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單片機課程設計報告范文1
【關鍵詞】單片機 接口設計 考試 實踐
【基金項目】2012年河北省高等教育教學改革研究項目(2012GJJG084);2012年河北省高等教育教學改革研究項目(2012GJJG149)。
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2014)01-0242-01
一、考試方法改革內容
按照石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院的培養計劃,與單片機相關的課程有《單片機原理及應用》、《計算機制圖技能訓練》、《單片機接口設計》,三門課單獨上單獨考。
通過整合《單片機原理及應用》、《計算機制圖技能訓練》、《單片機接口設計》課程,找到一種更為科學、更為合理的綜合考試方法。進而提高學生的學習興趣,讓學生學會學習,提高學生的實踐能力、創新精神,提升學生的綜合素質,提高畢業生的就業競爭力。通過整合課程體系,提高教師的綜合素質。
二、改革方法
將《單片機原理及應用》、《計算機制圖技能訓練》、《單片機接口設計》三門課程綜合考核。在開始學習《單片機原理及應用》課程時,學生2~3人一組,選擇課程設計題目,整個學期每組做不同的課程設計,學生根據自己所選課程設計的情況,自主設計實驗內容,在《單片機原理及應用》課程的理論內容講授完畢后,學生根據自己課程設計情況,設計系統原理圖,利用protel軟件繪制系統的原理圖,板圖,然后交于廠家進行加工,學生根據所設計的原理圖,購買元器件,然后進行焊接,編寫軟件程序,最后進行系統調試。
三、改革與實踐的重點
(1)調整教學內容。針對單片機原理及應用,強化學以致用的教學指導思想。
(2)靈活設置實驗項目。根據課程設計內容,自主設計實驗內容。指導教師也可根據自己的科研實際,給學生設計一些典型應用案例。
(3)實施過程中進行階段性檢查。為了監管進度情況,每組學生需提交階段性報告,對這一階段的成果進行總結,在實施過程中遇到的問題,以及解決的方法。
(4)注重引入和應用典型新技術。在教學過程中,教師應注重給學生介紹實現同一系統目標可以采用傳統方案,也可以采用新方案。給學生講解不同的技術方案,不同的系統構建方式及其優缺點,根據自己的系統實現的功能不同采用最優的技術方案。
(5)采用綜合考核方法。根據學生在不同階段對課程設計的不同內容進行考核,可分為單獨實驗,綜合實驗,系統設計,原理圖及板圖繪制,系統功能實現等等環節的完成情況對學生進行考核打分,最終成績由報告、作品、答辯情況而定。把學生的課程設計放到課程網站上,形成獨具特色的考核方式。
四、改革的步驟
(1)組織調查研究討論,制定符合單片機原理及相關實踐課程體系的考核方式、方法。
(2)選擇有普遍性的試點班,做“單片機原理及應用課程體系考試方式改革實驗班”。
(3)貫徹落實單片機原理及相關實踐課程體系考核方式方法實施計劃。
(4)總結討論單片機原理及相關實踐課程體系課程考核方式方法實施過程。及時總結經驗教訓,好的方面要保留下來,以便在后續的學年實施時進行借鑒,對于實施過程中發現的問題,討論解決的方法,以便提高教學效果。
五、改革成果
順利完成了三門課的教學任務;學生在獨立設計、繪圖、選件、焊接、調試的過程中,發現了不足,也發現了樂趣,獲得了成就感,大大提高了動手實踐能力,激發了學習興趣,提高了綜合素質。
電1002-2班為實驗班,電1002-1班為對照班,圖1為《單片機接口設計》的成績比較,圖2為《計算機輔助制圖技能訓練》的成績比較。通過成績比較可以看出,實驗班的成績比對照班的成績都有提高。
參考文獻:
[1]張震宇,周克寧等.單片機與電子技術課程實踐教學模式探索[J].浙江科技學院學報。Vol.24, No.4,Aug.2012,P338-342.
