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,高職院校許多下面是小編為大家整理的單片機課程設計總結【五篇】,供大家參考。
單片機課程設計總結范文第1篇
【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.
單片機課程設計總結范文第2篇
課程教學計劃改革最主要特色是校企聯合制定教學計劃。單片機課程的教學目標是使學生較完整地掌握單片機系統的硬件設計和軟件設計。將工程實際需要與原有教學計劃結合起來制定校企結合模式下的教學計劃。即將工程實際與該課程的理論知識和生產實踐有效地結合起來,在教學過程中重點培養學生的實踐動手能力,解決實踐工程問題的主動思考的能力。并通過實踐,使學生掌握的知識能更好地與企業的要求接軌。根據不同的企業需求,上述教學目標也必須進行適當的調整,同時由系部教研室和企業共同協商,制定可行的教學大綱和教學計劃改革方案。[5]根據以單片機系統研發和滿足行業企業的需求為前提,提出的通信工程專業“單片機原理與應用”課程校企共建教學模式是,以學生能力培養和工程素養為主線,以企業真實項目的實現全過程為教育教學背景,以與行業企業共建教學環境為條件,教、工、學相結合的共享型資源建設為手段,在原有傳統教學模式基礎上,共調整出的12個課時(以往“單片機原理與應用”課程總教學時數為40課時)。利用調整出的12個課時,結合該領的最新技術和應用、發展現狀和前景,安排了智能控制儀、智能變送控制器、多功能馬歇爾穩定度試驗儀三個企業實踐項目,三個企業實踐項目各安排4個課時?!秵纹瑱C原理及應用》課程的分配安排由原來課內講課32課時+校內實驗8課時,整合后變成課內講課24課時+校內實驗4課時+企業實踐12課時。相應的學分比重由原來的2.5分調整為3分。理論課教材選用李建忠主編的《單片機原理與應用》第二版。該教材為高等職業教育規劃教材,論述清楚、實例豐富、通俗易懂。實訓教材選用我系教師自行編寫的單片機實訓教程,該教程兼顧單片機實訓室設備條件和企業要求,針對性強,便于學生實際操作。
1.師資力量改革。除了增強我校單片機原理與應用原有理論課和實驗課授課教師外,從合作企業中的優秀技術人才中,經挑選了4名實踐教學工程師,作為工程實踐教學授課教師,大大加強了師資力量。校內教師承擔單片機原理與應用課程中24課時的校內教學任務。另外一部分師資是由來自企業專業技師、工程師作為實踐教學的校外授課與指導老師,并承擔企業實踐教學的12學時教學。學生分為5人一組,跟隨老師頂崗實習,學習各種工程設計與系統調試技能。
2.課程教學內容整合。在改革教學模式的同時,圍繞通信工程專業與計算機相關課程教學模塊中典型單片機應用題目,凝練教學大綱,調整教學內容。首先對于“單片機原理與應用”、“微機原理與接口技術”和“DSP應用系統設計”三門課程教學內容中重復出現的許多知識點進行適當的刪除,將“單片機原理與應用”“、微機原理與接口技術”和“DSP應用系統設計”三門課程作為一個整體教學模塊來編寫各個課程的教學大綱,目的是去除各門課程之間冗余的教學內容,達到將各門課程內容的調整融合。例如,二進制數的概念和基本運算在“微機原理與接口技術”課程中有比較深入的研究和應用。因此,精簡或刪除了“單片機原理與應用”和“DSP應用系統設計”課程中二進制數的概念和基本運算教學內容,重點研究二進制數運算的應用及相關程序設計。