時(shí)間：2022-06-16 14:05:45
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
隨著單片機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展,單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛,特別是工業(yè)自動(dòng)化控制、通信、儀器儀表的智能化及我們?nèi)粘Ｉ钪械母鱾€(gè)領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。作為工科類專業(yè)的學(xué)生,怎樣學(xué)好《單片機(jī)原理》這門專業(yè)基礎(chǔ)課,作為教師,怎樣通過《單片機(jī)原理》課程的學(xué)習(xí)及《單片機(jī)課程設(shè)計(jì)》來培養(yǎng)在校大學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、敢于動(dòng)手、善于動(dòng)手和獨(dú)立自主解決實(shí)際問題的實(shí)踐能力,一直是教育工作者探索的課題。由于這門課程自身的特點(diǎn)和教學(xué)目標(biāo),實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)非常關(guān)鍵。在實(shí)際教學(xué)中,我們采用了《單片機(jī)課程設(shè)計(jì)》的教學(xué)模式, 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,并對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)改革,引導(dǎo)、鼓勵(lì)學(xué)生積極參加各類競賽,著力培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、科研能力及創(chuàng)新能力。
2、利用單片機(jī)課程特點(diǎn),為學(xué)生創(chuàng)建一個(gè)實(shí)踐與創(chuàng)新的學(xué)習(xí)平臺(tái)
“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程是一門技術(shù)性、應(yīng)用性極強(qiáng)的學(xué)科。歷年來的全國大學(xué)生競賽試題（電子類）都幾乎會(huì)汲及到單片機(jī)技術(shù)的靈活運(yùn)用。而實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)又是一個(gè)極為重要的環(huán)節(jié)。我們將實(shí)驗(yàn)課與課程設(shè)計(jì)有機(jī)地結(jié)合起來,首先做一定數(shù)量的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生充分掌握單片機(jī)的基本原理、指令系統(tǒng)、接口技術(shù),使其具備初步的單片機(jī)硬件設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)能力基礎(chǔ)上,才進(jìn)行綜合性實(shí)驗(yàn),在綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)做得得心應(yīng)手的時(shí)候,再進(jìn)行課程設(shè)計(jì)。單片機(jī)課程設(shè)計(jì)是一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié),它包括單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì),調(diào)試等實(shí)踐內(nèi)容。通過這些環(huán)節(jié)的實(shí)踐、教學(xué),可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,實(shí)現(xiàn)知識(shí)向能力的轉(zhuǎn)化。這樣,學(xué)生通過實(shí)踐、實(shí)戰(zhàn),一步步深入,當(dāng)學(xué)生們將每個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容完成、理解、吃透后,就會(huì)有能力提升到一個(gè)新的高度：獨(dú)立、高效、有創(chuàng)造性地去開發(fā)新的項(xiàng)目。這樣,就能很好地、充分地利用實(shí)驗(yàn)課及課程設(shè)計(jì)為學(xué)生構(gòu)造一個(gè)實(shí)踐與創(chuàng)新的學(xué)習(xí)平臺(tái)（如圖1）。同時(shí)又為他們將來參加各類競賽做了很好的鋪墊。
3、對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)改革,提高開發(fā)效率,培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、適應(yīng)能力強(qiáng)、實(shí)踐能力強(qiáng)的高素質(zhì)人才
3.1 改用C語言作為開發(fā)單片機(jī)的主流語言
以前,我們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)主要是以匯編語言為主。因?yàn)閰R編語言能直接操作計(jì)算機(jī)的硬件,學(xué)習(xí)匯編語言能幫助我們?nèi)チ私鈫纹瑱C(jī)的硬件構(gòu)造,當(dāng)然同學(xué)們必須掌握匯編語言的基本方法。但采用匯編語言編寫單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)程序所花的時(shí)間長,且調(diào)試及排除錯(cuò)誤亦比較困難。為提高編制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和應(yīng)用程序的效率,適應(yīng)社會(huì)競爭的需要,改善程序的可讀性和可移植性,我們在要求學(xué)生了解匯編語言的基礎(chǔ)上改用了高級(jí)語言編程,用C語言作為開發(fā)單片機(jī)的主流語言。要求學(xué)生用C語言來編寫目標(biāo)系統(tǒng)軟件,這樣就會(huì)縮短開發(fā)周期,增加軟件的可讀性,便于改進(jìn)和擴(kuò)充,同時(shí),亦方便學(xué)生將C語言編寫的程序很容易在不同類型的計(jì)算機(jī)之間移植。
3.2 采用Keil C51 Windows集成開發(fā)軟件及51MCU DEMO試驗(yàn)板作開發(fā)平臺(tái)
我們采用了Keil C51 Windows集成開發(fā)軟件及51MCU DEMO試驗(yàn)板作學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)技術(shù)的開發(fā)平臺(tái)。Keil C51是德國Keil公司開發(fā)的基于Windows平臺(tái)的單片機(jī)集成開發(fā)環(huán)境,可以講是目前世界上最優(yōu)秀、最強(qiáng)大的51單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用平臺(tái)之一。它包含一個(gè)高效的編譯器、一個(gè)項(xiàng)目管理器和一個(gè)MAKE工具。它集編輯、編譯、仿真于一體,支持匯編、PL/M語言和C語言的程序設(shè)計(jì),界面友好,易學(xué)、易用。特別是,它內(nèi)嵌的仿真調(diào)試軟件可以讓學(xué)生采用模擬仿真和實(shí)時(shí)在線仿真兩種方式對目標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā),而且學(xué)生在軟件仿真時(shí),不但可以隨時(shí)模擬單片機(jī)的I/O口、定時(shí)器、中斷之外,甚至還可以仿真單片機(jī)的串行通信。而51MCU DEMO試驗(yàn)板功能強(qiáng)大、用途廣泛,它集與PC機(jī)通信的電平轉(zhuǎn)換電路驅(qū)動(dòng)字符液晶及點(diǎn)陣圖形液晶接口、行列式鍵盤、音響實(shí)驗(yàn)電路、中斷實(shí)驗(yàn)電路、I2C總線、DIP開關(guān)、程序的ISP在線下載接口等于一體的51單片機(jī)開發(fā)板。學(xué)生除了能在其上進(jìn)行一般的驗(yàn)證性、綜合性實(shí)驗(yàn)外,還可以學(xué)習(xí)開發(fā)、設(shè)計(jì)較高級(jí)的智能化、應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如：單片機(jī)與PC機(jī)的遠(yuǎn)程交互通信、單片機(jī)在線編程控制等。