單片機課程設計報告范文2
課程設計是一個系統的工程。課程設計的任務將是一套完整的系統,一般包括硬件電路設計、軟件電路設計和硬件調試等。每個學生對每門功課的掌握程度參差不齊,這就需要學生在課程設計中分工協作,角色分明。指導教師可以根據每個學生的特點和優勢將學生進行分組,一個班級內每4~5個學生一個設計小組。
課程設計的內容需要的知識是多方面的,而每一個人的知識面是有限的。設計過程中小組成員要有團隊合作意識,充分發揚團隊精神。遇到困難要進行小組討論,發揮個人長處,集體研究,互相學習,共同渡過難關。這樣不僅節約時間,也在討論的過程中彌補自己知識的不足,學習更多的東西。一個凝聚力強的團隊,一定會有高質量的課程設計結果。學生應以認真的態度、勤奮的工作做好課程設計,把課程設計作為培養自己實際工作能力的重要環節。通過課程設計訓練,樹立課程設計中的工程觀念,培養自己運用基礎知識解決實際問題的能力。
教師的指導作用
在課程設計過程中也要重視教師的指導作用,一次成功的課程設計與教師的悉心指導是分不開的。課程設計的宗旨是培養學生綜合運用所學理論知識,在實踐中認識和解決一些實際問題。課程設計過程中,指導教師應為人師表、教書育人,同時對學生嚴格要求。應始終堅持把對學生的培養放在第一位,重視對學生獨立工作能力、分析解決問題能力的培養以及設計思想、基本程序和方法的指導。教師的具體工作如下:
設計題目,填寫學生課程設計任務書。
開設課程設計指導課程講座,讓學生了解課程設計意義,明確課程設計的基本要求,掌握課程設計的過程方法。
定期檢查學生工作進度和質量,進行答疑指導,指導教師對學生指導時間每天不應少于2小時。
指導學生按照規范要求完成課程設計報告。
學生課程設計完成后,教師應認真評閱學生的課程設計報告,并對學生進行答辯,根據相關要求給予評分,并寫出書面評閱意見。教師在對學生的指導過程中,不僅要求教師不斷用新知識、新理論充實自己,努力提高自身的綜合素質,而且要求教師勇于探索,對教學模式大膽改革,挖掘學生潛能,強化素質教育。
實例介紹
題目:設計一套直流電機轉速控制系統
1設計說明
設計一種基于單片機的直流電機轉速控制系統。該統采用單片機為核心,產生PWM(脈寬調制)信號;通過LMD18200驅動芯片采用雙極性驅動方式來控制直流電機的啟動、調速;并且采用鍵盤作為輸入,加減改變轉速數據;通過CD4511進行7段數碼管驅動顯示電動機的轉速。本次設計可以作為簡單控制向復雜控制的過度,實現直流電機啟動、正反轉控制和順序控制外,還要進行轉速控制,作為以后復雜控制的基礎學習。
2設計中用到的器材
3設計中三個主要模塊
(1)單片機系統:單片機采用PWM控制原理控制直流電動機。設計復位電路和晶振電路。(2)電路:實現單片機和電動機驅動電路的電路接口,直流電機機驅動電路和直流電動機的接口電路;以及鍵盤顯示接口電路。(3)系統軟件:用C語言編寫基于PWM控制程序,實現對直流電機的控制功能和顯示。
4設計思路
采用單片機產生PWM(脈寬調制)信號,驅動LMD18200輸出來驅動直流電機轉動,根據鍵盤輸入的轉速,調整PWM脈寬信號的脈寬,從而改變電機的轉速,通過CD4511進行7段數碼管驅動顯示電動機的轉速。
5考察的知識點
單片機的使用;PWM脈寬調制技術;電機調速技術;顯示技術;C語言編程技術;鍵盤輸入技術;一套直流電機轉速控制系統的設計,考察了學生單片機、電機調速技術及C語言等多方面的知識點,鞏固了學生本科階段所修基礎課程和專業課程的基本理論知識,也啟發了學生通過動手實踐以及對實踐結果進行思考獲取知識,避免灌輸式教學。同時也加強了對原理性知識的實踐,降低了學習難度。
《控制電機》課程設計可行性分析