又比如“微機原理與接口技術”課程中講解的CPU中各種寄存器工作原理及應用的教學內容,在“單片機原理與應用”和“DSP應用系統設計”課程中會重新出現,那么就可以簡化在“單片機原理與應用”和“DSP應用系統設計”課程教學中有關寄存器工作原理的教學內容,重點講授在單片機或DSP系統中寄存器的特點及應用,尤其是其在不同項目中的靈活運用,從而從本質上了解和掌握通信工程專業計算機類課程教學內容。利用調整出的12個課時,結合該領的最新技術和應用,發展現狀和前景,安排了智能控制儀、智能變送控制器、多功能馬歇爾穩定度試驗儀三個企業實踐項目,三個企業實踐項目各安排4個課時。去除各門課程之間冗余的教學內容,也為了解計算機領域的最新技術應用、發展現狀和前景提供了教學空間和時間,為增加與之相關的單片機工程實踐項目實踐內容提供了教學空間和時間,提高了學生對“單片機原理與應用”“、微機原理與接口技術”和“DSP應用系統設計”三門課程相關理論的理解,促進了其對上述三門課程在本專業工程實踐需求的理解程度。教和學雙方面將計算機類課程構建成為一個有機的整體,又各有分工和特色。[6]
二、課程改革考核方式的改變
主要的考核方式還是采用閉卷考試方式,成績的比例有所調整,平時成績由原來占30%變成調整后的45%,相應的卷面成績由原來的70%變成55%。平時成績中作業占20%和平時考勤占20%不變,實驗由原來占50%變成調整后的校內實驗占20%,企業實踐占40%。卷面考試和校內實驗考試與改革之前一樣,學生通過進入企業親自動手完成三個單片機項目,企業實踐的考核在學生完成這三個項目的學習之后,通過抽簽來考核其中的一個項目作為企業實踐的成績,最后按比例算入總成績?!秵纹瑱C原理及應用》實驗課程的總評成績根據試驗完成情況、實驗報告、出勤等三個方面綜合評定考核。按總成績滿分100分進行考核,分為課前準備、實驗過程、實驗報告、實踐考核四個實驗考核部分,各個考核部分占總成績的百分比如表1。
三“、校企結合”實踐實施方式
采取任務驅動的教學方式開展教、學、練、做一體化的理論講授和技能訓練。這種教學理念對《單片機原理及應用》的教學有一定的促進作用,但是驅動任務是由教師提供給學生的,沒有回答任務的本來根源從何而來的問題,所以,只在一定程度上解決知識傳授和技能培養的問題。校企結合的教學模式下,學生可以在進入企業任務實施的過程中將所學知識運用到實踐中,發現并提出問題,逐步學會自己提出解決問題的方法和路線,也就是自己提出任務驅動。顯然,較之一般化的任務驅動教學模式,校企結合教學模式可以更進一步,任務由自己發現、提出,由自己運用解決問題。學生可以更深刻體會所學知識點與具體實踐之間的特殊關系,由實踐促進知識點的深入理解,使得自身對知識的理解和掌握獲得升華。當然,在這個過程中離不開作為實踐導師現場工程技術人員的指導,從而達到舉一反三、靈活運用知識的最終目的。研究設計的“校企結合”實踐實施方式包括項目描述、項目預設計和項目實施三個主要步驟。
1.項目描述。每個實踐項目開始時,首先由指導教師介紹項目內容,組織學生多方位、角度討論項目內容。通過討論使學生清楚了解實踐目的,學生知道該做什么,逐步知道為什么做。
2.項目預設計。根據項目設計的任務要求,先確定設計的硬件電路方案,在老師的指導下讀懂硬件電路圖,進行分組,每組負責項目中的不同模塊。要求教師們必須引導學生對每個步驟進行思考和實踐,這樣可以較大地調動學生學習單片機的興趣,培養學生硬件電路設計能力,形成電路設計和程序設計思想。
