“单片机应用技术”课堂教学改革探索与实践

来源 :中国电力教育 | 被引量 : 0次 | 上传用户:peking521
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要:针对目前高职“单片机应用技术”教学中教学方法、教学内容、教学手段等存在的问题,进行详细而深刻的分析,采用“以项目为载体,任务引领式,以开发实际产品为导向,以技能培养为主线,采用探究式教学方法”对单片机教学进行改革,并指出改革思路、改革措施及具体的实施过程和取得的教学改革成效。
  关键词:单片机;任务引领;探究式教学;教学改革
  中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)35-0129-02
  单片机诞生于上个世纪70 年代,如今单片机技术已成为计算机技术的一个重要分支,广泛应用到工业控制、仪器仪表、消费产品、汽车、办公自动化和通信等领域。
  单片机应用技术是一门实践性和综合性都很强的课程。它是应用电子技术、电气自动化、计算机控制等专业的一门必修专业核心课程,前导课程有“电工基础”、“模拟电路”、“数字电路”、“C语言程序设计”、“电子CAD及PCB板制作”以及“电子设备装接工”课程。后续课程有“嵌入式程序设计”等。几乎涵盖了人才培养方案的8大课程,在专业人才培养方案中具有重要的地位。同时也是电子设计大赛和机器人大赛的必不可少的。近几年来,从学生的就业情况来看,单片机课程的教学效果并不尽如人意。存在许多不足。主要体现在如教学内容陈旧与实践脱节;实验设备陈旧;传统教学模式、教学方法不适合高职学生特点等。考核方式不合理;教学理念不能及时更新等。
  一、高职“单片机应用技术”课程教学存在的问题
  1.教学内容陈旧
  (1)编程语言不统一。经调查统计表明,浙江省开设单片机课程的高校里,大约有20%的学校仍旧在用汇编语言开发单片机程序,而80%的高等院校采用C语言进行程序开发。比如该学院的电气自动化专业就是采用汇编语言开发程序。如今企业的开发一般都以C 语言开发为主,在一些精确控制的地方用汇编语言,然而,教师还在一成不变的进行汇编语言的讲解,对C语言的单片机编程根本不作涉及。当然汇编语言编程也有其优点:如代码紧凑、运行效率高、可直接对硬件内部进行控制等,但它也有一个最大的缺点就是语句抽象、编程效率低。这造成的结果就是:我们的学生对程序的每个语句都能看懂,但整个程序的语句结合到一起就变的不知所云了。等到自己结合硬件进行编程时,就更加无从下手。就这样越学不会,不懂的地方就越多,而越不懂就越不想学,甚至最后就放弃了学习。最后,一门课学下来,脑子里剩下的只有一个个指令和表面的理论知识。
  (2)教学内容设计不合理。经调查统计,浙江省大约有10%的高职院校仍然讲授单片机内部电路工作原理、工作时序、指令系统等,这些内容要删掉,原因是高职院校的大部分学生理论基础薄弱,数学基础差,模拟电路和数字电路等基础知识掌握不牢。 甚至听不懂这些内容,越听越糊涂,起到适得其反的作用。
  由于单片机的发展趋势是片上系统或用于完成特定功能的任务的最小系统,所以在教学中,应将重点放在单片机最小系统上,同时要考虑外围接口串行化趋势,对并行扩展部分内容进行压缩,同时增加串行总线的内容。而这些在很多高职院校根本就没有做到。
  (3)知识点单一。为了培养高素质技术技能人才,实现学校和企业的零对接。学校教师不断鼓励学生参加基于单片机的各类竞赛,竞赛中除了要用到单片机技术知识外,还要用到其他方面的知识,如传感器、通信、机械、电机等技术,由于高职院校开设的课程有限,这些知识点可以放在第二课堂讲授,但是很多高职院校没有开设第二课堂。这在某种程度上削弱了学生学习的积极性,不利于实现人才培养目标。
  2.实验类型单一
  以往都是在单片机实验箱上或开发板上进行验证性实验,开放性实验和设计性实验很少。学生实验时只要简单地连接几条信号线即可进行程序的调试,很少涉及硬件电路的检查和调试,一些学生在学完这门课程后甚至连一些常用的器件都不认识。不能系统地掌握元器件检测、安装、焊接、故障维修以及编程器、示波器等仪器仪表使用等技能。
  3.实践教学手段陈旧
  据调查统计,现在依然有很多高校,如温职院、温州科技职业技术学院等在上实验课的时候,不外乎两种情况,一种是依赖于试验箱或开发板,做验证性实验,属于硬件仿真,另外一种就是采用KeilC51和Proteus软件虚拟仿真。仿真可以直观、形象的观察结果,提高学生的认知。设备投入少,和理论结合较紧密。减少原材料的损耗。但它不能系统地让学生掌握元器件检测、安装、焊接、故障检测与调试以及示波器、万用表等常用仪器仪表使用技能。然而,在实际开发电子产品的过程中,要有装配、焊接、调试、检测和故障维护等。尤其是在硬件调试过程中,干扰问题尤为重要。干扰会影响整个系统的稳定性。而这些恰恰在仿真教学方法中是缺失的。和生产实践相脱节。不能很好实现学校和企业的对接。最关键的是仿真教学不能引起学生十足的兴趣。