課程設計過程本身就是通過學生自己設計動手來探究和實踐某些理論知識。在這個過程中,學生按照課程設計要求,提出自己的設計方案,列出課程設計過程中需要的器材清單,能有器材給予滿足讓學生自己動手,在很大程度上提高了學生的主觀能動性。《控制電機》中講授的每一種電機在我校實驗室中僅有一臺而只能進行觀摩性實驗,一個最主要的原因就是成本太高,而課程實驗課程設計中一般用到的控制電機輸入電壓低、體積小、成本低、操作方便。上述實例中,讓學生設計一套電動機調速系統,需要用到的核心器材就是PIC單片機C8051F310、微型直流電機ASLONG260和和驅動芯片LMD18200。微型直流機的成本在5元左右,單片機的價格在15元左右,驅動芯片的價格在35元左右,加上其他一些輔助器件如電阻電容等總共成本大概在70元左右。這樣,一個班級如果4~5人一組,那么總共只需500元左右就可以讓每個學生體會到動手實踐的機會。因此,《控制電機》課程設計是經濟可行的,不僅填補了實驗器材的空缺,而且提高了學生應用動手能力,培養了學生的團隊精神。
結語
單片機課程設計報告范文3
《電子系統CAD》課程設計是電子信息工程專業課階段理論知識的綜合應用?!峨娮酉到yCAD》課程設計是針對電子信息工程高年級學生開設的,這時理論課程已經學了很多,例如模擬電子技術,數字電子技術、高頻電子技術,單片機應用及原理,C程序設計等,通過《電子系統CAD》課程設計把各門課程更加有效的綜合起來,提高學生系統設計的能力。而原課程的設置中普遍存在以下幾個問題:以單片機小系統實物展開設計的設計周期較長,而且掌握的電子系統開發工具相對單一;原教學內容設計使用單片機匯編語言,但是當前企業中大部分用單片機C語言來進行軟件開發,與企業不能有效的接軌;系班級學生成績兩級分化嚴重,特別是高年級的專業,任務布置上使用一刀切,不利于程度不同的學生有效的掌握,影響教學的有效性;驗報告抄襲現象嚴重。對《電子系統CAD》課程設計的教學內容、任務布置、考核方式等方面進行了改革,使其更好的發揮本課程設計的教學效果,節約成本同時讓學生有更多的鍛煉機會,并能讓學生掌握電子系統設計工具的使用方法和軟硬件系統設計的基本方法。
2教學改革的內容
2.1改革教學內容
改革《電子線路CAD》課程設計的教學內容,掌握電子系統設計中常用的protel軟件、multisim電路仿真軟件、proteus軟件、KeilC軟件等軟硬件仿真軟件的使用方法。并從protel硬件設計、multisim仿真設計電路分析性能、keilC與proteus聯合仿真調試的形式,從硬件工程師和軟件工程師的兩個方面來了解一個電子系統設計的流程。同時針對目前電子設計領域的發展,軟件設計時利用單片機C語言進行設計編程,代替原來的匯編語言設計,并且用軟件項目管理的架構進行軟件系統設計。這四種軟件都是電子設計工作者需要掌握的。Protel一個完整的全方位電路設計系統,包含有電路原理圖設計、PCB設計、PCB自動布線、可編程邏輯器件設計、模擬/數字信號仿真等功能模塊,并具有Client/Server(客戶/服務器)體系結構。Protel軟件功能強大、界面友好、使用方便,它最具代表性的是電路原理圖設計和PCB設計[1]。Multisim適用于板級的模擬/數字電路板的設計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式,具有豐富的仿真分析能力??梢允褂肕ultisim交互式地搭建電路原理圖,并對電路行為進行仿真。通過Multisim和虛擬儀器技術,PCB設計工程師和電子學工作者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真再到原型設計和測試這樣一個完整的綜合設計流程[2]。
KeiluVision2與匯編相比,C語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優勢,因而易學易用,而且大大的提高了工作效率和項目開發周期。KEILC51標準C編譯器為8051微控制器的軟件開發提供了C語言環境,同時保留了匯編代碼高效,快速的特點。C51已被完全集成到uVision2的集成開發環境中,這個集成開發環境包含:編譯器,匯編器,實時操作系統,項目管理器,調試器。Proteus從原理圖布圖、代碼調試到單片機與電路協同仿真,一鍵切換到PCB設計,真正實現了從概念到產品的完整設計。其處理器模型支持8051、HC11、AVR、ARM、8086和PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、MSP430等,在編譯方面,它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。