3.項目實施。學生分組進行項目實施,教師負責統籌管理規劃模塊做成構架,并分析探討及模塊工作流程,提出最佳工作流程及方案。給予學生思路、給予學生結論的教學方式轉變為學生自己發現問題、自己解決問題、自己得出結論的教學方式。在確定硬件的基礎上,要進行軟件的總體設計,包括軟件主流程的設計以及各子程序的設計,同時,要寫出詳細的操作說明,如時間的調整方法、顯示窗口的時間切換等,以配合軟件的設計。培養學生程序設計能力。然后進入硬件的調試及編程工作,設計組內的同學可根據任務分工,有調試硬件各功能,如鍵盤子程序、顯示子程序等,有進行整體程序的編制的,各模塊的編制過程中要注意資源的銜接。培養學生單片機產品綜合設計開發能力。最后進機調試,各組之間聯機調試的原則也要采用分步走的原則,各個模塊要逐步套入,通過一個再增加一項功能,從而達到設計的總體要求。最后寫出設計報告。實驗報告中,應該包括實驗名稱、實驗的目的、完成實驗所需的設備、實驗的思路、電路圖、程序、實驗中遇到問題的解決過程、實驗結束后的思考等多個內容。培養學生溝通與表達能力,形成計算機技術應用工程所必需的基本職業素養。
四、課程改革實施成效
單片機課程設計總結范文第3篇
關鍵詞:
單片機課程 理論環節 實踐環節 考核環節
隨著電子技術和計算機技術的迅速發展,單片機具有體積小、性價比高、可靠性好等優點,已被廣泛應用于工業控制、智能化儀器、數據采集、通信及家用電器等領域,其在教學及產業界的技術推廣是當今科學技術發展的熱點。單片機技術是現代電子技術中的一項不可缺少的重要技術,是電子類專業和機電類專業學生必須掌握的一門技術,同時也是一門非常重要的專業課。掌握有關單片機的組成和工作原理以及系統的擴展和接口技術,能夠為從事和開發與電子信息和通信領域相關的嵌入式系統的研究工作打下較為扎實的基礎。
單片機課程是一門多理論、重實踐的課程,其理論知識和實踐能力對于單片機課程的學習都非常重要,因此在教學過程中如何將這兩個環節把握好就顯得尤為關鍵。
一、理論教學方面
單片機課程是一門實踐性很強的課程,它主要體現在硬件和軟件的緊密結合,要編制單片機的應用程序就必須很好地了解單片機的硬件結構,所以在理論教學過程中需要重點給學生介紹硬件方面的知識以及基本的指令系統。
在傳統的教學模式下,教師習慣于以“單片機簡介硬件結構編程指令系統擴展”這種按部就班的方式去進行講解,這種模式符合單片機課程的特點。但是在實際的教學過程中會遇到許多問題,如:單片機系統結構抽象、指令功能多、程序編寫困難造成學生難懂的問題,很難提高學生的實踐能力,導致學生失去學習興趣。
為了提高學生的實踐能力,可以把理論教學從傳統模式過渡到一種模塊化教學的模式。單片機這門課程的模塊化教學方式具有很強的靈活性,一個模塊可以是一個單元的知識,可以是幾個單元的組合,甚至可以是一本書的整合。小模塊組合成了大模塊,大模塊可以組成更大的模塊,一環套一環,這樣的教學設計使學生由學期末的反饋變成模塊的反饋,有利于教師對學生進行有效的指導。比如說,我們可以將單片機的基礎知識設置成一個主模塊,在這個主模塊下包括單片機的結構和引腳說明,存儲器結構,指令系統這幾方面內容。通過實物演示及多媒體教學方式讓學生對單片機有一個簡單認識,然后在后續的模塊中選擇一些好的實例作為模塊,使學生更好地掌握單片機的中斷系統、定時/計數器,并學會用指令對接口進行編程。
