作者:王文霞 本文字数:2646
[摘要]针对当前高职院校单片机原理及应用课程中存在的教学问题,提出了单片机课程改革的具体教学措施,从选取教学内容、理实一体化教学、拓展实践能力、课程考核方式四个方面进行探讨,并结合高职学生喜欢动手操作的特点进行了实践,旨在激发学生的学习兴趣和积极性,提高学生面向企业工程所具有的应用能力和创新能力,提升单片机课程的教学质量。
[关键词]单片机;教学改革;教学措施
[中图分类号]G712
[文献标志码]A
[文章编号]2096-0603(2019)07-0148-02
单片机原理及应用课程是高等职业院校电子信息技术和计算机专业的核心课程,也是一门理论教学与动手实践相结合应用型很强的综合性学科,涉及电子技术、传感器C语言程序等课程具体的实际应用。高职院校人才培养方案就是把学生培养成能够满足当代企业人才需求的具有扎实理论功底、熟练的专业实践技能及较强创新能力的应用型人才。因此,做好单片机课程的教学实践,具有非常重要的意义。
一、当前单片机课程存在的教学问题
(一)单片机课程理论教学与实践教学脱节
长期以来,高职院校单片机课程的理论教学与实践教学是分开进行的。授课老师按照教材章节写好教学计划,按部就班地在教室里进行一个学期的理论教学,在整个教学过程中老师始终围绕单片机的基本原理和分析程序作为突破口让学生掌握单片机的基础知识。在课堂教学中学生无法主动参与整个教学活动,只能被动地接受晦涩难懂的原理和程序,尽管第二学期实训课教师带着学生进行为期四周的单片机实验实训,但课堂教学环节与实验实训环节没有在同一个学期里交替进行,课堂教学与学生操作不能容融为一体,而理论课教师和实践课教师分开教学导致理论与实践不同步,影响教学效果。单片机考试形式和内容多以理论知识及程序分析题为主,凭学期期末考试的一张试卷考核学生的能力。因此,单片机课程理论教学与实践教学的脱节,直接影响学生对单片机的认知、应用和设计能力,无法满足社会对创新型人才培养的需求。
(二)教学内容简单陈旧,缺乏前沿性
目前高职院校单片机课程教学内容,大部分都是以MCS-51系列8位8051单片机为主,MCS-51系列单片机程序写入还需要专门的编程器,没有JTAG接口,不支持在线编程,使用不方便。随着微电子技术发展,市场上流行的STC、MSP430系列单片机有的不需外部晶振、不需外部复位、大部分单片机芯片是可以直接仿真的,无需专用的仿真器。授课时用到的开发板下载线直接用手机数据线代替,直接连接充电宝当电源,可以在教室里走动,向学生演示起来很方便。虽然MSC-51系列单片机入门比较容易,但新技术介绍比较少缺乏前沿性,应将应用广泛的液晶显示、触摸屏、紅外线遥控等高新技术纳入单片机教学内容,适当引入这些单片机的新技术到课堂教学中是很有必要的。
二、教学改革的几个方面
单片机课程教学改革是以学生为主体,搭建相应的教学平台,目的是提高学生的学习兴趣,注重学生实践、动手和创新能力的培养。
(一)选取合适的教学内容
单片机课程教学内容紧跟单片机高新技术的发展潮流,学生才能更多地接触业界的最新技术。本课程在内容上主要有12个章节:单片机基础知识、单片机C语言程序设计基础、I/0口操作、定时/计数器操作、中断系统、串行通信接口、单片机系统扩展、单片机接口、电机控制液晶显示控制、I2C总线接口、单总线与SPI总线技术。教师根据教材重新整合教学内容,修订课程标准,编写教学计划,精选教学案例,例如手机控制LED、花样流水灯、动态数码管显示、单片机与PC机的串行通信、设计简易数字电压表(ADC0808)、红外遥控调速、显示万年历、测温系统(DS18B20)、12864汉显、DS1302时钟(LCD1602显示)等。教学过程中减少存储器扩展、普通I/0扩展等内容,增大Proteus、Keil软件联合调试运行案例的覆盖面,提升单片机实训室试验箱和单片机开发板的使用频率,增加面包板搭建电路的次数,增强学生对单片机的认识程度,增多学生动手实践机会。
(二)理实一体化教学
课堂教学时单片机课程都采用B类理实一体化教学模式。教师在第一次授课时就建立了班级QQ群,课前发布教学案例,学生利用课余时间扫二维码来学习相关知识点,上课时教师在课堂利用多媒体课件讲解相关单片机基础知识。学生实验实训以教学案例为对象,在单片机实训室学生用Proteus 仿真软件绘制案例的电路图,再用Keil uVision4软件生成十六进制的HEX文件,然后对仿真电路和程序进行联合调试运行,达成预期的效果。教师对学生操作过程中出现的难点问题进行单独辅导,对普遍性问题,,授课教师集中解答。在仿真成功的基础上,要求学生修改电路和程序,利用proteus和Keil 软件进行与单片机相关的虚拟仿真实验开发,努力培养学生的创新能力。最后学生在理解程序的前提下完成程序修改,学生动手在单片机实训室DICE-5212K单片机试验箱上完成硬件电路的接线,结合Keil 软件,下载程序完成实训。理实一体化教学主要完成演示性、验证性、和初步综合性实验项目等基础性单片机实验实训,促进学生认识单片机,为学生进行创新设计打下基础。
(三)拓展实践能力
1.引入“互联网+”口袋实验室
“互联网+”与口袋实验室相结合的实践,使学生能随时随地学习单片机理论知识,可以进行大量实践训练,真正接触单片机的实物,深刻理解单片机的工作原理,感受单片机强大的实用性,从而促进对单片机的学习兴趣。单片机口袋实验室可以完成的实验项目非常丰富,例如学生可以宿舍里在装有STC89C52RC单片机芯片的开发板上,完成步进电机速度、转向和开停控制的硬件电路连接,首先拿6根杜邦线在开发板上一头接在单片机PO口的P0.0-P0.3和P3口P3.2、P3.3对应的排针上,另一头接对应的按钮K1 K2、K3、K4、K5、K6,用于步进电机的1档、2档、3档.4档调速和步进电机开关、转向,再拿4根杜邦线一头接单片机P1口P1.0-P1.3对应的排针上,再接驱动芯片四个输入端NIN_A、IN_B、IN_C、IN_D,最后再拿4根杜邦线一头接驱动芯片的四个输出端A+、A
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本文标题:高职院校单片机原理及应用课程教学改革的探讨与实
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