3.3 開好（重視）綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),強(qiáng)調(diào)學(xué)生自己動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)的全過程
在確立了開發(fā)語言及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建好后,強(qiáng)調(diào)學(xué)生必須認(rèn)真對待每一個(gè)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。在選題時(shí)要求學(xué)生結(jié)合理論課及平時(shí)的資料收集,自己確定題目。自己分析、設(shè)計(jì)、自己動(dòng)手編程、調(diào)試安裝,并最后完成一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。強(qiáng)調(diào)學(xué)生自己動(dòng)手的目的是使學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中,通過查閱資料、確定方案、軟硬件設(shè)計(jì)及調(diào)試和撰寫設(shè)計(jì)說明書等,從而對單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程得到一次全面的實(shí)踐訓(xùn)練,從而使學(xué)生獲得單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的基本知識(shí)和基本技能,進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生的動(dòng)手能力和應(yīng)用能力的培養(yǎng),為以后參加種類比賽及將來去設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)打下良好基礎(chǔ)。
4、課程設(shè)計(jì)典型案例分析
4.1 課程設(shè)計(jì)目的
單片機(jī)技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程,要求通過理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),使學(xué)生能在理論的指導(dǎo)下,主要依靠實(shí)踐活動(dòng),設(shè)計(jì)出一個(gè)小型單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。課程設(shè)計(jì)目的是使學(xué)生增進(jìn)對單片機(jī)的感性認(rèn)識(shí),加深對單片機(jī)理論方面的理解,掌握單片機(jī)內(nèi)部功能模塊的應(yīng)用,如：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷、片內(nèi)外存貯器、I/O口等,熟悉單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)過程、方法及實(shí)現(xiàn),為以后設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)打下良好基礎(chǔ)。同時(shí),樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng),培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。學(xué)生通過單片機(jī)軟硬件設(shè)計(jì)、調(diào)試、整理資料等環(huán)節(jié),初步掌握工程設(shè)計(jì)方法和組織實(shí)踐的基本技能,逐步熟悉開展科學(xué)實(shí)踐的程序和方法。
4.2 課程設(shè)計(jì)要求
要求學(xué)生獨(dú)立完成課題設(shè)計(jì),掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法；完成系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)及調(diào)試工作；在課程設(shè)計(jì)中要注重培養(yǎng)工程質(zhì)量意識(shí),并寫出課程設(shè)計(jì)報(bào)告；通過查閱手冊和有關(guān)文獻(xiàn)資料培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決實(shí)際問題的能力；通過實(shí)際電路方案的分析比較、器件的選取、安裝、調(diào)試等環(huán)節(jié),掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的分析方法和工程設(shè)計(jì)方法；掌握常用儀器設(shè)備實(shí)驗(yàn)仿真開發(fā)系統(tǒng)的使用方法,學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)調(diào)試,提高動(dòng)手能力；綜合應(yīng)用課程中學(xué)到的理論知識(shí)去獨(dú)立完成一個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)；培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
4.3 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)總學(xué)時(shí)安排
單片機(jī)課程設(shè)計(jì)總學(xué)時(shí)為18學(xué)時(shí),安排學(xué)生每天用2學(xué)時(shí)進(jìn)行課程設(shè)計(jì),具體安排見（表1）同時(shí)還安排專門的老師作指導(dǎo)。包括對學(xué)生所選課題的深入分析,對實(shí)施方案的探討,對學(xué)生所擬定的總體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行認(rèn)真研究、論證,以避免定稿后才發(fā)現(xiàn)方案上的疏忽,造成開發(fā)進(jìn)程的延誤。
4．4 課程設(shè)計(jì)實(shí)例
4. 4. 1 實(shí)驗(yàn)題目：單片機(jī)與PC機(jī)的通信實(shí)驗(yàn)
系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境： 采用MCS-51單片機(jī)軟件Kei C51及51MCU DEMO試驗(yàn)板作開發(fā)主平臺(tái)；采用C語言作為開發(fā)單片機(jī)的主流語言