總的來說,模塊化教學的含義及特點是詳細分析、概括、總結了單片機課程的所有內容,改變了原有課程體系的束縛,打破了原有章、節的順序,根據高職學生的素質和能力,根據理論和實踐相統一的特點,把單片機課程分為若干個主模塊,每個主模塊下又分為不同的子模塊,并根據不同的模塊采取了與之相應的教學方法和教學手段。與傳統的理論教學模式相比,模塊化教學模式能更好地使學生掌握單片機的理論知識。筆者通過一段時間的教學嘗試,取得了較好的成效。
二、實踐教學方面
實踐教學一般分成實驗教學和課程設計兩個階段,實踐教學穿插在理論教學階段中,通過一定數量的實驗課,學生不僅能很好地掌握課堂上所學的理論知識,而且能達到舉一反三的目的,因此也達到了理論教學的目的。對于實驗課的內容應該選擇一些實用性強的內容進行實驗教學。為增加學生的主動性,實驗指導書一般只給出簡單的實驗內容和要求,以及基本的硬件接線圖,其余的環節就由學生自己在實驗課中獨立完成,如程序設計和上機調試。
傳統的單片機程序設計工具為匯編語言,使用匯編語言編程的優點是代碼緊湊,運行效率高,可直接對單片機硬件進行控制;缺點是對單片機硬件結構的依賴,語句抽象不易理解,編程功能弱,編程效率低等。過去單片機的教學和實際開發中更多地使用匯編語言,但是由于單片機的運行速度的提高,以及存儲器成本的降低,匯編語言的優勢不再明顯,大有被高級語言取代的趨勢?;诖诵蝿?,在教學中使用的開發語言已實現從純匯編語言向以C語言為主而匯編為輔的轉變。如可以使用keil C51uVision集成開發環境來進行調試,同時可以結合Proteus軟件進行仿真,使學生了解單片機開發的軟件仿真流程,也可以配合硬件實驗箱,完成硬件仿真。
由于實驗學時的限制,師生在實驗課中只能做一些驗證性和熟悉所學知識的實驗,大型的綜合性和研究性實驗只有在課程設計中完成,因此課程設計就是實踐教學的一個重要環節,一般在兩到三周的時間內由學生完成從硬件設計到軟件設計、仿真、做出實物的全過程。在課程設計過程中,教師應鼓勵學生利用學校圖書館的資源,查閱電子或紙質資料,獨立設計系統方案,利用實驗室開放時間,進行硬件環境的構建和軟件的調試。在調試過程中,教師可采用啟發式的方法,引導學生自己發現問題和解決問題??傊?,課程設計的教學目的是加深學生對單片機系統的理解,補充理論教學和實驗中的不足,既有助于學生單片機系統概念的建立,又培養了學生獨立開發與應用單片機系統的能力。
三、考核方面
對于單片機這種實踐性強的課程,不應該僅僅使用一張試卷考試的這種形式,而應該使用理論考核與實踐考核兩方面相結合的方式。理論考試可以通過試卷的形式進行考核,實踐考核應結合學生平時的實驗成績,課程設計的作品,以及口試的形式來完成??谠囍饕w現學生的表達能力,了解學生對知識的掌握程度。最后將學生兩部分的成績進行綜合。通過這種考核方式可以全面了解學生對所學知識的應用能力、實踐能力、創新能力。
四、結語
單片機課程作為一門重要的專業課,對于大多數學生來說是有難度的,但是只要我們根據學生的實際情況以及學校的教學資源合理地安排教學計劃,應用更好的教學模式,相信一定會取得較好的教學效果,既可以讓學生很好地掌握課程內容,又可以使單片機課程成為學生最感興趣的專業課。
參考文獻:
[1]李朝青.單片機原理及接口技術[M].北京:北京航空航天大學出版社,1999.
