单片机应用实训课程项目化设计研究.doc

单片机应用实训课程项目化设计研究 陆志烽 （建东职业技术学院电子与电气工程系，江苏常州213000） 【摘要】为了更好地培养高职院校学生的实践动手能力，面对高职自动化、电子信息工程、应用电子、机电一体化专业的学生，对现有的实训教学进行了设计研究，提出项目化的实训教学过程，提高实训教学效率和质量。以单片机实训教学项目为例，介绍了单片机应用实训的项目化教学过程实施，提高学生的实践创新能力。 关键词实训；单片机；项目化 0引言 51系列单片机在工业控制，便携式仪器仪表，家电电子等领域被广泛应用。通过不断升级使得51单片机功能更加强大，应用仍然很普遍。大多数高等职业院校在开设单片机实训课程时，实训项目大部分是利用现有的实验教学设备进行训练。由于教学设备是成品，线路大多在成品电路板中已经设计好了，从外部根本看不到电路是如何连接的，且生产商很少配备完整的电路原理图，学生在做实训时，要求连的线很少，很难参与到电路设计的细节中，动手能力也就很难在实训课程中得到训练和提高。而且传统教学过程中未引入工程项目实践设计，导致学生缺乏整体设计能力,动手能力普遍较差。 基于该课程应用性较强的特点，必须把实验和实践教学环节作为学习的关键。通过总结近年实践教学的经验，本文将通过过程项目化教学开展实训，使学生直接参与到项目过程中，以真实的工作过程及工作步骤为依据，融合“教、学、做”一体化的教学手段，用以提高学生的单片机系统设计的动手能力。 本文以简易音乐播放器设计项目为例讲解单片机应用实训的项目化教学实施。 1任务引入 该项目任务设计一个简易的音乐播放器，硬件电路如图1所示，图1是由单片机最小系统，独立式按键电路、数码管控制电路及蜂鸣器电路组成，通过对该项目的proteus仿真实现，学生可以锻炼综合运用按键、数码管及蜂鸣器的软硬件设计方案。在图1中，利用K1按键对选定播放的音乐段，在播放的过程中可用此按键暂停；用K2按键选择待播放的几段音乐中的一段；数码管显示当前系统所播放的是选中的是第几段音乐。该项目硬件电路设计实际上并不复杂，软件编程主要是单片机定时器技术、中断技术的应用。教师可以通过对音乐索引和节拍产生原理的讲解，让学生掌握每个高脉冲或低脉冲的延时形成某种频率的声音输出方法，每个不同频率声音输出的时间长短形成节拍的方法，以及高低音的产生方法。 通过硬件和软件的设计和学习，该项目实施并不复杂，但涉及到学生学习过的课程门类还是比较多的，学生必须通过对Protel课程、C语言课程、单片机课程与音频产生知识等相结合，把单门课程动手实训转换为以实际工作环境为导向的顺序工作过程，按照步骤学习的过程就变成了实际项目实施的工作过程，且学习的每一步骤是实实在在的工作过程，有效地将学生的理论知识、实践知识、职业态度和情感等内容整合成相对完整的有机系统。 2项目实施步骤 通过项目的内容描述，使学生更加清楚地了解实训的目的，学生知道该做什么。结合实训，我们将对实施项目化的过程进行具体研究设计。 2.1总体设计 根据简易音乐制作的工作顺序，对该实训项目进行总体设计，将整个实训过程分解成各个具体工作任务，然后成与各个分解内容相适应的八个步骤，实训时间为二周，内容如表1所示。 2.2具体实施 表1很详细的给出了总体设计，这就要求我们教师必须对每一个工作步骤进行认真设计，让学生有明确的目标，引导学生对每个步骤进行思考和实践，这样可以较大地调动学生学习单片机的兴趣。 我们对实训班级进行分组，随机指定35人为一个小组，不允许自由组合。这样对以后学生的就业是有利，在企业的岗位上是没有资格挑选同事的，同时也能培养学生的团队协作能力。 如步骤五，教师设计时的主要内容有：1、学习目标2、工作内容3、教学设计4、教学材料。学生在这一步骤结束时，可以掌握KEIL软件的使用、汇编程序的编写、软件模拟调试的具体应用等相关实际工作内容。且每一个步骤完成后可以在表2中进行评价。 实训过程中的每一个步骤都必须与指导教师充分交流和探讨后方能进行下一步骤，虽然这样会增加实训指导老师的指导工作量，但可以从过程中很好地把握学生的完成情况，也让大多数学生能够完成项目的任务得到保障。 2.3成绩评定 成绩评定的方式如表2所示，它可以很好地评价项目化教学过程中每位同学应该获得的成绩，也可以更好的与其它教学模式进行对比，从而体现出过程项目化教学的优势。以小组为单位，检查每个学生制作的产品是否满足设计要求，K2按键按下能否正常的选择所要播放的歌曲，K1按键按下能否正常的播放完一段完整的所选歌曲以及数码管能否正常显示所选歌曲的编号。以答辩方式进行考核，要求每位同学回答2到3个有关该项目制作过程中的软硬件设计、系统仿真制作以及实训体会等方面的问题，根据这些内容的完成情况由教师填写教师评定成绩；小组互评内容在每个步骤完成后根据教师设计的每一步骤内容完成情况由小组集体评价填写相应的互评成绩，适当增加互评成绩在总成绩中的比重，这样有利于对同一水平的产品发现问题和解决问题，让同学之间进行对比，加深学生对项目实施过程中的产生问题的印象；自评内容是每位同学自己在每次步骤完成后，根据教师设计的每一步骤内容完成情况进行打分，并给出各个步骤的说明。每位同学的最终综合成绩=教师评定成绩*30%+小组互评*50%+自评*20%。 3结语 通过以上对单片机实训方法的改革探索和实践，形成了以学生为主体、教师为主导的教学课堂，形成了讲与练相结合、教与学互动的教学模式。教学效果已有明显改善。学生的学习兴趣得到了提高，学生在实训的过程中能积极思考，发现问题并解决问题。学生的知识体系在真实的工作过程中，在小组协作的过程中得以建立。这不仅培养了学生的专业能力、社交能力、团队精神，同时也增强了学生的自信心。当然，教学改革是一项长期和系统的工程，我