實(shí)驗(yàn)所需器材：并口下載器、16×2字符液晶顯示模組、128×64點(diǎn)陣圖形液晶顯示模組、5V高穩(wěn)壓電源、一臺(tái)PC機(jī)
實(shí)現(xiàn)方法探討： PC機(jī)發(fā)送一個(gè)字符給單片機(jī),單片機(jī)收到后即在個(gè)位、十位數(shù)碼管上進(jìn)行顯示,同時(shí)將其回發(fā)給單片機(jī)。要求：單片機(jī)收到PC機(jī)發(fā)來的信號(hào)后用串口中斷方式處理,而單片機(jī)回發(fā)給PC機(jī)時(shí)用查詢方式。
4. 4. 2 MCS-51單片機(jī)軟件Kei C51的開發(fā)過程
1）開發(fā)的全過程的過程,請見圖2。
2）單片機(jī)C源程序清單
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar code SEG7[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
uchar code ACT[4]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7};
/*************************************************************/
uchar code as[]=" Receving Data:\0";
uchar a=0x30,b;
//****************************************************
void init(void)
{
TMOD=0x20;
TH1=0xfd;
TL1=0xfd;
SCON=0x50;
TR1=1;
ES=1;
EA=1;
}
//************************
void delay(uint k)
{
uint data i,j;
for(i=0;i
{
for(j=0;j
}
//**************************************
void main(void)
{ uchar i;
init();
while(1)
{
P0=SEG7[(a-0x30)/10];
P2=ACT[1];
delay(1);
P0=SEG7[(a-0x30)%10];
P2=ACT[0];
delay(1);
if(RI)
{
RI=0;i=0;
while(as[i]!='\0'){SBUF=as[i];while(!TI);TI=0;i++;}
SBUF=b;while(!TI);TI=0;
EA=1;
}
}
}
//*****************************************
void serial_serve(void) interrupt 4 ;
{
a=SBUF;
b=a;
EA=0;
}
5、引導(dǎo)、鼓勵(lì)學(xué)生積極參加各類競賽培養(yǎng)學(xué)生科研、創(chuàng)新能力
學(xué)生通過理論與實(shí)踐結(jié)合,通過單片機(jī)課程設(shè)計(jì)后,已經(jīng)掌握了一定的分析問題與解決實(shí)際問題的能力,在有了單片機(jī)課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)和掌握了技術(shù)知識(shí)及具有了實(shí)際操作能力的的基礎(chǔ)上,老師再去有的放矢地引導(dǎo)、鼓勵(lì)學(xué)生積極參加各類競賽、全國“跳戰(zhàn)杯”、廣東省的軟件大賽等,通過競賽努力去培養(yǎng)學(xué)生的科研能力與創(chuàng)新能力。為學(xué)生們畢業(yè)后找工作打下良好的基礎(chǔ)。實(shí)踐證明：《單片機(jī)課程設(shè)計(jì)》做得好,參加過各種類競賽、參加過學(xué)校學(xué)生科研立項(xiàng),廣東省大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)立項(xiàng)、做過大量項(xiàng)目的學(xué)生,畢業(yè)后都能找到好工作,都會(huì)受到用人單位的熱烈歡迎,都會(huì)成為單位的重要的技術(shù)人才。
6． 結(jié)論
通過“單片機(jī)課程設(shè)計(jì)”,使學(xué)生初步掌握了單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,并使學(xué)生得到了對項(xiàng)目開發(fā)及應(yīng)用方面的初步訓(xùn)練。懂得了如何去開發(fā)一個(gè)項(xiàng)目：從總體方案的初步設(shè)計(jì)、編程、軟件硬件調(diào)試、編寫設(shè)計(jì)報(bào)告、系統(tǒng)使用說明書,到系統(tǒng)功能的最終實(shí)現(xiàn)的全過程。真正做到理論聯(lián)系實(shí)際,提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和分析問題與解決問題的能力及創(chuàng)新能力,體現(xiàn)了由理論知識(shí)的學(xué)習(xí)到理論知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用的過渡過程。實(shí)踐證明,經(jīng)過這樣循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)學(xué)生的動(dòng)手能力、實(shí)踐能力及創(chuàng)新能力普遍得到極大地提高。
參考文獻(xiàn)：
［1］張志良.單片機(jī)原理與控制[M].北京：機(jī)電工業(yè)出版社,2002.
（吉林建筑大學(xué)，吉林 長春 130000）
【摘要】分析單片機(jī)課程設(shè)計(jì)在實(shí)踐教學(xué)中的重要性，設(shè)計(jì)一個(gè)目的明確、設(shè)計(jì)方案伸縮性強(qiáng)的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)題目。在所設(shè)計(jì)的題目中，給出實(shí)驗(yàn)原理、設(shè)計(jì)方案指導(dǎo)、教學(xué)模式強(qiáng)化等內(nèi)容。實(shí)踐表明，所設(shè)計(jì)的課程設(shè)計(jì)題目可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)等。
關(guān)鍵詞 單片機(jī)；課程設(shè)計(jì)；探索
0 引言
單片機(jī)技術(shù)是電子信息專業(yè)的學(xué)生必須掌握的基本技術(shù)。在重視實(shí)踐環(huán)節(jié)、強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的今天，設(shè)計(jì)出一個(gè)好的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)題目，對提高教學(xué)效果、培養(yǎng)學(xué)生興趣，在教學(xué)改革中具有一定的意義。好的課程設(shè)計(jì)題目，對培養(yǎng)應(yīng)用型人才，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析和解決問題的能力，樹立實(shí)踐觀念，提高學(xué)生綜合分析和創(chuàng)新能力具有重要意義。