2.2改革教學方法與手段
針對本系學生特點,充分運用各種教學手段和教學資源,充分調動學生的積極主動性,活躍課堂氛圍,提高教學質量和效果。從簡單并能看到結果的系統設計開始做起,提高學生的學習興趣。比如學生完成一個LED燈循環點亮,程序簡單容易實現,實現時學生會有成就感。改進任務書的布置方式,實行分級多任務的布置。針對不同學生的不同學習能力,分為簡單任務題庫和復雜任務題庫。復雜任務題庫的任務分基礎部分和提高部分,分等級分步驟臺階式的遞進增長。
2.3改革考核方式
特別強調的是考核方式是加入平時成績的登記和最后答辯成績登記,并且增大平時成績和答辯成績占的總成績的比例。平時成績的登記,是督促學生認真完成實驗的重要手段。最后答辯成績登記,是區別實驗是否優秀的重要方法,杜絕實驗報告抄襲的現象。
3教學改革的效果
因本課程設計改革側重點放在軟硬件設計工具的掌握和軟硬件電路仿真設計上,掌握電子系統軟硬件設計的流程,并且用單片機C語言實現,提高我系學生自主設計的能力??己朔绞絿栏癜殃P,杜絕抄襲現象。提高教學效果的有效性:針對不同程度的學生給出不同難度的題目,讓大多數的學生都有收獲,解決有些學生拿到題目無從下手的困境。同時多任務也可以杜絕實驗報告的抄襲現象。節約成本并提高效率:軟件系統設計只需要在機房中進行,不需要購買元器件。并且能讓每個人都有鍛煉的機會。
單片機課程設計報告范文4
(福建工程學院 信息科學與工程學院,福建 福州 350108)
摘 要:要真正提高《微機原理及接口技術》課程的教學效果,必須改變原來的課程教學和課程設計兩個體系.《微機原理及接口技術》課程“設計導向型”教學模式,即將理論課、實驗課和課程設計有機融合在一起,將課程教學內容與實際應用系統的設計進行優化和整合,引導學生從簡單的基礎知識逐步過渡到復雜接口設計及程序設計,學生在學習過程中,自然就逐步熟悉了單片機應用系統的開發流程,不僅培養了學生的動手能力與鉆研精神,還可以積累一定的創新與實踐經驗,這對于電子信息類專業本科學生,具有非常重要的意義.
關鍵詞 :微機原理及接口技術;設計導向型;教學模式
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1673-260X(2015)01-0215-02
1 設計導向型教學模式的意義
單片機主要應用于測控領域,在工業自動檢測系統、數據采集系統、家電控制、智能儀器儀表等諸多領域都有廣泛的用途.《微機原理及接口技術》課程是電子信息類專業的重要專業課程.是一門軟硬件技術結合緊密,理論性和實踐性都很強的課程,本質上是基礎一門應用型的工程技術課程.該課程已在我院電子信息類專業開辦多年,積累了一定的教學和實踐經驗,我們將理論課、實驗課和應用設計統一起來,將單片機本身各功能模塊的原理性分析與實驗板電路的硬件設計及程序設計進行了較好的結合,從應用的角度與實際的應用系統很好地融合,顛覆傳統的教學方法.
2 設計導向型教學模式的實施過程
2.1 激發學習興趣的同時立下規矩
在第1次課中,我們會對單片機的有關概念以及它的用途做一個全面詳實的介紹,除了簡要列舉圖文并茂的應用案例外,還把歷年學生的設計優秀作品帶進教室,介紹它們的功能及操作使用,通過形象生動的演示介紹,讓學生真切地感受到單片機系統無所不在,與學習生活很貼近,第1次課就創建一個“單片機系統不僅有用而且有趣”的場景,激發學生的學習興趣.在培養學生興趣的同時,對這門課的學習方法和態度提出要求,在課堂,要求學生準時到堂、專注聽課、勤做筆記、積極互動、大膽提問;在課外,應廣泛閱讀、扎實溫習、認真練習、多做實踐、討論請教.并且告知學生考核成績由期末考試,平時學習、作業、測驗、實驗及實驗考核構成及每部分所占比例.這樣,在第1次課激發學習興趣的同時就立下規矩,對學生學習過程的評價有法可依,讓學生有一定的敬畏之心,自覺主動的投入到該課程的學習過程中.