單片機課程設計總結范文第4篇
摘要:從單片機行業就業需求特點出發,通過對教學內容和方法的優化組合,對實驗教學、考核方式的改革,以達到改善教學效果,增強學生動手能力,培養學生創新精神的目標,從而使學生適應當今就業要求,最終實現教、學、做、就業的高度統一。關鍵詞:單片機;
教學改革;
就業需求;
創新能力中圖分類號:G424.1
文獻標識碼:A
文章編號:16723198(2009)19021601高校教學改革已成為一種必然趨勢,只有不斷改進教學內容和方法,豐富教學手段,激發學生的學習興趣,加強實踐能力的培養,才能實現教、學、做、就業的高度統一,從某種程度上可緩解大學生的就業問題。1 教學內容和方法的改革根據單片機行業對應聘者的相關要求以及本門課程入門難的特點,教學中打破傳統推車式的教學方式,注重對教學內容和方法進行優化和組合,將本門課程的學習分如下四個階段:第一階段:單片機相關知識及內部結構。首先在講授各部分前,教師應對單片機就業前景、應用現狀等問題給學生做一細致分析。然后以類比的方式(如:人體各部分)講解單片機最小系統,并讓學生明確最小系統是單片機能夠正常工作的基本條件,對單片機有一個整體認識。接下來以最小系統為中心分別對單片機引腳功能、內部結構、晶振、電源、ISP、復位等知識進行簡單講解。此部分應在后面整個學習過程中不斷進行回顧和學習。第二階段:跳過復雜的匯編指令,結合嵌入式C語言講解單片機并行I/O口工作方式。據調研,目前單片機行業主要以嵌入式C語言為主要編程工具,故授課時主要以嵌入式C語言為工具講解,在后面出現編寫程序需要時(如DS18B20等需精確延時的程序時)再穿插講解C、匯編混合編程方法,這樣既和實際工作更加貼近又使學生避過一開始就面對復雜的匯編指令,增強學好的信心。在對單片機并行I/O口講解時,要側重于讓學生明白單片機作為雙向I/O應用時每次讀入前為何需先置1等這類應用型問題。在講解單片機對I/O口的控制方式時,可以采用類比的方式(如:將單片機的各個功能寄存器比喻成我們平時使用的操作系統),以增強學生的理解。經過基礎知識的講解后,教師應拿出大量學時帶領學生從編寫簡單的流水燈程序開始,結合電腦在編譯軟件(如KEIL軟件)下調試,一邊編寫程序一邊講解各部分理論知識(如:程序中頭文件的作用,LED發光二極管的工作原理等),并且逐步由教師帶領學生編寫向教師給任務學生自主設計過渡。在此過程中,需不斷回故前面知識,學習新接口芯片,并同步電腦調試,驗證結果。此部分題目至少涉及如下方面:(1)LED流水燈;
(2)獨立式按鍵;
(3)LED數碼管;
(4)矩陣式按鍵;
(5)蜂鳴器。第三階段:中斷、定時器、串行口部分。由于定時器、串行口多使用中斷方式,與外部中斷具有一定的共性,故放在一起進行講解,以達到觸類旁通的目的。首先以學生看得到、摸得著,運用發生在身邊的實際例子(如接電話)進行中斷的相關概念和中斷處理過程的理論講解,然后以外部中斷為代表,結合大量的程序(如每按一次按鍵LED小燈亮滅變化一次等)講解實際中斷的處理過程及編程方法,使學生通過具體的程序充份理解中斷的用途及處理方式。在外部中斷被充分掌握的情況下,利用我們身邊的實例(如:以出租車行駛里程計數等)進行定時器和串行口工作方式的講解,由于前面對中斷的相關概念、外部中斷的工作原理有了很好的理解,故在學習定時器和串行口工作方式時學生就不會感覺太困難。第四階段:綜合設計及系統擴展。結合前面學過的知識,此部分教師拿出部分課時,以任務的方式提出一系列設計任務,學生綜合前面學過的知識進行設計,以達對知識鞏固、整合的目的,對學生創新能力也是一個很好的鍛煉。以上四階段需逐級遞進,每一階段在講授基礎知識后,需通過大量的練習進行消化理解,各部分一定要突出單片機的應用性,使學生體會到單片機的應用就在身邊,以此激發學生的學習興趣。2 改革實驗教學,提高動手能力打破常規按照指導書學生下載程序單純進行驗證的傳統實驗模式,對課內實驗教學進行改革,每次均將實驗分為基礎實驗和設計性實驗兩部分,并逐漸加大設計性實驗的比例?;A實驗主要讓學生按照實驗指導書指導,對相關理論知識進行驗證、對此部分實驗系統結構、使用方法和軟件調試方法進行掌握,為后面設計性實驗打下基礎。設計性實驗由老師提出相應的設計任務(如:利用現有資源設計一款節日彩燈、設計一個秒表等),學生自主進行設計、實驗。設計性實驗以前面基礎實驗為基礎,但設計任務又脫離指導書,沒有參考的內容,故學生只能自已設計硬件電路的連線,編寫程序并調試,從而達到對學生基礎理論知識和獨立自主創新能力雙方面的鍛煉,而這兩項也是用人單位十分看重的。3 開展課程設計,培養創新能力在單片機教學改革中,增設了課程設計部分。課程一開始教師提供多個具有創新要求的課程設計供學生選擇。一般五、六人為一組,此課題伴隨整個單片機教學,讓學生在學習過程中不斷想到自已的課題,遇到問題時先自已解決,不成功時教師再加以適當指導。在教學過程中可以感受到學生學習的主動性明顯增強,所提問題具有更強的針對性,學習效果也更好。課程設計主要對學生以下幾個方面進行了實戰訓練:(1)根據設計任務的具體要求,查閱資料、制定設計方案及預其目標;