單片機(jī)已經(jīng)由8位技術(shù)，提升到32位技術(shù)，乃至64位技術(shù)，生產(chǎn)單片機(jī)的廠家也由當(dāng)年Inter的一家獨(dú)大，到現(xiàn)在的百家爭鳴?，F(xiàn)在主要的單片機(jī)生產(chǎn)廠家有AVR、ST、Freescale、Microchip等，他們生產(chǎn)多應(yīng)用領(lǐng)域的單片機(jī)，更有ARM內(nèi)核的單片機(jī)，與之51內(nèi)核的8位單片機(jī)比較，運(yùn)算速度快、功能強(qiáng)大。同時(shí)，時(shí)代變遷，各個(gè)領(lǐng)域都可以用到單片機(jī)，如何選擇貼近生活而又全面反映單片機(jī)的功能應(yīng)用，是我們設(shè)計(jì)一個(gè)號(hào)的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)題目所要思考的。傳統(tǒng)單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室依據(jù)老師給的資料，完成部分設(shè)計(jì)，主要是把幾個(gè)較大的程序，改變幾個(gè)參數(shù)，觀察現(xiàn)象，學(xué)生無法知道程序如何書寫，更少有知道原理獨(dú)自寫出程序的學(xué)生。造成學(xué)生不知道單片機(jī)在實(shí)踐中是如何設(shè)計(jì)、如何編寫程序。為此，對課程設(shè)計(jì)從選題、設(shè)計(jì)軟件和硬件到調(diào)試出正確結(jié)果，都做了改革。設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)用性強(qiáng)的題目，既體現(xiàn)單片機(jī)課程自身特色，又很好培養(yǎng)學(xué)生對單片機(jī)的興趣，提高學(xué)生的應(yīng)用技能，收到良好的教學(xué)效果。
1 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)方案
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程的教學(xué)內(nèi)容以實(shí)用性和應(yīng)用技能培養(yǎng)為主線。教學(xué)中要理論與實(shí)踐相結(jié)合，并且要提高內(nèi)容的趣味性。教學(xué)中，單片機(jī)課程設(shè)計(jì)是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，單片機(jī)課程設(shè)計(jì)的效果對單片機(jī)學(xué)習(xí)效果具有決定性意義。
1.1 課程設(shè)計(jì)的目的
單片機(jī)課程設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)的目的在于培養(yǎng)學(xué)生熟練掌握單片機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計(jì)能力，培養(yǎng)優(yōu)秀的電子信息工程學(xué)科人才。具體地說，通過這一新的實(shí)踐教學(xué)的途徑，達(dá)到以下目標(biāo)：鞏固和掌握單片機(jī)技術(shù)的基本原理，在此基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力；培養(yǎng)、訓(xùn)練理工科學(xué)生的創(chuàng)新應(yīng)用能力，使學(xué)生通過這一實(shí)踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，能夠獨(dú)立的設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各項(xiàng)功能；著重從以下幾個(gè)方面培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力：單片機(jī)的應(yīng)用開發(fā)能力；軟硬件綜合應(yīng)用能力；單片機(jī)應(yīng)用中的故障判斷及排除能力；單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力；提高學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力。
1.2 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容
下面給出設(shè)計(jì)的參考題目，學(xué)生可以根據(jù)興趣進(jìn)行選擇題目，在兩周內(nèi)完成設(shè)計(jì)。脈搏血氧儀設(shè)計(jì)；無線傳感網(wǎng)絡(luò)的溫濕度采集及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
1.3 課程設(shè)計(jì)任務(wù)要求
針對題目要求進(jìn)行功能分析。首先對系統(tǒng)的原理進(jìn)行分析，對硬件電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，使用Altium Designer軟件繪圖，對單元電路使用Multisim軟件仿真。制作Pcb圖后焊接完成硬件的制作。其次根據(jù)系統(tǒng)功能要求設(shè)計(jì)軟件并調(diào)試。第三步是系統(tǒng)整體調(diào)試和脫機(jī)運(yùn)行，這是設(shè)計(jì)中最為困難和關(guān)鍵的一步。最后要求學(xué)生寫出系統(tǒng)的詳細(xì)說明和設(shè)計(jì)報(bào)告。
2 脈搏血氧儀設(shè)計(jì)實(shí)例
下面是以脈搏血氧儀的設(shè)計(jì)為實(shí)例，來說明設(shè)計(jì)的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)題目的要求、教學(xué)過程等。
2.1 脈搏血氧儀原理
無創(chuàng)脈搏血氧飽和度測量是以朗伯-比爾定律和血液中還原血紅蛋白(Hb)和氧合血紅蛋白(HbO2)對光的吸收特性不同為基礎(chǔ)的。通過兩種不同波長的紅光600～700nm和紅外光800～1000nm分別照射組織經(jīng)反射（或者透射）后再由光電接收器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。組織中的其他成分吸收光信號(hào)是恒定的，經(jīng)過光電接收器后得到直流分量DC，而動(dòng)脈血中的HbO2和Hb對光信號(hào)的吸收是隨著心跳作周期性變化，經(jīng)過光電接收器后得到交流分量AC，由于HbO2和Hb對同一種光線的吸收率各不相同，通過測量紅光和紅外光的光吸收比率便可以計(jì)算出兩種血紅蛋白含量的百分比。血氧飽和度的計(jì)算公式如下：
SpO2=A-BR+CR2
式中，A、B、C為定標(biāo)常數(shù)，可以由定標(biāo)實(shí)驗(yàn)得到，兩個(gè)波長的光吸收比率R為：
其中，Vredac為紅光的交流分量；Vreddc為紅光的直流分量；Viredac為紅外光的交流分量；Vireddc為紅外光的直流分量。
2.2 電路設(shè)計(jì)指導(dǎo)
系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體框圖如圖1所示，圖中給出了設(shè)計(jì)的指導(dǎo)性建議，并不是一定要按照這個(gè)框圖設(shè)計(jì)，可以根據(jù)學(xué)生自身的情況，適當(dāng)修改。單片機(jī)要求學(xué)生使用16位單片機(jī)或者32位單片機(jī)。
2.3 軟件設(shè)計(jì)指導(dǎo)