2.2 理論課、實驗課和課程設計的有機統一
課程的學習是一個循序漸進的過程,我們在教學上是通過實驗電路板將各部分有機地串接起來,課程設計也是借助它的電路完成控制程序的設計.該實驗板是由本課題組成員自行開發制作的實驗設備,特點是:體積小,攜帶方便,在實驗、課程設計等各實踐環節中,學生人手一機,可以在課余時間完成擴展的實驗與系統設計,效果與開放性實驗是相同的.以該實驗板作為教學案例,我們編寫了實驗板測試程序,作為實驗板功能檢測與程序示例提供給學生閱讀使用,對每個模塊、每條指令功能都進行了注釋,極大的方便了學生的閱讀理解.在介紹有關章節的理論知識時,我們就會以實驗板相應部分的接口電路作為例子進行硬件電路的分析并介紹測試程序的有關模塊,這樣學生就會對一個完整應用系統的硬件和軟件如何設計有深刻的理解.實驗是設計應用系統學習過程中必不可少的重要實踐環節,通過實驗,使學生掌握單片機開發工具的使用、程序設計與調試的方法;掌握常用接口電路與單片機的連接方法;培養學生的設計能力、操作等能力,從而為兩周的課程設計打下堅實的基礎.在第1次課我們就會把有關的學習資料,包括單片機開發工具、Keil軟件的使用、測試程序、實驗板原理圖等提供給學生,要求他們逐步的去理解并掌握如何使用.針對該課程,我們共安排了7次實驗,實驗內容具有設計性、綜合性、創新性的“三性”特征,內容由易到難、循序漸進,每一次的實驗都包括三部分:首先是與知識點配合的基本實驗;其次是使用測試程序,在閱讀理解的基礎上編程運行以實現規定的功能或者通過修改參數運行程序以觀察現象并分析;再有是擴展性實驗部分,通過這樣的過程使學生在知識和能力等諸方面得到全面提高.要求學生每次實驗應做好預習工作,在理解知識點、消化實例的基礎上去編寫程序,撰寫預習報告.實驗進行過程中對出現的問題及時有效地幫助學生分析、解決問題,保證了學生實驗的順利完成,并要求學生做詳實的記錄,在每個實驗子項預備內容后預留的空檔位置記錄實驗現象、出現問題、解決辦法、實驗效果,本項實驗結論及分析,撰寫實驗總結,當堂上交實驗報告.兩節課實驗內容是相當的充實,許多標準化的程序模塊就可以被課程設計直接利用或具有重要的參考價值.經過一個學期有效的訓練,為應用系統的設計打下了堅實的基礎,兩周的課程設計就可以輕松應對.
2.3 應用系統的設計貫穿課程的始終
2.3.1 課程設計題目的擬定
課程設計的目標是通過小型微機應用產品的設計與調試過程,運用《微機原理及接口技術》課程所學的基本知識,在設計中加以應用,進而得到理解、鞏固和提高,學習掌握分析與解決實際問題的方法與手段,提高設計、編程與調試的實際動手能力,作為工程技術工作的一次基本訓練.針對課程設計的目標,在課程開始之初,依據學生認知特點,以能力培養為出發點,充分分析電子信息類專業應用技術能力的具體要求,科學合理地進行設計課題的規劃,擬定切實可行的設計課題.課題既要將教學內容與實踐結合在一起,又要能夠激發學生的學習興趣,符合學生能力水平及實驗室設計條件的課題,典型課題如多路溫度巡檢儀、簡易音樂播放器、可編程控制器、小區樓道開門控制系統、解題鬧鐘等等,課題在每個學期都會進行更新,課題新穎有趣,融合了微機接口技術的各部分的內容,包括中斷系統、定時計數器、鍵盤接口、顯示器接口、A/D接口等等.過往的課題的設計資料可以提供給學生閱讀,讓他們領悟應用系統設計的思想和方法.兩周的設計是對學生掌握這門課程綜合知識的考量,更是對他們應用知識駕馭設計系統的能力的檢驗.在課程學習的早期就告知學生課程設計的題目及內容,讓學生學習有個目標,可以提高學生的學習興趣和積極性.由于學生的水平能力各不相同,我們對所要設計的內容進行分解,分為基本的設計要求和功能選做擴展兩部分,那么在兩周的設計中我們要求學生應先完成基本要求,對大部分學生而言都能做到,增強了學生的學習熱情和信心.在完成基本設計的基礎上,有能力的學生再去選做功能擴展部分,給學生較大的發揮空間,激發學生的創新思維、創造力和成就感.這樣讓各個層次的學生從設計中都能夠得到鍛煉,學到設計、編程、調試的方法并在原有的基礎上都能夠得到提高.
