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摘要:传统的“单片机技术”课程教学效果并不理想,本文提出基于“项目教学”的教学新思路,设置具有代表性的项目任务,针对课程的特点,对机电类专业“单片机技术”课程进行全方位的教学改革,培养具有计算机、机械、电子三方面综合视野的高素质人才。
关键词:高等教育;单片机;项目教学
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1671-864X(2015)12-0164-02
引言
随着目前机械控制水平的提升,国内高校机电类专业普遍开设单片机课程,需要学习者具有很好的软硬件结合能力,而机电类专业学生往往软件设计能力不足,单片机课程容易出现理论与实践脱节、课程与岗位脱节的现象,本文针对以上问题,提出项目教学法,将课程任务融入到项目载体中,以工作过程为导向,合理设置项目载体,改革配套理论教法,完善考核体系,通过项目引导让学生深刻理解课程在岗位中的重要性,使单片机课程适应专业特点,引导学生学以致用。
一、教学改革方向
(一)学习方法。理论课程设计过程往往是教师主导,这个过程中教师应该首先让学生明确单片机课程各部分的联系,单片机教学中可以使用英语学习方法迁移,利用这种关联让学生深刻的理解各部分之间的关系,使整个单片机学习形成一个整体的观念。硬件结构类比英文学习的语言环境、风俗,学习者一定要对单片机的硬件结构有一定了解,才能够熟练的应用单片机,而不至于出错;操作码类比英语单词,是汇编乃至单片机学习的基础;指令类比英语句子,需要遵循一定的搭配原则;程序分析相当于阅读理解;编程相当于写作文,使学生对单片机课程消除距离感,更快掌握学习方法。
(二)课程设计。单片机技术课程内容复杂、抽象,是一门理论性和实践性都很强的专业课。一般的教学方法实验内容基本上是验证性或训练性实验,学生很难达到单片机系统综合分析与设计的水平,为了培养学生单片机创新设计的能力,将课程任务归纳为“双基”巩固项目、技能强化项目、综合能力项目,教学设计思路框图如图1所示,从基础、技能、态度三方面逐级强化学习效果,最终使学生达到一个比较理想的层次,同时由于项目引导,学习目标比较明确,有助于学生接受理解。
图1 教学设计思路框图
二、项目设置
(一)“双基”巩固项目。本项目设置主要让学生掌握基本理论和基本概念,其中指令系统部分包含操作码和指令两方面需要记忆的内容,是程序分析和编程的基础,操作码是汇编源程序的助记形式,需要学生采用记单词的方法熟记操作码。
“双基”项目具体任务见表1,选取让学生有直观印象的实验,各部分内容没有或者尽量减少交叉,目的在于使学生扎实掌握各部分内容。
(二)技能强化项目。本项目内容主要是知识的加强,将单片机技术几大重要模块:I/O口、中断系统、定时/计数器、串行通信,分别设置相应实验项目,具体任务如表2所示。
本部分项目旨在强化“双基”,侧重于应用,让学生将所学内容与实际接轨,深刻理解如何编程实现I/O口的输入、输出;如何应用中断方便工业控制;如何应用定时计数器实现定时,以及串行口通信在实际中应用于哪些方面。
(三)综合能力项目。传统课程设计内容局限于单片机知识本身,与其他课程关联较少,造成课程设计的项目简单、功能性不强,学生无法深刻体会其在工业生产中的应用。
本项目目的是综合单片机技术各部分内容,项目设置还应寻找学科间综合的切入点,具体任务设置如表3所示,从实际出发,寻找需要应用综合学科解决的问题,让学生直接在岗位实践中操作或者制作成品,增强学生的成就感。
三、考核体系
(一)理论考核。理论内容采取多管齐下的考核体系检测学生学习效果,由于单片机技术课程需要记忆内容较多,硬件结构如果不熟悉会严重影响汇编的效率和质量,应加大考核力度,实施每周一测验的卷面考核方案;指令系统的考核在课前开展,以抢答的形式,帮助学生熟记操作码,形成良好的学习氛围;同时开展一些小活动,比如为学生下发操作码、操作数的卡片,让得到卡片的学生进行组合,搭配出正确的指令。督促学生将基础打牢,才能在实验动手环节充分发挥。
(二)实验考核。要求每个实验项目采用不同的实现方法,激励学生主动分析、比较每种方法的特点,采用小组PK的方式,让学生尽量多动手、勤思考,培养创新思维和与实际结合的能力。例如, 处理定时器延时程序, 可以采用中断方式,也可以采用查询方式处理;标志位清零可以用软件实现也可以用硬件来实现; 显示数据可以采用共阴极的LED,也可以采用共阳极的LED等。
四、总结
单片机技术课程项目化教学改革针对各部分内容学习方法的不同,设计不同的项目,实现学生从基础水平到提高阶段,提高阶段再升级成综合能力的进阶。
参考文献:
[1]古志坚.基于单片机的步进电机控制系统研究[D].华南理工大学,2013。
[2]袁曉溪.基于单片机的LED显示系统[D].吉林大学,2015。
