多種教學方法,如實物演示,仿真演示,多媒體講解,實戰操作等。

五、教學流程和步驟

從工作過程系統化的角度進行策劃,包括獲取信息,明確任務-制定計劃-實施計劃-檢查控制-評價反饋等。以任務一彩燈控制為例,可以分解為五個教學活動:

1.教學活動一:接受任務,制定工作計劃(4課時)

2.教學活動二:查詢資料,咨詢(4課時)

3.教學活動三:制定硬件電路和程序設計方案(6課時)

4.教學活動四:仿真器和下載線使用(4課時)

5.教學活動五:彩燈控制(6課時)

6.教學活動六:產品展示以及工作總結(6課時)

在具體實施中,一體化教學并非是教師不講課,而是理論講解和示范演練環節是教師的必不可少的教學環節,貫穿整個教學過程,學生要認真聽課,積極思考,仔細觀察,在教師的講授中學習知識,提高水平,實現教中學。但教學過程中要注意要以學生為中心,在布置了任務后,主要是學生動手操作,主動學習,自主探索,從中進一步理解理論知識,深化理論知識,實現學中做;最后的產品展示以及工作總結環節是教師對教學過程的總結和反饋,通過與學生的集體反思,促進他們理論水平和實踐能力的提高,為進一步實現教學做一體化提供可資借鑒的經驗和教訓。

六、教學評價內容和標準

對應學習任務的學習目標設置評價內容與方式,綜合考慮學生專業能力、方法能力和社會能力進行綜合評價。以彩燈控制為例,主要有以下幾方面:能正確完成工作頁中的書面作業,能根據任務要求正確設計電路圖,會熟練操作 KEIL51(或WAVE)軟件,能領會單片機開發流程,能對產品進行簡單的維修、維護與保養,會寫出規范的工作總結,能積極的展示自己的作品,能夠積極參加各項討論,善于表達自己的觀點,能與小組成員及其他組成員團結協作,能按照標準進行安全文明生產。

七、考核方法

考核方式采用過程考核,學生評價+教師評價+企業專家評價,重點評價學生的職業能力,即社會能力、方法能力和專業能力。

八、單片機一體化教學改進意見和建議

通過一學期的一體化教學教學嘗試,筆者深切體會到一體化教學改革任務艱巨,任重道遠,單片機應用技術課程一體化教學改革盡管取得了初步的成效,但還要不斷深化,細化,完善各種教材、學材,健全一體化工作站的軟硬件設施,實訓設備要與企業接軌,學習任務要有一定的使用價值,加強校企合作,對承擔一體化教學任務的一體化教師的培養要加強,不僅要掌握理論知識,還要練就高超的操作技能,要多下企業,才能成為一名合格的一體化教師。

九、結語

總之,一體化教學是一種非常有效的教學手段,它將專業理論與技能實訓合二為一,讓學生邊學邊練,即鞏固了理論知識,又提高了專業技能。為了實現教學做一體化,教師既要講解理論知識,又要指導實踐環節,而且要把兩者融會貫通,促進了教師自身素質的提高和專業水平的提升。

參考文獻:

[1]程志剛.教學做一體化在51單片機教學中的應用.廣東教育·職教版,2011,11

[2]高林.基于工作過程的課程設計方法及實施條件分析[J].職業技術教育,2008,13

單片機課程設計總結與體會范文2

【關鍵詞】技能大賽;職業教育;課程改革

一、引言

作為一名單片機教練,自2009年第一屆《“亞龍杯”全國單片機控制裝置安裝與調試大賽》以來,本人已經接連為學校培養出4名全國金牌選手。

作為他們的培訓教練,5年來在全程指導訓練與教學過程中,進行了一些新的教學探索和嘗試,賽后也留下了很多的體會與反思,與各位分享。

二、大賽培訓期間的教學探索

1.方法來源——“教、學、做”合一教學法

9月開學,11月份學生就要迎接迫在眉睫的無錫市技能大賽,他們必須以最快的速度入門單片機技術,所以,本次培訓中,常規教學方式根本無法滿足要求,必須探索新的教學方式。

參照總理提出的“職校教師應在做中教,因為只有在做中教才是真教,學生應在做中學,做中學才是真學”的中職教育新理念,我們便開始嘗試起來:讓學生在“做”中學習知識,在“做”中理解知識,在“做”中鞏固知識;讓老師在“做”中教理論,在“做”中解決學生問題,在“做”中幫助學生綜合運用知識。我們稱之為“教、學、做”三合一教學法,分為三個具體的實施階段。

第一階段:確立分立項目。為了讓學生迅速的掌握所需知識,盡快完成單片機技術的入門,教練組打破原有教材的章節順序,重新整合理論知識,把實驗設備按照模塊拆分成從簡單到復雜的13個分類項目,針對每一個項目出一到兩套對應訓練課題,并編寫相關校本教材。

第二階段:順利入門。該階段中,教練先對這個項目所需要用到的相關知識進行講解,然后演示操作方法。緊接著,學生馬上開始實際操作。這樣做的好處是:學生在實際操作過程中很容易就理解并鞏固了所需要掌握的知識,并實現融會貫通,入門速度很快。

第三階段:有效提升。學生入門后,教練慢慢放手,不再一步步演示。所謂“授之以魚,不如授之以漁”,之后的幾個課題,教練只講解所需要用到的理論知識,然后給出一定的編程思路,由學生運用前面所學知識,自主編程。這樣做的好處是:給學生留出適當空間,更能激發其求知欲、參與欲、創造欲。實踐證明:這階段,學生提問頻率大大提高,新思路層出不窮。此時教練可從旁很好的觀察學生的特點及知識掌握程度,從而及時修改教學重點和訓練方向。[1]

通過這三個階段,學生完成了對單片機控制技術知之不多到熟練掌握的跨越。通常情況下,學生了解單片機基本模塊和編程入門知識需要一個學期的教學,而我們僅用了2個星期就把學生領進了單片機控制技術的門檻,這充分顯示了“教、學、做”合一教學法的優越性。