2.3.2 設計過程的掌控
設計任務是貫穿了課程學習的始終,學生從學期初就要了解單片機應用系統的研制步驟和方法,從分析系統入手,需經過總體設計-硬件系統-軟件系統-仿真調試-固化程序等整個流程,在一個學期的學習過程的同時學生有充足的時間去了解該設計的內容與功能,查閱資料,并在每個學習階段去思考有關的功能如何實現.如硬件電路的設計在平時就可以逐步進行的,在期初介紹完片內硬件結構就可以讓學生先設計最小系統、指示燈電路、報警電路,輸入輸出外設接口電路講授后就可以設計顯示接口電路和鍵盤接口接口電路等,最終焊接電路板并調試完成.兩周的設計開始時我們會對課題進行更為具體詳實的布置,目的是讓學生在老師的引導下掌握規范化、標準化、可擴展化的設計思想與方法,尤其是軟件系統的設計,讓學生再次明確任務并介紹總體方案設計,引入分模塊設計和進程碼的概念,引導學生對任務進行分解,從易到難,并通過進程碼把各個功能模塊有機地串接在一起,最后才是程序綜合聯調和軟、硬件的綜合調試及功能完善、擴展.同時,在學生設計的過程中,要不斷地給予指導.要充分肯定每一位學生的努力和取得的成績,學生在剛開始設計的時候必然會很茫然,這時,教師一定要做好指導工作,避免學生在一開始工作時受到挫折,不利于項目的順利進展.在兩周的設計中,鼓勵學生進行討論,交換對某個功能實現的想法,以強幫弱,多鼓勵基礎薄弱的學生,給他們設計的信心,一點一滴讓他們了解設計的思想,逐個模塊地去理解掌握,最后大多數也都通過了驗收和答辯,較好的完成了課程設計的任務.答辯也是課程設計不可或缺的重要環節,答辯時,要求學生能夠流暢的敘述系統的功能、操作使用、設計思想等,并對老師提出的問題解釋說明,通過答辯可以對學生的能力層次、設計狀況了如指掌,同時還能夠提高學生的表達能力、鍛煉心理素質.
3 設計導向型教學模式的效果
設計導向型教學模式的重要思想就是將單片機理論課、實驗課和應用設計有機融合在一起,理論知識與應用系統的開發設計、調試緊密結合起來,以模塊化的方式組織課堂教學.這種將理論和實踐融合在一起,增強學生的學習興趣,激發學生的學習潛能,真正實現應用類課程“學以致用”的教學理念.
3.1 提高學習效率
項目導向型教學模式實施時,教師在課程教學之初便告知學生將要完成的設計任務,因而學習的目的性強、效率高.而傳統教學中,教師在課堂上講,學生被動學習,是一種典型的“填鴨式”教學.相比之下,項目導向型教學極大地提高了學生學習的效率,具有無可比擬的優越性.
3.2 培養創新精神
為完成設計,需要從各種途徑獲得與項目有關的信息和資源,尋找解決問題的方法并最終制定項目實施方案.在這個過程中,學生積極主動學習,不受傳統課堂框架的束縛,相互討論,集思廣益,新思想,新觀念,新方法不斷涌現,學生創新能力不斷增強,
單片機課程設計報告范文5
關鍵詞: 教學做合一 Proteus仿真平臺 問題教學法 開放性實驗 考核模式改革
隨著我院教學改革工作的不斷深入,作為《單片機技術》課程主講教師的我,經過五年的省級教學改革立項研究,結合自己近八年的教學實踐,逐步形成自己的教學理念:“教學做合一”。
在教學實踐中我們該怎樣結合教學理念開展單片機技術實踐教學呢?經過教學實踐摸索、驗證,我們形成了具有自身實踐教學特色的一套教學體系。
該體系主要由以下幾部分實踐環節的具體措施組成:
1.在單片機實驗室微機房開展單片機技術理論課教學。
單片機技術是一門實踐性很強的學科,只有經過大量的實驗實踐積累,才能真正掌握它的編程應用技巧,理論課、實驗課和課程設計都應該在實驗室機房開設,從而真正使教、學、做三者結合起來,在教中學,邊學邊做,邊做邊學。具體說可以采用以下三大改革措施:
(1)采用任務驅動式項目教學的模式,總結提煉知識點,從制作單片機最小應用系統入手,由簡單到難,循序漸進,邊做邊學。
(2)通過實驗平臺及時驗證知識點和技術點,通過大量的針對任務的編程應用練習,積累編程經驗。提高自己的編程應用能力。當然,實驗要遵循由簡單到難的基本規律,從改程序到寫程序再到完全自己編程序;先借鑒、模仿,后熟練,再創新。
