课题申报范文：2136-基于51单片机开发板研制的单片机课程一体化教学改革

基于51单片机开发板研制的单片机课程一体化教学改革1、问题的提出、课题界定、国内外研究现状述评、选题意义和研究价值（一）问题的提出单片机课程是一门应用性、综合性很强的专业技术课程。对于这门课的学习学生普遍感到较难。即使学生掌握了一定的单片机知识，可是一提到利用单片机来开发产品，能动手的就寥寥无几了。再从我校最近几年的毕业生情况看，能动手利用单片机开发产品的也为数不多。学生毕业设计课题有不少是单片机应用类的，这些同学在毕业设计过程中，通过查找资料自己钻研理论，最终也完成了一篇相当不错的毕业设计说明书，可很少有人完成实物的。换言之，多数人仍停留在纯理论的“开发”上，这就把一门应用性很强的课程与生产实践完全脱离了，使得学生毕业后不能适应社会的需要。（二）课题界定51单片机开发板研制，就是对单片机开发板的原理图、PCB图的绘制以及电路板的制作。该开发板包括基本模块和扩展模块。“一体化”是指以“能力本位”为指导，通过校企合作、工学结合等方式，整合课程教学内容，将理论教学与技能实践融为一体，构筑起一个教师引导、学生主动参与，在学训相融的教学环境中完成课程学习的教学形式。基于51单片机开发板研制的单片机课程一体化教学改革，是指将自主研发的51单片机开发板整套产品设计技术融于单片机课程教学内容，开发与单片机教学内容配套的基于开发板研制工作过程的教材和实训指导书，并对该课程的教学方法和手段以及考试方式进行改革。（三）国内外研究现状述评目前，大部分的高校都是普遍采用MCS-51系列作为单片机的教材，使用单片机实验仪生产厂家的多功能综合性的MCS-51系列的开发板。单片机的实验就是在复杂的仿真实验箱上，学生按照实验书上指定的连接方法机械地连接好后，对实验箱上那些分离的一个个插孔是如何构成一个系统的并不太清楚，因此经常不能很好地将硬件电路和软件编程有机的结合起来，一旦实验箱出了问题就无从下手。另外，这些单片机开发板也不太适合单片机课程的需要，造成了教学内容和实训项目相脱节。这种状况使单片机的学习变得更加的不容易。1978-1982,Intel公司在MCS-48基础上推出了完善的、典型的单片机系列MCS-51，并配备了对应的编程器。MCS-51系列在以下几个方面奠定了典型的通用总线型单片机体系结构。（1）完善的外部总线。MCS-51设置了经典的8位单片机的总线结构，包括8位数据总线、16位地址总线、控制总线及具有多机通信功能的串行通信接口。（2）CPU外围功能单元的集中管理模式。（3）指令系统趋于丰富和完善，并且增加了许多突出控制功能的指令。（四）选题意义与研究价值单片机课程是我校电子信息工程、机电、计算机等专业的核心课程，具有很强的理论性和实践性。传统的单片机课程的教学方法偏重理论，难以满足现代社会对高素质技能型人才的需求，“一体化”是指以“能力本位”为指导，通过校企合作、工学结合等方式，整合课程教学内容，将理论教学与技能实践融为一体，构筑起一个教师引导、学生主动参与，在学训相融的教学环境中完成课程学习的教学形式。通过开展“一体化”的教学模式改革理论研究与实践，加强理论教学与技能教学、学校实习与生产实训的有机结合，研究改变现有教学组织模式和课程体系的方式方法，尝试构建新的教学模式和课程体系，结合实际需要的教学工作，将技术理论知识模块化并融于每一个实训项目之中，用理论指导实训，通过实训将理论升华到新的认识，为推动技术创新和实现科技成果做出贡献。设计一套合理的“一体化”的教学模式，提出一种有效的教学方法。通过“一体化”教学的实施解决技术理论和技能操作的问题，提出高素质技能型人才培养策略，拓宽服务社会、服务企业的途径。2、课题理论依据、研究目标、研究内容、研究假设、创新之处。（一）理论依据随着超大规模集成电路技术的不断发展，单片机以其体积小、性价比高、集成度高、控制能力强、功耗低、易扩展等特点，被广泛应用于许多领域。如在办公自动化设备中的应用；在工业控制中的应用；在智能家用电器、智能仪器仪表领域的应用；在计算机网络和通信领域中的应用；在汽车电子产品中的应用；在医用设备领域中的应用；在航空航天系统和国防军事、尖端武器等领域的应用等等，几乎在我们生活中的各个领域都可以找到单片机的踪迹。