  二、改革思路
  以实际产品开发项目为导向,以技能培养为主线;采用探究式教学。提出问题、引入相关知识、训练相关技能、培养职业习惯;逐级深化、层层包含,构成一个由浅入深的技能训练与知识学习有机融合的课程内容体系。
  三、高职“单片机应用技术”课程教学改革措施
  基于以上几点,近几年来,该校的单片机课程建设与教学团队进行了教学研究与改革系列活动,极大地促进了课程的发展,提高了课程的教学质量。具体表现如下:
  1.课程标准的修定
  经过聘请该行业企业的专家进行人才培养方案的剖析论证,结合该校学生的学情,修改人才培养方案,经过多年教学的探索与研究,依据高职教学特点“必须、够用”的原则编制教学标准、调整理论与实训的比例,理论课为64学时,实践课为136学时,制订授课计划。其中,第一学期 “单片机基础”课程。学时96。理论:实践=64:32。第二学期开设“单片机应用技术”课程,学时80,以实践为主,开发单片机应用系统。   2.进行了教学方法和手段改革的初步探索
  在传统教学模式中,是按照单片机的结构体系来授课,采用仿真教学方法,存在很多问题。如单片机系统结构抽象,指令功能多,程序编写困难等,甚至学生学完单片机,不知道单片机是用在什么地方,有什么用处。为解决这些问题,改进传统仿真教学方法,引入项目教学法、实物演示法等教学方法,激发学生学习兴趣,收到良好的教学效果。
  (1)采用以“项目教学”贯穿全课程的课程模式。把教学内容分成若干个小项目,详细分析每个项目应具备的理论知识和实践技能,并制定出详细的教学方案。教师在讲完理论知识后,引导学生动手制作电子作品,让他们在实践中加深对理论知识的理解。学生每完成一步制作,便感到距离成功更近了一点,因而会有一种成就感。激发了他们的学习兴趣,增强学习信心,变被动的接受知识为主动的获取知识。当完成了所有项目后,该课程的基本知识点也就全部掌握了。
  (2)教学方法的改革。采用多媒体、动画和仿真教学方法进行教学,已成为单片机教学的基本条件。
  使用KEIL C51和PROTEUS软件进行虚拟仿真和采用开发板进行硬件仿真,可以形象、直观地观察结果,提高学生的认知能力。而且还具有设备投入少、和理论结合较紧密以及减少原材料的损耗等优点。但是不能系统地使学生掌握元器件检测、安装、焊接、故障维修以及编程器、示波器等仪器仪表使用等技能。和生产实践相脱节。不能很好实现学校和企业的对接。最关键的是仿真教学不能引起学生十足的兴趣。因此提出以项目为载体,任务引领式,采用探究式教学方法,开发实际电子产品,如通信设备类、仪器仪表类、家用电器类、报警器等,能弥补传统仿真教学方法带来的不足。培养学生自主学习能力,开发其创造潜能。
  3.教学理念的改革
  改变传统的教学理念,采用“做中学、学中做”的教学理念。通过教学实践证明,“做中学”教学模式能使学生的教学参与度大大提高,既能激发学生的创新性,又能提高学生综合分析问题和解决实际问题的能力,较好地实现了高素质技术技能人才的培养目标,值得我们进一步研究、探索、实践和应用。
  4.考核方式的改革
  本课程是一门综合性、实践性很强的课程,必须大力提升实践教学的地位,加强实践考核,因此,改变传统的“理论成绩+实验成绩”的考核方法。将实践成绩作为课程成绩重要组成部分,形成包括理论成绩、实训成绩和平时成绩的“理论+实操+平时”三位一体全新考核方式。即:
  考核成绩=理论成绩*30%+项目成绩*50%+平时成绩*20%
  项目成绩主要包括:作品的完整性、指标或参数是否达到设计要求,作品的外观设计、程序设计是否优化等。
  四、“单片机应用技术”教学改革的实施过程
  以项目为载体,任务引领式,采用探究式教学方法,开发实际电子产品,包括通信设备类、仪器仪表类、家用电器类、报警器类等。弥补传统仿真教学方法带来的不足。培养学生的自主学习能力,开发其创造潜能。具体步骤如下:
  创设情境,激发动机。首先,通过播放录像或动画等手段,要学生了解该产品在企业或实际生活中的应用情况,实现哪些功能。引起学生的注意和思考,激发学生探索的兴趣和强烈的求知欲,使学生产生一种最佳的学习心向,吸引学生积极主动地去研究去探索去发现,从而能动地去完成对知识的构建,在自己的头脑中形成较系统的知识体系。
  教师引导,学生探究。这是探究教学的关键步骤,首先,教师帮助学生制定合理的开发方案,选择恰当的方法,提供原材料和实验设备,由学生自己动手做实验,验证方案设计的正确性。并把自己的实验过程或者查阅的资料进行总结梳理,得出自己的结论和解释。小组成员也可以探讨、交流,提出不同的解决方案或方法。这一环节,学生为主体,教师为辅。教师引导学生自己发现问题,学生不明白时,可适当点拨。