(2)使用Protel軟件設計電路原理圖和PCB版圖(也可利用萬能板完成但要保證信號的穩定性);
(3)購買元器件并進行電路版的焊接;
(4)進行軟件編程;
(5)進行軟、硬件聯機調試,完善系統功能;
(6)撰寫技術文檔資料。通過課程設計,使學生掌握了單片機系統開發設計的全過程,培養了學生團隊精神和創新能力。4 改革考核方式,注重實際能力改變以往一張試卷定成績的方式,更加注重了實際能力的考核。改革后,本課程的考核分為四方面:第一方面是平時考核,側重于課堂上學生出勤、學習態度及參與問題討論的積極性,占總成績的20%;
第二方面是實踐能力的考核,側重于學生的實際操作能力的考核,此部分主要針對平時實驗成績,占總成績的30%;
第三方面課題設計考核,根據每個人的工作量及最終效果評定此部分成績,側重于綜合動手能力及自主學習能力的考核,占總成績的20%;
第四方面理論考核,側重于基本理論的考核,占總成績的30%。由于考核方式的改革,使學生重視實驗教學,提高了學生的實踐能力、互動性增強,改善了教學效果和質量。5 教改實施效果通過對教改方案的實施,教學取得了明顯的成效。學生學習的主動性大為增強。實際動手能力明顯提高,這點從大四學生畢業設計中得到了很好的體現,學生能較容易地獨立完成DS18B20溫度監測系統、數字電子時鐘、十字路通指揮系統等畢業設計題目,且選擇嵌入式相關工作的學生大部分均成功地找到工作。較快地完成角色的轉變,基本達到了社會對單片機應用技術培養人才的需要。參考文獻[1]李廣弟.單片機基礎(修訂版)[M].北京:北京航空航天大學出版社,2001.[2]劉守義.單片機應用技術[M].西安:西安電子科技大學出版社,2002.[3]于復生.任務驅動教學法在機電一體化系統設計教學中的實踐與探索[J].電氣電子教學學報,2004,(1).[4]陳裕成.單片機原理及應用教學改革探索[J].漳州師范學院學報(自然科學版),2007,(2).
單片機課程設計總結范文第5篇
Abstract:
This paper discusses under the background of the "Internet +" era, the reform of how to effectively grasp teaching contents and practical methods related to the SCM, cultivating students to apply knowledge and skills learned to solve practical problems in the comprehensive application abilities. The single chip microcomputer teaching is divided into two stages, the basic teaching process and the course design process, and uses method of increasing the experiment time and others. The teaching results show that in the teaching process of SCM, the combination of IOT key technology and SCM in the "Internet +" era, the integrationof "teaching and learning" and "practice and do", have extremely important influence on students" innovative practical ability training and the teaching reform of SCM.