2.興趣來源——成功體驗法

陶行知說過:“當我能把一件事做得很好,能游刃有余地注入一些新的想法,我駕馭它而不是被動地應付的時候,我會很滿足開心,這時我發現興趣不知不覺地產生了,雖然以前我對此沒有特別的興趣?!?/p>

顯然,學生們對單片機的未知,使他們無法駕馭單片機控制技術,從而產生有一種畏懼感。他們沒有成功的經驗,所以沒有自信的根基,興趣更是無從談起?;趯W生學習心理的分析,教練組決定在培訓中貫穿一個宗旨:“讓學生的學習過程成為他們體驗成功的過程?!币源伺囵B學生的自信與興趣。在具體實施時,主要通過兩個步驟來實現:(1)在容易中體驗入門的成功;(2)在困難中體驗階段性的成功。

最初的幾個項目,教練組特意設計得比較容易,學生按照老師的理論講解及操作指導后,基本都可以掌握,在做的過程中,即使有問題,老師立刻會和學生一起分析問題,從而找出解決問題的方法,對學生取得的每一點進步都給與肯定和鼓勵。幾次成功地完成項目后,學生漸漸消除了對于單片機課程的畏懼,信心和興趣也就培養起來了,學生們開始敢于自己編寫程序,敢于產生新的想法了。

作為教練,我們需要在整個教學過程中善于觀察學生學習心理的變化,以便及時調整教學進程,達到教學目的,優化教學效果。

當我們發現有些學生經過幾次成功的完成單片機項目后,開始盲目產生自滿情緒,這時就進入了第二步驟的實施階段。

通過加深項目課題的難度,加大程序的復雜程度,從而給學生施加壓力。老師從開始的“又問必答”和“詳盡分析”,轉變為激勵學生自主進取,挖掘潛能,挑戰自我,并鼓勵其與同伴進行合作。

我們激勵學生不斷進取,挖掘潛能,挑戰自我,并鼓勵其與同伴進行合作。于是,教練在給出項目課題后不再手把手演示,轉而讓學生獨立操作,用他們自己的思路完成項目任務,實現了從“要我學”到“我要學”的轉變。一定的難度使學生們自滿情緒得到了抑制,自主訓練的過程使其積極性得到大幅度調動,討論與合作又讓他們感受到團隊的力量,即使是有難度的項目,學生也可以從中體驗到階段式的成功。

3.動力來源——特殊的評價機制。

由于培訓的特殊性質,在教學評價環節,我們引入了末尾淘汰機制。比賽名額2名,培訓學生12名,淘汰率為83%。

為了確保競爭的公平性、合理性,我們對評價方式上進行了改革。

首先,摒棄了以往慣用的“最終評價”,堅持“每日評價”??己藭r間為每天上午,考核內容為前一天的訓練課題,考核成績每天都被記錄在案,每周請省里的專家做一次綜合測試。

這種評價方式的實施效果是:大大激發了學生的競爭意識,使之產生極大的學習動力,充分挖掘潛力,并且學生能夠清醒及時地了解自己的掌握程度,適時地進行反思和總結。

其次,摒棄了“僅對學生評價”,實現“對師生共同評價”,把12名學生分成3組,分別由3位教師各自指導。

這種評價方式的實施效果是:更進一步地激發了教師教學的積極性,學的壓力和教的壓力共同形成了一股強勁的學習動力,確保了在有限的教學時間里教學質量的最大化、最優化。

三、單片機課程改革的思考

經歷了歷屆全國單片機技能大賽的洗禮,重新回到本職崗位中后,作為一名任課教師,我漸漸發現,在技能大賽中的這些成功教學經驗,其實可以融入單片機課程改革。

1.教學內容的改革

1)設備的改革

以往單片機實訓課程中,是通過發給學生元器件、學生自己用萬能板搭建電路的方式進行硬件電路的搭建,這樣做有三個缺點:一是費時,整個實訓過程中,三分之一以上的時間用來搭建實訓電路,大大占用了操作時間;二是成功率低,電路板搭建質量直接關系到功能是否完成;三是擴展能力差,搭建好的電路只有單獨的功能,針對每個課題必須搭建不同的電路。[2]

這是單片機課程實訓中的一個瓶頸。由于技能大賽,我校引入了28臺亞龍YL-236單片機試驗臺。它把單片機課程中用到的電路分類并制作成一個個功能模塊,學生只需選取需要的模塊,用接插線連接控制電路,編寫控制程序輸入單片機,單片機控制裝置就能按程序運行了。這樣一來,搭建電路的時間減少了,同時也避免了由于電路質量而導致故障。

2)教材的改革

傳統單片機教材總是一上來先講單片機原理,然后是匯編指令,接著講軟件編程,而后再是總線系統與器件,最后才來一些實例。這樣先理論后實踐的學習模型對于中職學生來說是不合適的。中職學生最大的特點就是很難對枯燥的理論知識建立起形象思維,先理論再實踐很容易讓學生產生單片機課程很難,自己學不會的抵觸情緒。因此單片機課程教材的改革刻不容緩。[3]

本人在全國單片機首席專家葛金印的組織下參與新編了《單片機控制項目訓練教程》一書,打破了“先理后踐”的常規教學模型,精心設計了多個日常生活中常見、常用的功能項目。然后把每個大項目從易到難切分成6至7個子任務。把單片機枯燥的知識點巧妙的融入到各個子項目中去。在前幾項子任務中,教練秉承“要用什么教什么”的理念,盡量簡化理論灌輸,讓學生在各個子項目實踐中理解理論知識。后幾項任務為綜合任務,讓學生綜合前面學習的子項任務搭建貼緊生活的應用項目,讓學生學以致用。這種教學模式,筆者形象的稱之為:“餓人吃飯”模式。筆者女兒年幼,不肯吃飯,因為從出生至今其外婆照顧的面面俱到,從不知道饑餓的感覺是什么,所以也就不明白為何要吃飯。筆者餓其兩頓,自此以后吃飯再不成困擾。學生學習也是一樣,對于枯燥的單片機概念,學生不知為何要學,學了何用,沒有自主學習的動力。通過新教材中各個分立任務,讓學生先做,把知識概念融入到做中,學生在做中學,老師在做中教。使學生體會到學以致用,才能實現“做學教一體化”的教學模型。