  讨论交流,合作探究。学生在学习和制作实际产品过程中,鼓励相互讨论、交流经验和自学成才。然后教师针对交流中普遍存在的、模糊的、不能解决的问题给以详细的讲解。讨论形式要灵活多样,使教师指导和学生自主探究相结合,传授知识和解决问题相结合,单一性思考和求异性思维相结合。讨论过程中,教师要充分调动学生讨论的积极性,及时发现优点,特别是善于捕捉学困生的闪光点,及时给予鼓励、引导学生多角度全方位看问题,让不同层次的学生都能相互启发,通过研讨还可以解决一些独立自学所不能解决的问题,有利于培养学生协作精神与集体意识。
  4.通过考核、问卷调查、座谈会等形式进行教学效果评价。
  五、课程改革取得的效果
  经过教学改革实践,改善了教学效果,教学质量得到显著提高。以项目为载体,任务引领式,采用探究式教学方法,开发实际电子产品,实现了“教、学、做”一体化的有机结合,让学生带着任务去学习,培养学生主动思考和创造性思维的能力,提高学生设计电路、调试程序、开发实际产品等各个方面的技能。采用了以实训操作为主的考核方式改革后,高分低能的现象没有出现,学生的动手能力明显提高。其中,学生申请2项浙江省大学生新苗人才计划科技创新项目。作品是:基于机器视觉的仓库火灾预警机器人的研制(立项号:2012R455001)。和基于机器视觉的无人驾驶智能车(立项号:2013R455001)。学生采用单片机设计的“半自主式多功能寻迹小车”参加全国“第六届全国信息技术应用水平大赛”电子系统设计团体赛和浙江省第三届高职高专院校“挑战杯”大禹·尚格创新创业竞赛,分别获得国家三等奖和省级二等奖。
  由于教学内容要随着新技术的应用和市场需求的不断变化而不断更新,因此教学改革还有待于继续改进和完善,只有这样,才能使培养的学生更好的满足社会的需要,实现人才培养目标。
  参考文献:
  [1]张静,王英健.工科院校“单片机原理及应用”课程教学新模式探究[J].中国电力教育,2011,(3).
  [2]刘星慧.在单片机教学中应用“边学边做”的教学模式实例[J].职业,2011,(6).
  [3]汪晓斌.关于高职“单片机技术应用”课程教学的改革[J].职教论坛,2012,(11).
  [4]张翼.浅谈单片机教学改革的五大关键点[J].教育教学论坛,2012,(32).
  [5]冯毅.基于项目的单片机教学改革探索[J].黄山学院学报,2012,(13).
  [6]刘成尧.高职单片机开放式项目化教学模式研究与实践[J].职业教育研究,2013,(2).
  [7]樊剑剑,肖传辉.高职《单片机应用技术》课程教学改革与实践[J].电子世界,2012,(5).
  [8].翟玉文.单片机课程教学改革探究[J].吉林化工学院学报,2013,(4).
  (责任编辑:刘丽娜)
其他文献
鸡西矿业集团公司张辰煤矿西三采区3
期刊
本文综述了超高交联聚苯乙烯的网络结构与性能,引用参考文献28篇。 This article reviews the network structure and properties of ultra-high cross-linked polystyrene,
新设立的广域市——蔚山在韩国的东海岸有一颗闪亮的名珠,这就是已有两千多年历史的蔚山广域市。早在部族时代,蔚山隶属辰韩。三国新罗婆娑王时,在屈阿火村设县。高丽太祖时把河
期刊
用高速摄影技术研究了土壤在高速切削下的变形与破坏规律,给出了应变、变形形式、变形范围、变形超前量、开裂形式和走向诸参数与速度的关系。 The high-speed photographic
燃烧热的测定实验要求用作点火的金属丝在压片时,一是不能受到损伤,或者不能出现明显的压痕,若出现这种情况,金属丝受伤的部位就会承受不住点火所需的电流,在样品还未燃烧之
合成了十六烷基三苯基氯(溴)化鏻、四苯基氯(溴)化鏻等4种Ph_3■R■型季鏻盐,用乙酸乙酯重结晶进行纯化。对其结构用红外光谱、元素分析或核磁共振进行确证。 Four kinds of
崇明工业园区于1996年2月,经上海市人民政府批准建立,规划总面积为10平方公里,位于中国第三大岛——崇明城桥镇西部,紧靠崇明最大客货集散地南门港.直接接受浦东开发开放的
厦门自1980年被确定为经济特区以来,始终把对台优势因素纳入政策构建框架,遵循“同等优先、适当放宽”的原则,实施“以港引台、以侨引台、以台引台”战略,采取各种灵活措施吸
节水技术我国是一个严重缺水的国家,节水技术的推广已成为当前农业可持续发展的重要措施之一。在世界一些发展中国家,滴灌技术广泛使用,效果显著,相信不久的将来,这项技术将