(3)在機房上理論課時,可以通過Proteus仿真平臺及時演示任務現象、功能結果,從結果到本質。先讓學生看到設計作品的實際功能效果,激發學生的學習興趣,增強學生的學習知識的直接目標性,再逐步分析電路功能、設計技巧,有計劃地補充相關的知識點。這樣既可以活躍課堂氣氛,又可以通過演示豐富課堂展示形式,讓學生印象深刻,取得較好的教學效果。
2.在實驗教學中采用啟發式的問題教學法。
實驗前,要求學生認真預習實驗,最大限度地讀懂實驗原理與實驗程序,不懂的地方做重點標出。老師講課的時候會對學生進行提問,促使學生認真聽老師講解并做好筆記。
上課時,先講解補充基礎知識,提出實驗任務與要求,并做操作演示一遍。
這里特別強調的是我的教學方法的關鍵是:有意采用部分模塊有問題的實驗箱教學,其目的在于培養學生思考、查錯、排錯的實踐性實驗能力。
舉個例說:有可能某根線線是斷的,導致實驗現象不對,或PC機串口下載線接觸不良,或實驗箱模塊有些引腳壞,或芯片壞了,或仿真頭燒了,這些問題都會導致實驗做不出來,或有不同的實驗現象。我的要求是:學生必須通過自己的思考、判斷甚至驗證來排查出錯誤,更換導線或儀器做出正確的實驗現象。這才是真正的實驗能力,而且針對期末的操作考核,要求學生自己修改、編寫程序。
而在實驗過程中,應該積極對學生進行引導,最大限度地調動和發揮學生在實驗中的主體作用。對學生在實驗過程中提出的問題,不做正面的回答,而是圍繞問題引導學生積極地對待實驗中出現的問題,并自己動手獨立解決問題。
在實驗過程中啟發學生尋找解決方法,訓練學生遇到問題(提出問題)─尋找方法(分析問題)─解決問題的方法和技巧,培養學生獨立工作的能力,使實驗更具實踐性和實用性。
3.以虛擬仿真軟件為平臺開展課后綜合設計性項目課題教學。
Proteus平臺在仿真調試時,可以從工程的角度直接看程序運行和電路工作的過程和結果。對于這樣的仿真實驗,從某種意義上講,是彌補實驗和工程應用間脫節的不足。除了可以很好地完成所有教學計劃內的實驗外,還可以進行任意創新型實驗﹑綜合性實驗。實驗項目和實踐開發課題沒有局限性,沒有元器件耗材和實驗儀表設備的限制,并且仿真效果基本與實驗結果相同,也可以比較直觀地顯示很接近事實的實驗結果。
所以,我一般采用這個平臺結合實驗箱在N501實驗室,為學生提供良好的項目開發平臺,并課后指導學生完成個人立項,極大地提高學生主動學習單片機的積極性,取得良好的教學效果。
4.課后開放實驗室,鼓勵學生利用課外時間進行課外實驗,完成課外學生立項。
以全國大學生電子設計競賽、江西省大學生電子競賽活動為契機,充分調動學生學習的積極性。可以在全院范圍內開展學生課外科技活動立項工作,讓學生參與教師科研工作,教學互長。一般在課堂上我會結合課堂內容,提出一些設計性題目或學生自行設計實驗題目與方案,由學生課外在開放實驗室獨立操作完成課題。這樣很多學生的實驗能力可以得到鍛煉,基礎好的學生得到施展才能的機會,可以設計出頗有特色的實驗方案,寫出很好的實驗報告或設計報告。這樣做也可以為參加省級、國家級電子設計大賽工作培養人才、選拔人才、儲備人才。
5.規范實驗報告,改變實驗考核模式。
實驗完成后,要求學生按規范寫出實驗報告。學生必須在報告中書寫自己的實驗調試過程、遇到的問題、解決的方法、自己修改編寫的程序或感想小結等。實驗報告的規范完成,是實驗效果的綜合反映。
改變實驗考核模式,特別是上機操作考核模式。
平時成績:實驗態度與實驗完成情況為10分,點到出勤為10分,實驗報告為20分。
操作考核:共60分,內容包括軟件設計、在線調試、系統仿真等。
操作考核模式為:隨機抽樣式抽取考試題,每道操作考試題都必須自己修改程序或重新編寫程序,儀器同樣是平時的問題儀器,學生可以自己根據判斷更換壞儀器做出正確的實驗現象,但有時間限制,老師對實驗操作結果現場檢驗打分。
6.同步進行課程設計實踐教學環節的考核模式改革。
單片機課程設計報告范文6
【關鍵詞】高職;單片機;工程實踐
單片機推動了嵌入式系統的發展,成為現代電子系統中重要的智能化工具。無論是尖端科技,還是現代工業、農業、儀器儀表、汽車電子系統、家用電器、玩具及個人信息終端等諸多領域,都離不開單片機。目前,高職院校許多專業都開設了“單片機原理及應用”課程,這門課程也是高職院校的電子類、電氣類等電類專業的核心專業課程。但是單片機是一門實踐性非常強的課程,又是一門抽象的課程,教師在課堂教學中采用傳統的授課模式,往往存在許多問題。