要求使用C語言或者C++語言來進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中，要使用模塊化思想進(jìn)行設(shè)計(jì)。脈搏的計(jì)算只依賴紅外光的光波信號(hào)，通過3個(gè)機(jī)器周期的采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)來計(jì)算脈搏。在所有采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)中，做一個(gè)類似模擬遲滯比較器。經(jīng)過遲滯比較器，脈搏信號(hào)變成了矩形波型號(hào)，近似測量相鄰兩個(gè)上升沿的時(shí)間，最后得出脈搏。如果把脈搏信號(hào)看成周期信號(hào)，測量上升沿的時(shí)間可以轉(zhuǎn)換為測量脈搏信號(hào)的頻率，由定時(shí)器周期查詢信號(hào)狀態(tài)并完成查詢次數(shù)計(jì)數(shù)，這樣可以方便完成脈搏測量。
2.4 教學(xué)模式
設(shè)計(jì)好一個(gè)單片機(jī)課程設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，老師要用怎樣的教學(xué)模式把相關(guān)的信息傳達(dá)給學(xué)生，至關(guān)重要。老師教學(xué)的模式，就是學(xué)生的學(xué)習(xí)模式，好的教學(xué)模式，才能培養(yǎng)出學(xué)生好的學(xué)習(xí)模式。教育家喬伊斯在《教學(xué)模式》一書中，介紹了很多教學(xué)模式，我們把三種教學(xué)模式綜合起來用于我們的課程設(shè)計(jì)教學(xué)中：信息加工型教學(xué)模式，構(gòu)建學(xué)習(xí)群體教學(xué)模式，個(gè)人型教學(xué)模式。信息加工型教學(xué)模式是向?qū)W生提供相應(yīng)的信息和概念，老師給學(xué)生布置任務(wù)、說明實(shí)驗(yàn)?zāi)康模v解實(shí)驗(yàn)原理，這是一個(gè)概念、理論傳達(dá)的教學(xué)過程；構(gòu)建學(xué)習(xí)群體教學(xué)模式，實(shí)際上就是一個(gè)團(tuán)體學(xué)習(xí)的模式，實(shí)驗(yàn)是三個(gè)人一組，大家可以一起討論，知識(shí)共享，火花一起碰撞，同時(shí)也是分工明確、各司其職；個(gè)人型教學(xué)模式，就是要發(fā)揮個(gè)人潛力，鼓勵(lì)獨(dú)立思維、自主創(chuàng)新，學(xué)生可以根據(jù)自己的知識(shí)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)，這時(shí)，可以有針對性的對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)。
3 結(jié)論
《單片機(jī)課程設(shè)計(jì)》是實(shí)踐環(huán)節(jié)課程，我們所選擇的題目，從2012年開設(shè)以來得到了學(xué)生的好評(píng)，取得了非常好的教學(xué)效果。用學(xué)生的話說：貼近生活的題目進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，把幾年所學(xué)數(shù)字電路，模擬電路，光電技術(shù)，傳感器技術(shù)等知識(shí)綜合起來，把所學(xué)的知識(shí)在實(shí)踐中應(yīng)用。在滿足了教學(xué)任務(wù)的同時(shí)，學(xué)到了更有競爭力的能力。
實(shí)踐證明，選擇合適的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)題目，有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、有效地掌握所學(xué)知識(shí)，有效的把理論學(xué)習(xí)過渡到實(shí)際應(yīng)用。開放式的課程設(shè)計(jì)題目，有利于增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，提高學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力。
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關(guān)鍵詞:單片機(jī);教學(xué)改革;應(yīng)用能力
中圖分類號(hào):G4
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1672-3198(2010)17-0261-01
0 引言
目前,單片機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)廣泛,在我們身邊的很多電子產(chǎn)品中均可以發(fā)現(xiàn)它的存在,而且隨著科技的進(jìn)步,這些應(yīng)用日新月異,創(chuàng)新性也變得越來越強(qiáng)。而單片機(jī)作為一門應(yīng)用性課程進(jìn)入我們的課堂,當(dāng)然也具有應(yīng)用性和實(shí)踐性的特點(diǎn)。可以說,教學(xué)中注重理論和實(shí)踐相結(jié)合是這門課程的重中之重,但是,在多年的教學(xué)過程中,這一點(diǎn)突出的還是不夠的,有的教師甚至還僅僅停留在一些基礎(chǔ)知識(shí)和基本原理的講解上,而對其應(yīng)用性視而不見,這就嚴(yán)重偏離了該課程的主干,我們在進(jìn)行單片機(jī)課程的教學(xué)中通過不斷改進(jìn)教學(xué)方法,以及加強(qiáng)學(xué)生課內(nèi)外的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛻?yīng)用能力,特別總結(jié)出以下教學(xué)方法來提高教學(xué)質(zhì)量。
1 教學(xué)內(nèi)容的改革
長期以來,在單片機(jī)教學(xué)中,該課程常常將一些基本原理及系統(tǒng)各部件作為重點(diǎn)來介紹,但是卻忽略了其系統(tǒng)性和整體性的重要作用。也就是說,很容易造成只見局部不見整體的不足,更重要的是這樣做還使得學(xué)生感覺枯燥無味,無法形成單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的清晰概念,甚至學(xué)習(xí)過后依然像沒開過該課程似的,不知單片機(jī)究竟是什么。為了克服這些不足的地方,我們認(rèn)為非常有必要對單片機(jī)課程的教學(xué)內(nèi)容做如下改革。
單片機(jī)的課程學(xué)習(xí)單從內(nèi)容上,可以分為兩大部分:
第一部分:單片機(jī)理論的學(xué)習(xí),內(nèi)容包括單片機(jī)的結(jié)構(gòu)、指令、工作方式、通訊模式等等。因?yàn)閷?shí)踐雖然重要,但是理論學(xué)習(xí)畢竟是基礎(chǔ),只是在學(xué)習(xí)理論的同時(shí)必須多講一些實(shí)例,而不能是光停留在學(xué)理論的基礎(chǔ)上。
第二部分:課程設(shè)計(jì),這也就是我們通常說的理論結(jié)合實(shí)踐,具體的做法是,選擇一些與生活貼近、學(xué)生感興趣、有一定的難易區(qū)分度的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目作為單片機(jī)課程設(shè)計(jì)的題目,從而使絕大部分學(xué)生得到鍛煉。這些煅練可以在課堂上,并且與教學(xué)同步,采用這樣的教學(xué)體系,可以使學(xué)生建立起單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的概念,由簡單的應(yīng)用到復(fù)雜的應(yīng)用,使學(xué)生的學(xué)習(xí)由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng),應(yīng)用單片機(jī)進(jìn)行開發(fā)的思路逐漸由模糊變得清晰,逐步掌握單片機(jī)開發(fā)技巧,以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立開發(fā)與應(yīng)用的能力。