2.教學方法的改革

普通單片機課程作為專業提高課程,往往開設在高年級后半段。開設課程的前提是學習過C語言與數電模電。但是我再大賽中培訓的選手都是1~2年級的新生,他們中大部分人在參加單片機培訓之前都是一張白紙。多名選手在全國大賽中優異的成績證明,單片機學習并不一定需要前面多門課程的扎實基礎。通過教學方法的改革,把C語言知識,電路知識等各種需要用到的知識都嵌入到項目中去。學生完成了項目,也就對這些知識理解了。那么大賽的經驗是否能夠運用到普通教學中去呢?答案是肯定的。

1)項目打破框架

在日常教學中可以以項目任務為教學單元,打破課程壁壘,通過項目課程設計把需要用到的C語言知識,數電,模電理論知識以及單片機知識統統打包。變化為學生一個聽說過,看見過甚至使用過的項目,提高他們的學習興趣。多個項目課程設計并制作完成后,學生就能對原本多門課的理論知識理解并運用了。

2)成功培養興趣

通過設計階梯式的實驗項目,讓學生在課程的一開始,很容易的獲得一系列的成功。有了成功,學生們不會對本課程產生排斥情緒才可能對它產生興趣。

對于能力強的同學,在基礎實驗項目的基礎上,提高臺階,設置難度,激勵他們進行挑戰,從而培養起對本課程的興趣。

3)目標給予動力

目標的確立是學習最大的動力。很多學生缺乏學習動力的原因是不知道學習本課程知識對就業的幫助。學校可以通過校企結合的方式,由企業為一部分學習表現優秀的學生提供就業崗位,以此明確其學習目標,把學生的就業壓力轉嫁為對學習的動力。

3.考核方式的改革

1)項目成績取代平時成績

傳統教學中,平時成績是通過對平時作業的批改以及對單元測驗的評分來橫定的,而在項目化教學中,每個項目都可視作對學生的一次考核。通過評測學生自主完成項目的成績而獲得的平時成績才是最科學、最合理、最有價值的。

2)項目設計和答辯取代死記硬背

傳統教學中,判斷學生學習的好壞往往取決于理論考試,而考試很大一部分取決于學生對概念、理論的熟記程度,很難體現學生的知識運用能力。而職業教育更應該注重的是對技能水平的考核,發現問題并解決問題的能力才是判斷優劣的標桿。因此,職業教育考核的內容應更加注重技能水平。例如:取消傳統的書面期末考核,取而代之以項目課題設計;取消傳統的試卷批改,取而代之以答辯的形式,教師從項目設計答辯中可以很好地檢驗學生對知識的掌握程度以及運用知識的能力。這就是能力與知識、操作與理論并重的考核模式。

“普通教育有高考,職業教育有大賽”。技能大賽培訓中,雖然辛苦卻也收獲良多。同時也讓我明白了,“教的目的是學,學的目的是用,只有會用才是學得成功”。在今后的日子里,我會樹立“以賽促教、以賽促學、以賽促改”的教學活動觀把技能大賽中獲得的經驗教訓融入日常教學中去。

技能大賽必將有力推動職業院校在培養更多高素質勞動者和技能型人才方面邁出更大步伐。

參考文獻

[1]胡政.論“工學結合”模式下高職單片機課程改革[J].現代商貿工業,2008(07).

[2]于敏,孫蓓.淺談高職單片機課程教學改革[J].電子制作,2012(11).

單片機課程設計總結與體會范文3

關鍵詞 單片機;賽教結合;教學方法

中圖分類號:G642.4 文獻標識碼:B

文章編號:1671-489X(2013)33-0100-02

1 引言

單片機是一種集成電路芯片,是采用超大規模集成電路技術,把具有數據處理能力的中央處理器、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統、定時器/計時器等功能集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的微型計算機系統,在電力、化工、家電和儀器儀表等工業控制領域得到了廣泛應用。單片機原理及應用課程是一門實踐性很強的課程,課程的開設不僅能提高學生的理論基礎知識,而且能提高學生的實踐能力[1-2]。

但在日常教學中,多采用以教材教授為主的傳統教學模式,教學過程中有一些課時的實驗。對于工程專業學生來言,只依靠教學過程中的實驗,很難掌握單片機的教學內容。在本文中,以泰山醫學院電子信息專業的單片機課程教授為例,在教學實踐中將理論教學與科技競賽結合[3-4],采用“賽教結合”的教學方法,取得了較好的教學效果。

2 課程特點以及教學方法的改革

單片機原理及應用課程的基本任務是使學生掌握單片機硬件結構、接口技術以及相應的軟件編程方法,掌握單片機應用系統軟硬件的設計、開發、調試技術,具有較好的單片機實際應用能力,為進一步提高科學技術水平打下堅實的基礎[5]。課程的特點是:

1)知識含量高,課程要求在掌握數字電路、模擬電路和微機原理的基礎上才能很好地學習本課程;

2)內容結構復雜,本課程包括單片機的硬件結構、匯編指令系統和軟硬件設計;

3)實踐性強,單片機目的在于工程應用,所以要求學生能動手設計和開發單片機應用系統。

理論教學方法的改革 針對以上課程的特點,對理論教學方法進行了改革。

1)在教學過程中樹立了“以學生為本”,以提高學生科學素質及創新思維能力為基點的指導思想。以學生為本,就是以教師為主導,以學生作為一切教學活動的主體、出發點和落腳點,加強師生互動,調動課堂內外一切手段,讓學生主動地掌握課程知識,培養學生科學的分析思維能力及創新能力,提高學生科學的專業素質。