關鍵詞:“互聯網+”;
單片機;
教學改革
Key words:
Internet +;
microcontrollers;
teaching reform
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2016)21-0165-02
0 引言
“互聯網+”是創新2.0下的互聯網發展的新業態,是知識社會創新2.0推動下的互聯網形態演進及其催生的經濟社會發展新形態?!盎ヂ摼W+”是互聯網思維的進一步實踐成果,推動經濟形態不斷地發生演變,從而帶動社會經濟實體的生命力,為改革、創新、發展提供廣闊的網絡平臺?;ヂ摼W+”是兩化融合的升級版,將互聯網作為當前信息化發展的核心特征提取出來,并與工業、商業、金融業等服務業的全面融合,其具體的應用包括工業、金融、商貿、智慧城市、通信、交通、民生、旅游、醫療、教育等方面。這個充滿創新的“互聯網+”時代,給相關的技術人員帶來了機遇和挑戰。
本文重點探討了在“互聯網+”時代技術背景下,如何有效把握單片機相關的教學內容和實踐方法的改革,才能突出培養學生運用所學知識和技能解決實際問題的綜合應用能力。
1 單片機教學與“互聯網+”時代技術的特點
《單片機原理與應用》是工科院校相關專業的重要的專業必修課,是一門集電子、計算機、語言編程等技術的應用性很強的課程[1-2]。了解單片機的工作原理,掌握單片機技術,將理論知識指導實踐生產,成為相關專業大學生的重要任務[3]。傳統的單片機教學方式,學生可掌握單片機的基礎編程方法和接口基本使用,而結合實際需求針對具體功能的單片機系統的綜合設計能力還有一定的欠缺。目前的單片機教學中,存在著理論課和實驗課結合力度不強,實驗內容陳舊、缺乏時效性,綜合實驗難以開展,教學方法陳舊,實踐教學重視度不夠,并且實驗手段單一且脫離實際,對實踐操作考核針對性不強等不足之處?!盎ヂ摼W+”時代對單片機或嵌入式教學改革提供了機遇與挑戰,并對單片機教學在教學內容、教學方法和課程體系設置上都提出新的迫切要求。
“互聯網+”時代的技術載體是物聯網技術,其是物聯網思維的進一步實踐成果。物聯網架構的三個層次包括感知層、網絡層和應用層,其關鍵技術都涉及到單片機嵌入式系統的具體應用,這也為單片機教學改革提供了很好的教學題材、研究內容、方法探討。將“互聯網+”的相關技術應用到“單片機原理與應用”這門以實踐為主的教學中,鍛煉學生解決實際問題的綜合設計能力,為學生將來在“互聯網+”時代相關產業的就業提供技術儲備。
2 教學內容和方法改革
傳統的微機原理、單片機和嵌入式系統等相關課程傳統的教學內容是8086、51內核、ARM7內核單片機硬件結構、指令系統、匯編程序設計、中斷技術、定時器/計數器、串行通信、存儲器擴展技術、接口系統軟硬件設計等。結合“互聯網+”時代的產業技術要求,計劃將單片機整個教學過程更改為基礎理論研究和實踐動手創造兩個階段?;A理論研究階段即采取課堂集中授課的方式完成,其課程包括微機原理接口與技術、單片機原理和嵌入式系統原理及應用三門課程,此三門課具備實踐為主的特點,需要增加實驗課程的課時比例,各課程若總課時設定為48學時,實驗課時最低要保證16學時。同時結合“互聯網+”時代的相關技術和應用在基礎理論研究教學任務完成后,增加實踐動手創造必要階段,即在大三大四增加單片機課程設計階段及開展嵌入式短學期學習,特別是針對物聯網專業的學生,開展卓越工程師計劃,讓學生進公司進研發團隊,可參與具體的物聯網相關嵌入式產品設計。具體教學內容和方法改革如下。
2.1 課堂教學內容和課時安排