一、高職單片機課程教學現狀
1.傳統理論教學枯燥抽象。在傳統的單片機教學中,基本沿襲傳統的授課方法:“板書+講解”。加上現行使用的教材理論內容偏多,實例偏少,理論教學占據了2/3以上的學時。大量抽象的原理、概念使得學生難以接受和理解,感覺枯燥無味,激不起學生學習的熱情和主動性,使老師和學生在教學過程中都感到很辛苦,缺少感性認識的演示平臺。
2.理論教學和實踐教學分開,且實踐教學缺乏啟發性和創新性。傳統的單片機技術課程教學模式中,采用理論和實驗實訓分開,在進行課堂教學時,講授的是對學生而言是晦澀難懂的純理論知識;在進行實驗實訓時,基本都采用電路固定的試驗箱,由學生參照實驗指導書提供的范例程序,按部就班地通過編程軟件,將編程文件編譯、下載到試驗箱中進行驗證。進行的只是對理論結果驗證的實驗,實驗缺乏綜合性、開放性和創新性。這種教學模式使得理論和實踐嚴重脫節,學生不可能真正掌握單片機技術的精髓,從而無法培養學生的實踐動手能力和創新能力。
3.課程之間聯系較少。單片機課程是一門聯系廣泛的課程,不僅涉及本課程的知識,還與數字電路、模擬電路、C語言程序設計、protel電子線路設計等課程有著密切的聯系。但大部分高職院校的單片機課程教學并未與其他課程聯系起來,造成了課程間的脫節。
二、單片機工程實踐教學
1.單片機工程實踐教學的目的。單片機工程實踐的目的是讓學生在理論學習的基礎上,通過完成一個設計MCS-51系列單片機多種資源應用并具有綜合功能的小系統目標板的設計與編程應用,使學生不但能將課堂上學到的理論知識與實際應用結合起來,而且能進一步加深對電子電路、電子元器件、印制電路板等知識的認識與理解,同時在軟件編程、排錯調試、焊接技術、相關儀器設備的使用技能等方面得到較全面的鍛煉和提高,為今后能夠獨立進行某些單片機應用系統的開發設計工作打下一定的基礎。著重提高學生在單片機應用方面的實踐技能,樹立嚴謹的科學作風,培養學生綜合運用理論知識解決實際問題的能力。通過單片機硬件和軟件設計、安裝、調試、整理資料等環節的培訓,使學生初步掌握工程設計方法和組織實踐的基本技能,逐步熟悉開展科學實踐的程序和方法。
2.單片機工程實踐教學的具體要求。單片機工程實踐是單片機技術課程的實踐教學環節,是以工程項目和工程應用為課題的。它充分體現“教師指導下的以學生為中心”的教學模式,以學生為認知主體,充分調動學生的積極性和能動性,著重培養學生的工程實踐能力、獨立工作能力及創新能力,是對學生進行單片機的綜合性訓練,這種訓練是通過學生獨立進行某一課題的設計、制作、調試來完成的。具體要求如下:
①系統方案設計與論證。綜合運用單片機技術課程中所學到的理論知識,學生根據所選項目的任務、要求和條件進行總體方案的設計,通過方案比較,確定總體方案。然后對方案中以單片機為核心的電路進行設計計算,包括元器件的選擇和電路參數的計算,并畫出總體電路圖。
②硬件電路制作。設計方案經指導教師審查通過后,學生可向指導教師領取所需元器件等材料,進行電路制作,并對制作的硬件電路進行調試及測試,分析測試結果是否滿足設計要求。
③軟件的編程與仿真。根據已設計出的軟件系統框圖,用C語言編制出各功能模塊的子程序及整機軟件系統的主程序,程序設計時,要充分考慮與設計硬件電路的連接及有關定量要求。
④撰寫實踐總結報告。書寫高質量的工作總結也是反映工程實踐素質高低的一個重要方面,工程技術人員應能用書面形式系統、完整、清晰地表達自己的研究成果,其目的是讓人很容易地看懂所研究項目的內容、方案、原理、實現方法等。因此,書寫實踐總結報告也是單片機工程實踐的主要內容之一。
三、結束語
單片機技術實踐教學是靈活多樣的,教學方法也是非常之多。只要不斷改進教學方法,豐富教學手段,加強實踐能力的培養,注重理論聯系實踐,就能激發學生的學習興趣,能有效提高單片機教學的質量,并且緊隨著單片機新的技術的發展,不斷更新單片機教學的內容、形式、方法和手段,我相信單片機教學工作將不再是枯燥乏味、難教難學的老大難課程了。
參考文獻:
[1]皮大能.單片機課程設計指導書.北京理工大學出版社,2010-07.