2)改進課堂教學,講究講課藝術。注重把講課的科學性、系統性、啟發性和趣味性相結合,配合現代化多媒體教學手段,努力增強教學效果。

3)在課堂教學中,講授理論知識時,結合課程相關內容,以山東省機電大賽參賽項目為例,講解理論知識。這樣既避免了講授理論知識的枯燥,提高了學生學習興趣,又激發了學生的學習積極性,學生更積極地參與到科技競賽中來。

4)針對醫學院相關專業的實際情況,編寫《單片機原理及應用》教材,教材內容中不僅保留傳統教材中的理論知識,并且將與專業相關的科技競賽案例作為題例來加以體現,使學生可以采用更得心應手的教材。

賽教結合在實驗教學中的應用 為了掌握單片機應用系統的設計和實現,實驗和實踐是非常必要的一個教學環節。提高學生的動手能力,最好的方法就是讓學生參與項目研究和開發,但是受實際情況限制,學生參與企業項目研究的機會比較少。山東省機電大賽是為加強大學生創新意識、合作精神和實踐創新能力的培養,激發大學生科學研究與探索的興趣和潛能,促進山東省高校機電類專業教育教學改革而設置的,每年舉行一次。泰山醫學院每年都參加,參賽產品中電氣部分可以采用單片機設計,正好為學生通過實際項目研究,提高單片機設計與開發能力,掌握單片機課程提供了絕佳的機會。在教學中采用了以下方法。

1)以學生為主體,組建興趣小組。為了讓學生了解山東省機電大賽,每年讓往年參加機電大賽的教師和學生做報告,使下一級學生了解大賽情況;并以學生為主,按照自愿原則組建興趣小組,小組成員按照能力進行搭配,一個小組中既要有進行硬件設計的,也要有進行軟件設計的。

2)以學生為主體,按照大賽主題,構想符合要求的項目。每年大賽舉行完,組委會會公布下一屆大賽的主題,教師將大賽要求告訴每一個興趣小組,充分發揮學生的創新性,讓小組構想符合要求的項目,這樣可以調動學生積極性,提高學生的學習興趣。當然,在構想過程中,教師會全程對學生進行指導。

3)利用已有實驗設備,為學生搭建實踐的平臺。項目要加以實現,需要學生去努力實踐,在教學中利用已有實驗設備,讓學生進行項目的設計和開發。為了支持學生進行科技競賽項目的設計,實驗室延長了開放時間,利用每年參加大賽獲得的獎金購買電子元器件,并提供一些開發板,為學生實踐搭建一個良好的單片機研究平臺。

4)在實驗教學中構想與大賽有關的實驗項目。實驗教學中,精心設計實驗項目,將大賽中用到的知識點融合到基礎實驗中,并且結合機電大賽,構想了一些綜合性實驗。這樣不僅加強了學生對基本理論知識的理解,同時使學生體會到知識在實際工程中的應用,提高了學生學習的興趣。

5)堅持理論結合實驗的考核原則。根據單片機課程實踐性強的特點,在課程考核中,理論知識考核占70%,實驗考核占30%,實驗以報告結合實際實驗結果形式提交,報告從內容、格式、結果和創新性等方面進行了詳細要求,實驗結果在實驗室現場考核。

理論結合實驗,以實驗報告結合實際實驗結果為考核依據的教學模式,能激發學生的學習興趣,培養學生自學能力,提高學生的創新能力。

教學改革成果 科技競賽活動是課堂知識的綜合運用和延伸,將賽教結合方法融進理論和實驗教學,不僅促進了學生掌握單片機知識,還對這種實踐性強的課程的教學模式進行了有益的探索,教學改革取得了以下成果。

1)對于這種實踐性強的課程的教學觀念得以改變,不再過分強調學科本位,偏重和局限于理論知識,而是加強課程內容與學生生活和社會發展的聯系,關注學生的學習興趣。

2)對單片機理論和實驗教學進行了探索。研究了將科技大賽與理論教學結合的教學方法,以及科技競賽內容融合進日常實驗教學的方式方法。

3)在參加大賽后,讓學生進行總結,將他們的成果以論文和專利形式予以體現,學生已經發表兩篇科技論文,申請兩個國家實用新型專利,促進了學生科學研究的能力。

4)促進了學科交叉,在機電大賽中,結合醫學院特點,提出了很多與醫學結合的項目,如“背部按摩式多功能橢圓護理床”等項目。

5)參加大賽取得了優秀的成績。課題組組織學生參加山東省機電大賽,獲得一等獎兩項、二等獎四項、三等獎五項,這樣的成績在同類醫學高校中是十分優異的。

實踐表明,這種以“賽教結合”形式進行的教學形式,不僅可以激發學生的學習激情,還可以加強學生科學研究的能力,更好地培養了理工結合、理論基礎扎實、素質全面、實踐能力與創新能力強的高級人才。同時在競賽題目設計過程中,學生查閱大量各個行業的資料和文獻,拓展了他們的視野。

3 結束語

在單片機原理及應用課程教學中,采用了“賽教結合”的教學方法,將其融合進理論和實驗教學中,通過實際參加山東省機電大賽,學生進行應用系統的設計與開發,進而掌握單片機的理論知識和實際應用。通過問卷調查,大多數學生反映良好,并且反映在理論知識的理解和動手能力方面都有很大的提高。因此,通過實踐表明,這種教學方法是行之有效的。

參考文獻

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[2]張江印.高校單片機教學模式的研究[J].實驗室研究與探索,2011(30):103-106.

[3]劉保軍,彭芳,黎萍,等.科技競賽和CDIO模式大學生創新能力培養實踐[J].中國教育技術裝備,2012(6):53-54.