2 教學(xué)方法的改革
我們始終認(rèn)為教學(xué)方法改革的重點(diǎn)有兩個(gè):首先需要打破以前教師完全講授理論知識(shí)的局面,加強(qiáng)互動(dòng)性和學(xué)生的積極性,從而增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力;其次是通過一些新的教學(xué)方法和手段增強(qiáng)學(xué)生的理解能力,真正做到讓學(xué)生在快樂中接受知識(shí),鞏固知識(shí)。
具體的做法是,在講解理論知識(shí)時(shí),以一個(gè)或幾個(gè)具體的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為例,例如設(shè)計(jì)一個(gè)流水燈,讓學(xué)生從項(xiàng)目的分析、設(shè)計(jì)、仿真調(diào)試和制作硬件的整個(gè)過程中學(xué)會(huì)應(yīng)用單片機(jī)。在這個(gè)教學(xué)過程中廣泛采用啟發(fā)式、討論式、自主式學(xué)習(xí)法等新方法,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,從而可以提高教學(xué)質(zhì)量。再例如在講授傳送指令時(shí),在單片機(jī)P1口上接八個(gè)發(fā)光二極管,我們先分析一下如何讓二極管亮滅,通過分析知道只要給P1口送高低電平就可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能,這里就用到數(shù)據(jù)傳送類指令,講解后要求學(xué)生編程控制發(fā)光二極管亮滅。當(dāng)學(xué)生完成后就會(huì)有一定的成就感,這樣學(xué)習(xí)的興趣也有了。整個(gè)授課過程都是依照這個(gè)思路,用到哪部分知識(shí)講哪部分的知識(shí)點(diǎn)。這樣當(dāng)項(xiàng)目完成時(shí),這門課的主要知識(shí)點(diǎn)也都講授了,同時(shí)學(xué)生也主動(dòng)地學(xué)完了單片機(jī)課程,而且掌握程度較好。
在課程設(shè)計(jì)完成過程中,由學(xué)生提出設(shè)計(jì)方案;教師組織學(xué)生對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行論證、比較,確定最后方案,并且通過引入Proteus等仿真軟件對電路進(jìn)行仿真,仿真通過進(jìn)行實(shí)際電路的安裝調(diào)試,最后撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。在課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)時(shí),教師以啟發(fā)引導(dǎo)為主,鼓勵(lì)學(xué)生相互討論,對實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題,給出解決問題的思路,不做具體解答和具體幫助,培養(yǎng)他們自學(xué)能力和獨(dú)立分析解決問題的能力,使所學(xué)的理論知識(shí)真正應(yīng)用到實(shí)踐中,在實(shí)踐中檢驗(yàn)理論的正確性。通過課程設(shè)計(jì),一方面有利于鞏固理論基礎(chǔ)知識(shí),縮短從理論知識(shí)到實(shí)際應(yīng)用的過程;另一方面也可以使學(xué)生產(chǎn)生一種成就感,有利于培養(yǎng)他們的學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)其創(chuàng)新意識(shí),提高其實(shí)際應(yīng)用能力。
3 考核方式的改革
通常來說,考核就是對教師教學(xué)效果的檢驗(yàn)和學(xué)生水平的測試,同時(shí)也是督促和激發(fā)學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)的原因和動(dòng)力。由于長期以來,教師和學(xué)生都習(xí)慣于以講授和死記硬背的辦法來教和學(xué)。所以考核的方式,經(jīng)常就是教師出一套試題讓學(xué)生去做,然后理所當(dāng)然地以卷面成績的高低來完全評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)能力高低,這樣做不僅不能較為全面地考核到學(xué)生學(xué)習(xí)能力,更是忽略了這門課的重點(diǎn)考核,也就是實(shí)踐、應(yīng)用以及創(chuàng)新的多項(xiàng)考核是重中之重。
因此,在教學(xué)內(nèi)容和方法得以改變的大前提下,這種傳統(tǒng)的考核方式必然不能適用應(yīng)用性較強(qiáng)的單片機(jī)課程。換句話說,對這門課的考核方式進(jìn)行改革具有必然性和緊迫性。
具體做法是:除了傳統(tǒng)的考勤、平時(shí)作業(yè)和期中期末考試的筆試外,我們著重加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐成績在平時(shí)成績中所占比重,而且這個(gè)比重我們認(rèn)為要占較大一部分,只要學(xué)生平時(shí)認(rèn)真參與和注重了這一能力,就要得到一定的成績,對動(dòng)手能力、應(yīng)用能力尤其感興趣甚至做得極好的學(xué)生可以得到該項(xiàng)的滿分。具體來說又體現(xiàn)在平時(shí)實(shí)踐練習(xí)、課堂實(shí)踐討論、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、課程設(shè)計(jì)、期終實(shí)踐技能測試等方面。總之,這種新的考核方式更注重實(shí)踐能力的培養(yǎng)。4 結(jié)束語
通過這幾年教學(xué)實(shí)踐,我們發(fā)現(xiàn)采用這種辦法不僅可以使學(xué)生建立起單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的概念,還可以加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性,許多教師和學(xué)生甚至都認(rèn)為這種項(xiàng)目實(shí)踐已經(jīng)等于或者相當(dāng)接近真正在企業(yè)里做項(xiàng)目,從這一點(diǎn)來看,增加學(xué)生的實(shí)踐訓(xùn)練顯然增加了他們在今后工作中的應(yīng)用能力和工作信心。
總之,無論從教學(xué)內(nèi)容上、方法上還是考核方式上,單片機(jī)課程改革的重點(diǎn)和方向都是為了適應(yīng)當(dāng)前發(fā)展極快的
單片機(jī)技術(shù),只是這種改革方式提高了對教師的要求,要求教師不僅要熟悉理論知識(shí),同時(shí)還需要具有相當(dāng)?shù)膶?shí)踐經(jīng)驗(yàn)和科研能力,不斷學(xué)習(xí)和了解新的技術(shù)應(yīng)用和創(chuàng)新是一個(gè)相當(dāng)必要的條件。
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關(guān)鍵詞：本科實(shí)踐教學(xué)；管理模式；開放實(shí)驗(yàn)室；創(chuàng)新
中圖分類號(hào)：G647 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）16-0048-02
一、引言