因此是否具有单片机开发能力成为许多公司招聘电子、测控、自动化、通信等许多工科专业学生的主要条件，同时单片机开发能力成为许多学生寻找理想工作的必备技能之一。但是由于受到应试教育制度的影响以及教学实训设施短缺的限制，很多高校的教学模式、教学方法、教学风格、教学策略和学习风格等仍然没有很大改观，甚至培养目标也没有发生变化，由此严重地影响了高素质技能型人才的培养质量和速度。因此，无论从就业人才需求规格方面，还是从我国对高等教育改革的渴望性方面都应该进行教育改革，因其没有现成的模式，需要不断的摸索，高等教育改革也正处在转变和摸索中，本课题正是在这个关键时期欣然而至，这些都构成了该课题研究的事实依据。（二）研究目标（1）培养出能与社会接轨的高素质技能型的单片机系统设计人才。（2）利用实用型51单片机开发板，对单片机课程进行教学改革，研究出基于工作过程的教学方法和教学手段。（3）以单片机课程改革作为电子信息工程、机电、计算机等专业改革的突破口，培养出能与社会接轨的高素质技能应用型人才。（三）研究内容（1）课程内容的整合以51单片机开发板的研制为载体，对单片机课程进行改革。如何选择课程内容，既能包含全部教学内容和多项知识点，难易程度要适中，又能够让学生由浅入深地把知识和技能渗透和吸收是研究的一部分内容，是“一体化”教学的关键一步。（2）“一体化”的教学资料和教材编写传统的教案不能完整的体现“一体化”的教学需要，需要哪些教学资料，以及如何编写，是值得研究的问题。目前大多数的教材已不适应“一体化”的教学要求和需要。所以创新校本教材或基于工作过程的教材开发，完善课程设置，以“就业能力为导向，以岗位能力为本”的职教理念，以提高受教育者岗位能力为主要目标，编写适合“一体化”的教材，让教学从知识型教学向技能型教学转变，既要加强基础知识的学习，更要突出专业技能的培养。（3）教学方法和手段改革以优化教学效果为核心，促进学生学习能力提高为宗旨，改革传统的、旧的教学方法，大力推行先进的教学方法和手段。研究适合“学训一体化”的教学方法和手段，以学生为中心，充分发挥学生的主体地位，培养学生自主性学习、创造性学习的能力，提高教学质量。（4）考试方法改革传统的在学期结束时进行笔试考核的办法，不能全面地评价学生的综合能力，不能综合体现学生的运用电子知识、进行电子设计的综合能力。在项目完成的过程中，更应注重学生各方面能力的评价。为了能够更好地评价“一体化”的教学效果，必须要进行考试方法和方式的改革。（四）创新之处（1）将自主研发的51单片机开发板整套产品设计技术融于单片机课程教学内容，是产学结合落到实处的尝试，让学生在学校就能掌握到走出社会后才能学到的产品研制流程和产品开发技能，实现学校与社会的工作需求的无缝接轨。（2）依托自主研发的51单片机开发平台，编写教材和实训项目。（3）开发具有创新性能且适应我校需求的教学设备，节省成本。3、研究思路、研究方法、技术路线、实施步骤（一）研究思路本研究是通过51单片机的自主研制对单片机课程进行改革，包括对教材和实训项目内容的编写。（1）51单片机的设计流程51单片机开发板的原理图、PCB图的绘制以及电路板的制作（2）实训项目实训项目采用递进式，先入手基础项目再设计综合项目。基础项目如下：1）单片机设计入门；2）单片机程序控制；3）单片机典型控制；4）单片机接口设计。综合项目如下：1）单片机综合开发；2）单片机综合测试（二）研究方法本课题研究将采用文献法、教学实验法、调查研究法、科学总结法。（1）调查研究法以市场调查、职业岗位群技能调查、职业资格考核与行业标准为出发点，解析与单片机技术相关岗位应具有的能力结构。（2）教学实验法以51单片机开发板研制的工作过程采用项目驱动教学。（3）科学总结法对教学经验进行总结，撰写报告。（4）文献研究法通过文献研究法查阅并学习与本课题有关的资料，提高自己的理论水平和理论修养，借鉴新的研究成果和经验，提取其精髓，为自身教学方法的改革提供参考。（三）技术路线51单片机开发板的研制是本项目研究实施的重要思想工具。开发板应包括基本模块和扩展模块。基本模块用于课程教学，而扩展模块则主要是用于学生竞赛需要。（四）实施步骤本课题分五个阶段：序号研究阶段研究时间研究内容信息收集阶段2016.6-2016.9实用型51单片机开发板功能开发与分析。设计阶段2016.10-2017.4