單片機課程設計總結與體會范文4

[關鍵詞]應用型本科 科研能力 培養方式

[中圖分類號] G644 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2015)01-0074-02

一、對應用型本科大學生科研能力的認識

關于科研能力的定義,有著不同的說法。有的認為科研能力是完成科研活動的各種本領[1];有的認為是基本素養、創新意識、實事求是和理論與實踐相結合的能力[2];還有的認為其與創新能力相提并論。[3]

本文認為應用型人才是屬于學術型人才和技能型人才之間的“中間型人才”,兼有本科的學術教育和高職的職業教育??蒲胁⒎强蒲蓄惛咝5膶伲瑧眯透咝R詨蛴玫膶I知識和實用技能教育為主,但是不排斥必要的科學研究。一提起科研,很多人就會把它與專家、公式、算法和精密的設備聯系到一起。其實,技能中也蘊含著科研元素,“熟能生巧”講的就是這個道理。熟練掌握了技能,就會有針對某些特定的問題進行技術改造和創新的想法,科學和技術在許多情況下是不分家的。技術改造,略微上升層次和理論高度,就是科研內容。

所以說,應用型本科大學生的科研能力的培養是可行的。可以從實驗實訓、課程設計(畢業設計)、科技競賽、科技講座、課題申報以及其他環節入手。

二、培養大學生科研能力的各種環節

(一)實驗課是培養學生科研能力的基本方式

實驗的本質就是模擬和重復前人的科學研究,模擬相似的條件,使用類似的器材,如實地記錄實驗結果,對實驗現象進行分析。所以,在實驗課和實訓課上,教師可以觀察與考核學生的觀察能力、動手能力、獨立工作的能力、面臨困難時的毅力以及面對問題的態度等。

培養應用型本科大學生的研究能力,有兩點需要注意。一是防止某些學生一味地蠻干,這樣的學生視實踐環節等同于勞動,對發生的困難和安全估計不足,而當問題出現時又容易自暴自棄;二是引導好懶于實踐,照搬照抄同組同學的學生。總之,教師要有一定的分析能力,逐步引導他們走上按步驟、按要求完成的正途,這樣才能真正提高他們的科研能力。

比如,在電機實驗中,部分學生在完成基本的實驗要求后,有興趣做一下電機的堵轉實驗,由于電機的堵轉會帶來溫升,時間略長就會燒壞電動機,或是操作不當導致事故發生。因此,教師應要求學生事先設置好實驗步驟,并親自監督他們進行實驗的每一個細節,記好電機的堵轉電流等參數,然后及時停機斷電。在這個過程中就遵循了科學的工作態度,有效提高學生的科研能力。

(二)課程設計提升學生科研能力的綜合素質

課程設計也是一個讓學生提高科研能力的機會。在課程設計中,善于動腦的學生往往能提出自己的有別于傳統的設計思路。盡管有些稚嫩,但是教師應充分肯定其突破、創新的精神,再引導其走上合理化的道路,如果馬上不留情地批評其“離經叛道”,那么將挫傷其自尊心,壓抑其科研能力和創新精神的培養。

為了完成設計,總有多種方案和思路,教師應引導學生比較各種方案的優缺點,折中考慮最為適合的方案。這個過程可能不是一次就能完成的,有的時候表面上覺得設計沒有紕漏,但是具體到細節或制成品時,才發現錯誤的存在。有時甚至將貌似完好的設計方案推倒重來,這就需要教師適時地做好課程設計的學生的心理工作,引導其總結經驗教訓不放棄努力、不盲目心急趕時間而潦草行事。

比如,在單片機的課程設計過程中,單片機C語言,雖然學生學過這方面的語法知識,而且也按課程進度做過幾個實驗。但是,設計一個小型的項目,是要考查學生綜合運用知識的能力的,一遍遍地調試程序,直到開發機做出來,學生才能真正體會到科研成功的喜悅。單片機硬件的焊接,對于很少使用工具的不少學生來說,是相當困難的。他們在實驗室里焊板,由于對各個管腳的功能的了解不深入,對A / D轉換器的接口的不熟悉等,出現焊錯、虛焊等問題。教師可以引導他們重新看課本,理解該課程難記的概念,再查找問題重新焊線,這一整套的流程,就是科研能力提高的過程。

(三)科技競賽培養大學生的科研能力和挑戰精神

選拔優秀的大學生參加政府、企業、行業組織的科技競賽,可以從產品構思、設計、制作、安裝、調試等完整的技術開發流程上,培養他們分析問題和解決問題的能力,讓學生在學中做、做中學的技術交流下快速成長。以大賽經驗豐富的教師帶隊,指導學生參加各種科技競賽,一旦獲獎,學生就會產生更大的學習動力,極大地提高學生練就技能的信心和決心。目前,我校的一些教學單位在國家某些大賽項目上已經形成了常年備賽、參賽的好習慣。僅2010年下半年度,我校組織各類校外科技競賽20項,參賽學生近千人,參賽教師103人,獲省三等獎以上獎勵71項(國家級5項,省級獎66項)。

此外,校內組織的各類專業技能大賽,可以廣泛激發學生學習專業知識的興趣,以賽促練,以賽促學,不斷提高學生的動手能力和解決實際問題的能力。

(四)科技講座拓展大學生的科研能力中的嶄新視野

科技講座也是培養大學生的科研能力的良好手段之一。聘請校內外的專家登臺[4],給大學生介紹國內外最前沿的知識的發展狀況,采用靈活互動的方式,讓學生向專家提問,這樣能夠增強學生的主動精神;對于應用型本科大學生來說,企業的總工或資深的技術專家給學生介紹本專業的技術需求,能夠吸引學生提高對某些知識的研究興趣。

(五)課題申報培養大學生科研能力中細致入微的作風

課題申報的寫作輔導也是培養大學生的科研能力的一個重要內容,小到填寫幾張申報表格,大到學生撰寫各種項目的申報書,其中包括各種申報材料的整理,科研團隊的組建,經費的來源和安排,項目的進度等,大學生一般不知如何入手。我們發現,每年參加機電產品大賽的學生表格的填報,都有填錯的現象,需要教師檢查后重新填寫;至于項目申報書,則必須在教師的密切指導下才能完成??此坪唵蔚奶畋憝h節,卻能夠培養學生嚴謹、細致的工作作風,這是科研工作不可缺少的。