大多數(shù)高校是以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主的教學(xué)型院校，尤其是工科院校著重培養(yǎng)能適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求的應(yīng)用型技術(shù)人才。在這種大趨勢下，高校對學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng)是非常重視的，對學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、分析問題的能力和解決問題的能力提出了很高的要求。近年來，我校在對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和管理方面做了不少探索性的工作，現(xiàn)以我?！秵纹瑱C(jī)原理與應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)為例，介紹一下我院在提高實(shí)踐教學(xué)的效果以及實(shí)踐教學(xué)管理方面積累的一些經(jīng)驗(yàn)。
二、傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)教學(xué)管理模式中出現(xiàn)的一些問題
傳統(tǒng)的本科教育，過分于注重學(xué)生的理論考試分?jǐn)?shù)而輕視對學(xué)生創(chuàng)造能力的培養(yǎng)，造成教師和學(xué)生對實(shí)踐教學(xué)的輕視，實(shí)踐教學(xué)效果一直不甚理想。
1.實(shí)踐教學(xué)的課時(shí)不能保障。由于實(shí)行學(xué)分制以來，學(xué)生選修的課程越來越多，課程安排較滿，不再允許學(xué)生通過整周停課來進(jìn)行專門的課程設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)，這使得大多數(shù)學(xué)生沒有足夠的時(shí)間和精力對課程設(shè)計(jì)進(jìn)行前期準(zhǔn)備和后期的調(diào)試。
2.實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)場地受到限制。由于實(shí)驗(yàn)室場地緊張，每個(gè)實(shí)驗(yàn)室排課都很滿，沒有為實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)安排專門的實(shí)驗(yàn)場所，只能利用實(shí)驗(yàn)室沒課的時(shí)間進(jìn)行，時(shí)間上的連貫性得不到保障，學(xué)生不能專心的投入到設(shè)計(jì)中去，嚴(yán)重影響了實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。
3.指導(dǎo)教師和學(xué)生對實(shí)踐教學(xué)不夠重視。因?yàn)闆]有專門的課程實(shí)習(xí)場所和時(shí)間，同學(xué)們只能利用課余時(shí)間對設(shè)計(jì)題目進(jìn)行資料的收集整理并設(shè)計(jì)完成。又由于受儀器設(shè)備和場地所限，指導(dǎo)教師也沒法跟蹤指導(dǎo)，完成的設(shè)計(jì)質(zhì)量令人不甚滿意，有些同學(xué)的設(shè)計(jì)報(bào)告還存在抄襲現(xiàn)象。
三、單片機(jī)課程設(shè)計(jì)全過程的管理模式
單片機(jī)課程設(shè)計(jì)管理模式包括四個(gè)過程：①制定教學(xué)目標(biāo)及要求。單片機(jī)課程設(shè)計(jì)教學(xué)需要制定教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)要求、教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)時(shí)間安排。②管理活動(dòng)的全過程包括組織與職責(zé)，對設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)、設(shè)計(jì)器件、實(shí)驗(yàn)設(shè)備等資源的管理，組織實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)的完成。③實(shí)習(xí)的實(shí)施過程包括設(shè)計(jì)題目的選擇、設(shè)計(jì)的運(yùn)行、設(shè)計(jì)驗(yàn)收3個(gè)階段，這是實(shí)習(xí)管理中的重點(diǎn)。④持續(xù)改進(jìn)的過程，通過每一輪實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)完成后的總結(jié)、分析、評(píng)價(jià)，提出改進(jìn)的措施與方法，達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。
1.組織與職責(zé)。單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課程的順利開展，必須要有嚴(yán)密的組織保障和制度保障。教師既是實(shí)訓(xùn)課程的指導(dǎo)者，也是直接管理者，因此必須制訂詳細(xì)的指導(dǎo)教師授課計(jì)劃，然后提交實(shí)驗(yàn)中心主任批準(zhǔn)，最后中心主任安排具體的實(shí)驗(yàn)場所和協(xié)助教師指導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)員。
2.資源管理。①設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的組建。首先指導(dǎo)教師布置若干題目，學(xué)生自由選擇想要設(shè)計(jì)的題目，然后根據(jù)選題情況將學(xué)生分組，以4～5人一組為宜，鼓勵(lì)自由組合，并確定責(zé)任心強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)的學(xué)生作為團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人。②器件管理。根據(jù)選擇設(shè)計(jì)題目的人數(shù)購買相應(yīng)實(shí)驗(yàn)元器件與原材料的數(shù)量，由實(shí)驗(yàn)中心統(tǒng)一采購管理。同時(shí)，學(xué)校還應(yīng)要求各科研實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、教學(xué)實(shí)驗(yàn)室要積極配合，為學(xué)生提供項(xiàng)目所需場地、設(shè)備、設(shè)施等必要的訓(xùn)練條件。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中，指導(dǎo)教師或?qū)嶒?yàn)室管理教師，要監(jiān)督、記錄實(shí)驗(yàn)室設(shè)備儀器的使用狀況，保證實(shí)驗(yàn)設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量，避免因?qū)嶒?yàn)設(shè)備的錯(cuò)誤操作帶來的損失。