作者简介:薛莹1986年5月生,性别:女,籍贯:黑龙江,哈尔滨理工大学硕士研究生,主要研究方向电气工程及其自动化,现工作于齐齐哈尔工程学院机电工程系,职务教师。
关键词:高等教育;单片机;项目教学
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1671-864X(2015)12-0164-02
引言
随着目前机械控制水平的提升,国内高校机电类专业普遍开设单片机课程,需要学习者具有很好的软硬件结合能力,而机电类专业学生往往软件设计能力不足,单片机课程容易出现理论与实践脱节、课程与岗位脱节的现象,本文针对以上问题,提出项目教学法,将课程任务融入到项目载体中,以工作过程为导向,合理设置项目载体,改革配套理论教法,完善考核体系,通过项目引导让学生深刻理解课程在岗位中的重要性,使单片机课程适应专业特点,引导学生学以致用。
一、教学改革方向
(一)学习方法。理论课程设计过程往往是教师主导,这个过程中教师应该首先让学生明确单片机课程各部分的联系,单片机教学中可以使用英语学习方法迁移,利用这种关联让学生深刻的理解各部分之间的关系,使整个单片机学习形成一个整体的观念。硬件结构类比英文学习的语言环境、风俗,学习者一定要对单片机的硬件结构有一定了解,才能够熟练的应用单片机,而不至于出错;操作码类比英语单词,是汇编乃至单片机学习的基础;指令类比英语句子,需要遵循一定的搭配原则;程序分析相当于阅读理解;编程相当于写作文,使学生对单片机课程消除距离感,更快掌握学习方法。
(二)课程设计。单片机技术课程内容复杂、抽象,是一门理论性和实践性都很强的专业课。一般的教学方法实验内容基本上是验证性或训练性实验,学生很难达到单片机系统综合分析与设计的水平,为了培养学生单片机创新设计的能力,将课程任务归纳为“双基”巩固项目、技能强化项目、综合能力项目,教学设计思路框图如图1所示,从基础、技能、态度三方面逐级强化学习效果,最终使学生达到一个比较理想的层次,同时由于项目引导,学习目标比较明确,有助于学生接受理解。
图1 教学设计思路框图
二、项目设置
(一)“双基”巩固项目。本项目设置主要让学生掌握基本理论和基本概念,其中指令系统部分包含操作码和指令两方面需要记忆的内容,是程序分析和编程的基础,操作码是汇编源程序的助记形式,需要学生采用记单词的方法熟记操作码。
“双基”项目具体任务见表1,选取让学生有直观印象的实验,各部分内容没有或者尽量减少交叉,目的在于使学生扎实掌握各部分内容。
(二)技能强化项目。本项目内容主要是知识的加强,将单片机技术几大重要模块:I/O口、中断系统、定时/计数器、串行通信,分别设置相应实验项目,具体任务如表2所示。
本部分项目旨在强化“双基”,侧重于应用,让学生将所学内容与实际接轨,深刻理解如何编程实现I/O口的输入、输出;如何应用中断方便工业控制;如何应用定时计数器实现定时,以及串行口通信在实际中应用于哪些方面。
(三)综合能力项目。传统课程设计内容局限于单片机知识本身,与其他课程关联较少,造成课程设计的项目简单、功能性不强,学生无法深刻体会其在工业生产中的应用。
本项目目的是综合单片机技术各部分内容,项目设置还应寻找学科间综合的切入点,具体任务设置如表3所示,从实际出发,寻找需要应用综合学科解决的问题,让学生直接在岗位实践中操作或者制作成品,增强学生的成就感。
三、考核体系
(一)理论考核。理论内容采取多管齐下的考核体系检测学生学习效果,由于单片机技术课程需要记忆内容较多,硬件结构如果不熟悉会严重影响汇编的效率和质量,应加大考核力度,实施每周一测验的卷面考核方案;指令系统的考核在课前开展,以抢答的形式,帮助学生熟记操作码,形成良好的学习氛围;同时开展一些小活动,比如为学生下发操作码、操作数的卡片,让得到卡片的学生进行组合,搭配出正确的指令。督促学生将基础打牢,才能在实验动手环节充分发挥。
(二)实验考核。要求每个实验项目采用不同的实现方法,激励学生主动分析、比较每种方法的特点,采用小组PK的方式,让学生尽量多动手、勤思考,培养创新思维和与实际结合的能力。例如, 处理定时器延时程序, 可以采用中断方式,也可以采用查询方式处理;标志位清零可以用软件实现也可以用硬件来实现; 显示数据可以采用共阴极的LED,也可以采用共阳极的LED等。
四、总结
单片机技术课程项目化教学改革针对各部分内容学习方法的不同,设计不同的项目,实现学生从基础水平到提高阶段,提高阶段再升级成综合能力的进阶。
参考文献:
[1]古志坚.基于单片机的步进电机控制系统研究[D].华南理工大学,2013。
[2]袁曉溪.基于单片机的LED显示系统[D].吉林大学,2015。
作者简介:薛莹1986年5月生,性别:女,籍贯:黑龙江,哈尔滨理工大学硕士研究生,主要研究方向电气工程及其自动化,现工作于齐齐哈尔工程学院机电工程系,职务教师。