“互聯網+”時代的單片機課程的教學重點在于如何將單片機與無線通信的“互聯網+”技術緊密聯系在一起。單片機的課程基礎包括C語言、模擬電路、數字電路等課程,在進行單片機正式授課內容前,教學安排中要學生對重點基礎課程內容進行對應的復習。傳統的單片機課程內容一般離不開89C51相關的內容,這里建議單片機課程的對象可以采用新型市場上比較熱門的芯片進行對應的介紹學習,筆者課堂教學采用意法半導體主控制芯片STM8,總課時一般設定在至少48學時,實驗課時至少設置在16學時。32學時的課堂教學計劃見表1。此教學計劃中只針對性的講述STM8單片機常用的匯編指令以及循環和跳轉等匯編語言程序設計方法,重點講解單片機C語言程序設計和物聯網基礎知識的教學內容,重點讓學生掌握單片機最小系統以及應用設計方法的教學內容。
其中,用10學時進行嵌入式產品設計基礎知識學習,包括GPRS接口、藍牙接口、WIFI接口、GPS接口、溫濕度傳感器接口等,并提供給學生相關的學習資料和調試源代碼及過程,此過程以學生自主消化吸收為主。這一部分知識的掌握好壞程度在后續的單片機課程設計階段將得到進一步的提高。
2.2 基礎實驗內容和課時安排
課程的基本實驗安排是至少16個學時,與32個學時的課堂教學穿行,有效提高學生動手能力及學生學習掌握STM8片內資源使用及相關類似單片機的開發環境安裝、開發工具使用單片機軟件的編程方法。在實驗過程中,采用STM8單片機實驗箱,實驗2人一組,編程語言采用C語言為主,匯編語言為輔的方式,完成4個題目的實驗內容。實驗題目以及內容要求見表2。
這6個實驗涵蓋了學習任何一種單片機的基本思路和STM8單片機的程序設計的具體課堂教學內容。在整個實驗過程中,建議學生上機之前對實驗內容進行了解,上機過程中集中時間進行調試,在實驗教師的幫助下,學生了解單片機的使用方法及掌握單片機編程知識的基礎上,進一步加強其發現問題以及解決問題的能力,為后續的短學期課程設計以及畢業設計的進一步實踐打下堅實的理論基礎。
2.3 課程設計內容和課時安排
在學生完成單片機的課堂教學以及基礎實驗內容后,在大二下學期即可安排短學期進行單片機課程設計,時間安排在兩周較好,課程設計內容為設計實現一個完整功能的單片機應用系統(這里強調不局限某種單片機),學生2-3人一組,每個組成員項目分工,最終課程設計考核采用現場實物與PPT答辯的方式,在這個過程中,每個小組成員通過查閱論文資料選擇自己小組的設計題目,然后題目需有教師確認后方能進行。學生整個過程中,主動完成設計總體方案、設計原理圖與PCB、最后焊接PCB板、硬件調試、軟件調試等一系列實踐相結合的工作,其中教師需要安排4個學時的答疑時間給同學,幫忙解決一些同學解決不了的問題。在課程設計考核過程中,學生以組為單位匯報PPT(PPT內容必須包括項目進行過程中遇到的問題,如何解決的),教師集中評點,指出各小組設計方案中的優缺點,給班級同學一個共同交流學習經驗的機會,同時也培養了學生的學習興趣和創作熱情。
該課程設計目的是鍛煉學生動手、編程能力,通過該課程設計,學生可理論聯系實際,充分了解項目從選題、立項、分析到完成的整體過程。對于大學生創新、自學、動手等能力及專業熱情都有較好的培養,為學生在后續專業學習和實踐打下堅實的技術基礎,同時也為學生參與大學生國家或省級電子設計大賽、飛思卡爾大學生智能車比賽、全國大學生物聯網創新創業等競賽提供有力的技術保證?;诒菊n程整體教學改革實踐的成果,本校僅在2015年期間,部級省級電子設計大賽、飛思卡爾、物理網創新創業大賽中取得一等獎共計5項,其他獎項若干,也為后續相關競賽積累了豐富的經驗。
3 結束語
實踐教學結果表明,在單片機的教學過程中,將“互聯網+”時代關鍵物聯技術與單片機教學相結合,將“教與學”“練與做”很好地融合,使學生掌握基本知識和操作技能,并將關鍵的“互聯網+”技術融入進去,培養學生分析解決實際問題的能力。將“教、學、做”定為“互聯網+”時代工科學科如單片機、嵌入式教學的教學理念,樹立培養出更多實用型工科人才的教學目標。最終,學生將跟上“互聯網+”時代信息技術和物理網技術發展需求,為學生科研深造和未來的工作提供很好的前提保障。
參考文獻:
[1]丁保華,張有忠,陳軍,等.單片機原理與接口技術實驗教學改革與實踐[J].實驗技術與管理,2010,27(1):117-119.