此外,還有其他可以提高大學生科研能力的方法。學生社團是學生從興趣出發,獨立、自由學習的一個組織。比如我校的學生社團“單片機學習空間”,有獨立的活動室,有熱心為學生答疑的專業教師,有前幾屆學生無私留下的硬件和調試設備。許多在社團活動的學生,踴躍參加科技大賽,并拿到了獎項。下廠實習是學生接觸工廠設備、工藝流程的良好機遇,企業中的實際應用與課堂中泛泛而談的知識形成鮮明對照,而企業的現實工作作風也會克服學生理想化的思維,對大學生的科研能力的提升也大有好處。

三、大學生科研能力培養中要注意的問題

首先,通過平時的實驗課等教學環節,觀察學生的工作態度;挑選動手能力強、愿意思考的學生,給予他們一些挑戰性強的工作,以此提高他們的科研能力,并適時吸收他們進入科技競賽小組;而對于一般的學生,則按規程要求完成工作即可。

其次,不可注重形式化的唯結果論,科學工作是一個探索的過程,取得良好的結果是每一個參與者都希望看到的。但是只有把工作做到實處,一步一個腳印地努力,才能打好堅實的基礎,逐步提高科研能力。如果小有成功就得意、稍有失敗就氣餒,則必然造成學生心浮氣躁的心理,導致科研能力的培養呈斷續狀態。應用型本科大學生對自身科研能力的認識問題上,一般是開始時缺乏自信,有一點成績后就可能會低估科研的難度,對此教師應適當地引導。

再次,端正科研的求真態度,抵制社會上的不正之風對高校的侵襲。嚴格學術規范,教育學生尊重他人的勞動,尤其是在論文的撰寫上,對于別人的工作貢獻,應注明引用。抄襲、竊取等學術流氓行為將扼殺學生的科研能力。

四、結束語

應用型本科大學生的科研能力的培養在日常的實踐環節中,可以逐步地進行??蒲心芰Φ呐囵B從學生興趣入手,按科學的規律培養學生的科研能力,在人才的科研能力培養中,應選拔能力強的學生重點培養,引導他們端正思想、踏實地做好科研工作。

[ 注 釋 ]

[1] 張瀟瀟.高校初級研究人員科研能力構成及評價[D].大連:大連理工大學,2007.

[2] 金惠玉,任德財,張煜.論應用型本科院校學生科研能力的培養[J].黑龍江科學,2012(4):63-65.

單片機課程設計總結與體會范文5

【關鍵詞】數字系統 教學改革 賽課結合

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889(2015)11C-0150-02

高校把培養應用型人才作為一個人才培養目標,在教學過程中應該以提高學生的實踐動手能力為主,大力加強實踐教學環節,切實提高學生的實踐動手能力,培養學生的創新能力和獨立思考問題的能力。對數字系統類課程,包括數字邏輯電路、EDA技術及應用和單片機原理等課程進行改革,主要從教學方法和考核方式兩方面改革。

一、教學方法的改革

現有數字系統課程的教學方法是把理論教學和實驗實訓教學分開單獨進行,先學習理論課程,理論課程學習完了再去實驗室做實驗,最后一學期的理論課程結束了再做實訓。這樣往往導致學生做實驗時理論知識忘記了,并且一般的實驗課程學時都比較少,學生們沒有得到足夠的時間設計,理論課時都比較多,而學生單獨學習理論知識又覺得非常抽象難懂,理論和實驗就會脫節。數字系統的教學如果是教師課堂演示,學生以聽為主,很難讓學生真正認識可編程邏輯器件,也難以學會各種數子電路的設計。而且,傳統數字系統的實驗箱很大且笨重,各種芯片、顯示電路、驅動電路和電源等,實驗時均需要用導線一一連接,接線復雜,學生往往在硬件接線上花費大部分的時間,并不能把精力主要放在數字系統的邏輯運算和邏輯處理的設計上,且因連線復雜等,使硬件方面很容易出現問題,學生無法及時發現電路設計缺陷所在。

對此,把理論教學和實驗教學合二為一,由原來的大班上課改為小班上課,由原來的傳統板書教室改為實驗室機房上課,人手一臺電腦,人手一臺數字系統教學平臺,每個重要的理論知識點講述完畢,通過實驗教學平臺實例演示,讓學生先驗證完成實例內容后自己獨立設計一個小任務。學生碰到問題老師當場解決,循序漸進,內容也從簡單到復雜。一堂課程結束后老師針對學生們出現過的問題集中講解,課后布置一個小任務給學生獨立完成,下次課檢查。

二、教學實驗平臺的改革

采用數字系統教學平臺進行教學,與以往的教學相比,無論在教學手段上還是在教學效果上都比原來的教學方式有了很大的提高,主要表現在:

(一)傳統的數字邏輯電路實驗不足,傳統數字邏輯電路電路實驗箱很大很笨重,接線復雜,硬件方面很容易出現問題,學生往往在硬件接線上花費太多的時間而缺少了電路設計的能力;應用改革后的教學平臺,學生易學易懂,避免了以往教學中理論多,實物少的教學方式,大大激發了學生的學習興趣。

(二)強化學生動手能力,把原先的教師課堂演示,學生以聽為主的填鴨式方式轉變為學生親自操作為主,教師為輔的教學方式,讓學生去設計各種電路,進而加深了學生對可編程邏輯器件的認識,更加深刻的體會到可編程邏輯器件的優越性。

(三)該數字系統教學平臺綜合了數字邏輯電路,EDA技術及應用,單片機原理及應用,智能儀器以及微機控制原理等課程,不僅能夠提供課堂上的教學演示,也能實現各種實驗的開展,更能給學生提供一個自主創新設計電路的平臺,為學生能更好的參加各種電子設計競賽提供一個很好的機會。

(四)現有EDA實驗箱或者是單片機實驗箱,大多數都是采用并口下載模式,而現在的電腦很多都沒有并口,所以給很多學生帶來麻煩,而該數字系統教學平臺全部是采用USB下載模式,從而大大解決了學生們的困惑。

(五)現有市場上的實驗箱基本上都要幾千元的費用,加上幾門課程的實驗箱的價格就更加昂貴,學生們很難擁有自己的實驗箱,而該數字系統教學平臺不僅綜合了幾門課程,而且價格也就幾百元。真正能夠實現學生們人手一臺,也就更加便于高校大學生自主創新能力的培養。實驗平臺電路框圖如圖1所示:

圖1 數字系統實驗箱的結構

三、考核方式的改革

傳統的數字邏輯電路課程,EDA技術與應用和單片機原理與應用等課程都是采用閉卷筆試考試,學生在一些概念和公式上要花去很大一部分時間,而在實際編寫程序、獨立思考設計上面比較缺乏,為了很好的解決這一問題,我們將學生課程的成績考核分為多樣化,具體表現在以下幾點:

(一)理實結合。讓學生上機考試,有一部分的理論知識考核,加上很大比重的實際動手能力的考核。比如EDA技術課程,讓學生獨立設計一個具體電路,通過編寫程序到連接原理圖,到微處理器的各個管腳配置,到仿真波形的生成,直到最后硬件實驗箱的下載調試,培養創新能力,激發學生的獨立思考和創新動手能力。

(二)課后制作成績。每次課程結束布置一個當堂課程內容的任務,讓學生課外完成;某些重要章節學習完后,布置一些小型題目讓學生獨立設計并制作,最后整門課程結束后布置一些綜合型的小項目讓學生選做??梢匀私M隊選題,培養學生們團隊配合能力和創新能力;以項目為導向,培養學生們動手實踐能力。

(三)賽課結合。學習完一門課程后,組織一個比賽,比如學習完數字邏輯電路,就組織一個數字邏輯電路的設計比賽,從原理圖繪制到PCB制作,到電路板裝配調試,讓每一個學生參與進來,提高他們的動手能力;學習完EDA技術課程,組織EDA電子設計競賽,讓同學們從理論學習上升到實際項目的制作;學習完單片機原理課程,組織單片機電子設計大賽。從這些小競賽里面選拔出優秀隊員,參加每年舉辦的廣西區電子設計競賽和兩年一次的全國電子設計競賽。從這幾年改革的情況來看,每年學生們的參賽熱情都很高,學生們組成隊伍,利用課余時間一起討論方案、進行電路設計、編寫程序及最后整機調試,在這過程中,學生們把在理論課上所學的知識真正運用到實際項目中,提高了學生的項目開發能力,也激發了學生們理論學習的興趣,同時大大提高了他們的創新實踐能力。在每年的大賽中,都會發現一些很有創新意義的優秀作品。學生們也感嘆通過競賽學到了許多東西,激發了他們的學習熱情和學習動力,增強了團隊合作意識。

我院的電子線路CAD及仿真、單片機原理與應用和EDA技術與應用這三門課程都采用了此教學模式,從這幾年的教學總結情況和培養出來的學生能力上看,這種教學方法很受學生歡迎,極大的提高了學生們的學習興趣且提高學生的動手實踐能力和創新應用能力,每年都有學生參加區電子設計競賽以及全國電子設計競賽并獲得好成績,就業情況也非常不錯。

【參考文獻】

[1]江國強.新編數字邏輯電路[M]北京:北京航空航天大學出版,2003

[2]鄭存芳,等.獨立學院《EDA課程設計》教學改革初探[J].科技信息,2008(32)

[3]周立功. EDA實驗與實踐[M]. 北京:北京航空航天大學出版,2007

[4]江國強.EDA技術與應用[M].北京:電子工業出版社,2004

[5]江國強.EDA技術習題與實驗[M].北京:電子工業出版社,2004

【基金項目】2012 年度新世紀廣西高等教育教學改革工程立項項目

單片機課程設計總結與體會范文6

[關鍵詞]課程設計;電機調速;工程教育認證;新工科

一、背景

國內的工科教育先后經歷了20世紀50年代的“技術范式”、20世紀80年代的“科學范式”以及20世紀90年代的“工程范式”。2006年我國啟動工程教育專業認證,對工程技術人才培養模式提出了更高的要求。中國工程教育認證協會于2012年7月重新修訂了《工程教育專業認證標準》,其認證的通用標準以“學生”為中心,強調達成度過程評價和持續改進[1]。2017年2月,教育部高等教育司了《關于開展新工科研究與實踐的通知》,明確指出新工科項目的開展與實施應當圍繞工程教育改革的新理念、新結構、新模式、新質量和新體系進行[2][3]。同時,電氣化是20世紀最偉大的工程成就;進入21世紀后,電氣化向更寬更深發展,并且直接面向智能制造。電機調速與控制[4][5]是電氣工程及其自動化的專業課,掌握各種類型電機的調速原理,對學生畢業參與機器人、數字機床等智能制造領域工作有極大的幫助。加強實踐環節是工程教育認證的迫切要求,沒有實踐的理論是蒼白無力的,同時也難以被學生深刻掌握。電機調速與控制課程對應的課程設計可以幫助學生將所學的理論知識用于實際的工程活動中。華僑大學電氣工程及其自動化專業已于2019年通過工程教育認證受理,在此之前便以工程教育認證為指導思想,對電機調速與控制課程設計進行了改革探索,旨在增強所培養學生解決復雜工程問題的能力。

二、現有課程設計存在的問題

電機調速與控制課程設計是電氣工程專業的一門重要實踐課,可以加深學生對課程基礎知識的理解,同時也能提高學生運用知識和實踐的能力。而傳統的課程設計教學方式如下:在兩周內布置課題任務,給定目標電機參數,學生通過MATLAB仿真軟件,設計其閉環控制方式與整定環路參數。這種教學方式的弊端在于:(1)教學與學生實施安排過于集中:此前的課程設計一般安排在理論課程知識教授結束后的兩周內完成,學生尚未對理論知識充分理解,并且短時間內難以建立與工程的聯系,實施的效果不佳。(2)課程設計題目固化:此前課程設計一般由電機調速與控制原理教材上的例題改編,設計題目較為固定,或者只對其中的電機參數、控制結構簡單改動,學生的設計一般可以參考往年學生留下的模板,甚至有照搬現象。因此在設計過程中,學生并沒有真正理解電機控制原理,從而導致課程設計流于形式,無法達到考查的目的。(3)課程設計使用的設計工具單一:在電機調速與控制的課程設計中,雖然借助了計算機輔助仿真軟件MATLAB,但是單一的設計工具限定了學生發揮的空間;并且在將來學生走向科研、工作崗位后,使用的開發工具可能有所不同。(4)課程設計脫離工程實際:此前的課程設計先通過理論計算進行電機控制系統的參數計算,并在MATLAB仿真軟件上進行模型驗證。學生完成課程設計后仍無法理解實際工程中的電機調速系統是何種形式,其控制系統載體以及軟件實現又是什么樣的,因此并沒有真正打通理論和工程實踐這條通路。(5)課程設計缺乏交叉融合:眾所周知,電氣工程是一門交叉融合的綜合性學科,電路、模擬電子、數字電子、電力電子此電類課程是本專業的基礎課程,電機調速與控制是在此類課程基礎上的專業應用型課程。但是配套的課程設計并沒有真正實現電類課程的融合,學生在課程設計實施完后,并不能很好地掌握如電子元器件的使用、電力電子拓撲的選取等內容。針對上述問題,為了適應工程教育認證以及新工科學科建設要求,加強學生理論知識和實踐能力的聯系,以及提高其解決復雜工程問題的能力,筆者提出了一些措施對電機調速與課程設計的教學進行改革。

三、教學改進措施

(一)教學組織的改革

傳統的電機調速與控制課程設計實施安排過于集中,且與日常教學相脫節,學生在學習理論知識后不能馬上通過實踐鞏固,不能較好地達到課程設計應有的效果[6]。針對該問題,將課程設計實踐環節按照工程項目管理中的任務目標分解的方式,結合到理論課程的教學工作中。在學期開始時即布置總體設計任務,并且在理論課程各個章節講授中布置分解任務,如講授緒論,可讓學生開展關于目前工業應用的電機及其驅動器的調研,了解關于驅動器拓撲及功率器件型號、控制板和驅動板的器件選型等方面內容;在較寬裕的學期安排中,可提前布置學生熟悉相關的仿真軟件以及電路設計軟件;在講授第三章關于轉速電流雙反饋電機調速系統時,布置的作業可與學生要開展的設計題目結合,學生在理論課程學習時可完成參數計算,減輕之后的設計工作量。通過這種以學生學習為中心全周期的工程實踐培養模式,既加深了學生對理論知識與課程設計實踐的關聯性,同時也使得整個課程設計開展在相對輕松的氛圍下進行。

(二)課程設計題目的改革

在課程設計題目的改革方面,經過高校教師、企業專家共同參與的培養方案修訂研討會,將課程設計名稱變更為基于電路設計軟件的電機控制系統課程設計,并以學生發展為中心,設計具有挑戰性的教學目標和教學內容,使實踐教學內容與時俱進。課程設計的目標為中小型直流、交流電機控制系統設計驅動電路,通過設計掌握中小型電機驅動方法及電路設計軟件的使用。在課程設計的目標對象電機上,與實際工程應用更加貼合,選取了工業制造應用的實際電機參數。要求學生根據電機的工作原理,分析電機驅動的基本形式,完成驅動電路的方案設計,主要包括:主電路拓撲、直流母線電壓等級、整流電路、濾波電路、斬波電路、電流檢測電路、轉速/位置檢測電路等,并利用輔助設計軟件繪制驅動電路原理圖、布板,撰寫設計總結報告。報告內容主要包括:設計目的與要求、系統技術指標或設計要求、系統控制方案、器件選型、硬件工作原理及有關參數計算、主要參考資料及心得體會。差異化的課程設計題目,既可以讓學生形成分組討論,又不容易陷入固有模式。

(三)開發性的設計工具

此前的課程設計使用單一的設計軟件,原因是課程設計題目和教學內容的局限性。由于改革了教學目標和內容,學生在課程設計實施過程中可使用多種工具,如參數計算與模型仿真時可使用MATLAB,硬件電路原理設計與布板布線時可使用AltiumDesigner、Protel、KiCad等,在虛擬仿真時可使用Protues,在控制軟件設計時可使用Keil、CCS等不同處理器平臺的開發環境。這種開發的方式,不強制學生使用何種工具進行開發,可以激發學生探索的熱情,開展自主性深度學習,并投身到更具挑戰性的工程實踐中。

(四)與工程實踐接軌

課程設計的改革在專業基礎上,結合新工科發展趨勢,注重學科交叉和綜合性;在理論學習基礎上,加強學生動手方面的訓練,增強學生工程、成本和項目管理意識,提高學生解決復雜工程問題的能力。例如,通過課程設計期望學生掌握電機調速系統的功能需求、標準、電路設計與器件選型以及控制算法仿真和軟件編寫;并熟悉項目開發的一般流程、工程文檔的編制。課程設計不僅可以增強學生的動手能力,也在一定程度上增加了學生的行業認知,畢業后可更快地投入工作中。

(五)注重專業融合

課程設計的改革,更加注重專業內的融合[7]。如在電機調速系統拓撲的設計上結合了電力電子技術課程中的PWM變換器與逆變器部分;在硬件設計上結合了模擬電子線路與電路;在數字化控制技術方面,對于微處理的應用結合了數字電路與單片機應用技術;在電機控制軟件的實現上,結合了自動控制理論內容。通過一個完整的實踐訓練,學生能更加理解專業內課程的聯系以及其應用場合,并且能夠以學習效果為中心,進行有效檢驗與實施,并形成性教學評價。

四、實施效果

本課程設計從教學組織形式、教學目標、教學內容等方面進行了改革,并從2018—2019學年起在電氣工程及其自動化專業2016級兩個班進行了試點,至今已開展實施2年,學生的評教有顯著提高,相應的理論課程的學習效果也有所提高,學生的動手與工程能力也明顯提升,學生去往相應的工作單位已初步具備行業認知,可以更快融入工作。圖1、圖2為學生開展課程設計提交的PCB設計圖與硬件設計原理圖。

五、持續改進

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