3.單片機(jī)課程設(shè)計(jì)的實(shí)施過程。課程設(shè)計(jì)的實(shí)施是實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵、核心環(huán)節(jié)，決定著實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)教學(xué)目標(biāo)是否能夠?qū)崿F(xiàn)。課程設(shè)計(jì)的實(shí)施過程包括選題、運(yùn)行和驗(yàn)收3個(gè)階段。這3個(gè)階段密切相關(guān)，哪一個(gè)階段出現(xiàn)問題，都將會(huì)影響到實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量。選題直接關(guān)系到設(shè)計(jì)研究的成敗，設(shè)計(jì)運(yùn)行是實(shí)踐教學(xué)管理的重點(diǎn)，設(shè)計(jì)結(jié)果的驗(yàn)收是對實(shí)習(xí)成果的檢驗(yàn)，也是評(píng)分的依據(jù)。①設(shè)計(jì)選題。結(jié)合單片機(jī)課堂理論教學(xué)的內(nèi)容，針對課程設(shè)計(jì)的目的，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，選擇符合教學(xué)、符合學(xué)生水平、符合實(shí)驗(yàn)室條件的幾個(gè)課題。題目既不能太難也不能太簡單，太難則會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒而失去信心，太簡單則達(dá)不到提高學(xué)生動(dòng)手能力和分析問題、解決問題的能力。同學(xué)們根據(jù)自己的能力和興趣愛好選擇設(shè)計(jì)題目，然后發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性，查閱文獻(xiàn)資料，發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題，最終完成設(shè)計(jì)選題。②設(shè)計(jì)運(yùn)行。在設(shè)計(jì)運(yùn)行過程中，要求學(xué)生在單片機(jī)課程結(jié)束前3周開始設(shè)計(jì)專項(xiàng)實(shí)訓(xùn)的準(zhǔn)備工作安排，一周調(diào)研選題，一周設(shè)計(jì)軟硬件，一周制作、焊接、調(diào)試電路板，完成設(shè)計(jì)作品。在課程設(shè)計(jì)過程中，教師積極對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，最大限度地調(diào)動(dòng)和發(fā)揮學(xué)生在設(shè)計(jì)中的主體作用。從實(shí)施方案的制訂、硬件電路的設(shè)計(jì)、PCB板的設(shè)計(jì)與制作、電路板的焊接、軟件編程與調(diào)試，到撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告，全程啟發(fā)學(xué)生自己尋找解決方法，訓(xùn)練學(xué)生遇到問題（提出問題）─尋找方法（分析問題）─解決問題的方法和技巧，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作的能力，使課程設(shè)計(jì)更具有實(shí)踐性和實(shí)用性。為了減少設(shè)備的損壞率和器件的消耗，要求先通過仿真軟件仿真，通過之后才能進(jìn)行PCB板的制作和電路的焊接工作。③設(shè)計(jì)驗(yàn)收。驗(yàn)收階段是全面評(píng)審課程設(shè)計(jì)預(yù)期目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)情況、成果的質(zhì)量，也是完善課程設(shè)計(jì)的最后階段。通過對課程設(shè)計(jì)驗(yàn)收的管理，不僅可以促使學(xué)生端正實(shí)習(xí)態(tài)度、認(rèn)真完成課程設(shè)計(jì)的任務(wù)，而且能幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，找到差距。
四、實(shí)驗(yàn)中心對開放實(shí)驗(yàn)室的管理模式
為了方便課程設(shè)計(jì)的順利開展，實(shí)驗(yàn)中心為學(xué)生們提供了專門的創(chuàng)新室和機(jī)房，但由于課程設(shè)計(jì)時(shí)間緊張，學(xué)生們多是利用課余時(shí)間進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室完成，這就要求實(shí)驗(yàn)室能夠全天開放，滿足不同時(shí)間段學(xué)生的使用需求。因此，智能化實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)就成為開放實(shí)驗(yàn)室必不可少的輔助工具。
1.儀器設(shè)備的管理和使用。學(xué)生登陸校園網(wǎng)，通過實(shí)驗(yàn)中心固定資產(chǎn)管理系統(tǒng)能夠顯示設(shè)備數(shù)量、當(dāng)前狀態(tài)（運(yùn)行、保養(yǎng)、維修、報(bào)廢）、所有預(yù)約或排隊(duì)情況，了解當(dāng)前儀器設(shè)備誰在使用，哪些時(shí)間段有空余，方便同學(xué)查看并預(yù)約。學(xué)生可以在網(wǎng)上提出使用請求，管理員審核通過后，按照申請者的申請時(shí)間順序和需求分配給申請者。對于簡單的儀器設(shè)備，提供視頻培訓(xùn)資料和說明書，對于復(fù)雜、貴重的大型儀器，由實(shí)驗(yàn)室管理人員提供專門的培訓(xùn)和指導(dǎo)。
2.實(shí)驗(yàn)室門禁的管理和考勤。實(shí)驗(yàn)室管理子系統(tǒng)是可以對學(xué)生的信息進(jìn)行注冊登記，學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之前，只需持校園卡靠近讀卡器，門禁系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別是否為合法用戶。如果是合法用戶，門禁系統(tǒng)允許用戶進(jìn)入，同時(shí)系統(tǒng)智能的判斷每張卡的使用期限，有效的進(jìn)出時(shí)間，且系統(tǒng)可以自動(dòng)分配座位號(hào)，接通座位電源。另外，系統(tǒng)還可以實(shí)時(shí)顯示實(shí)驗(yàn)室座位的分配情況，以及每個(gè)座位人員的詳細(xì)信息和進(jìn)行何種實(shí)驗(yàn)等相應(yīng)的信息。用戶離開實(shí)驗(yàn)室前必須劃卡注銷，系統(tǒng)自動(dòng)記錄其使用的時(shí)間，作為考勤依據(jù)。
3.學(xué)生成績考核的管理。實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)結(jié)束后，統(tǒng)計(jì)學(xué)生實(shí)習(xí)成績時(shí)，學(xué)生成績客戶端提交系統(tǒng)將統(tǒng)計(jì)出學(xué)生實(shí)習(xí)期間的考勤結(jié)果和實(shí)習(xí)報(bào)告的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，然后再結(jié)合教師提交的根據(jù)課程設(shè)計(jì)驗(yàn)收成果所得的成績提交給成績考核管理系統(tǒng)，系統(tǒng)再根據(jù)教師提供的權(quán)值分配情況給出學(xué)生的課程設(shè)計(jì)的最終成績。
五、結(jié)語
實(shí)踐教學(xué)管理工作是本科實(shí)踐教學(xué)的一個(gè)重要組成部分，也是培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的重要途徑。經(jīng)我校2011級(jí)、2012級(jí)電氣工程、自動(dòng)化兩個(gè)專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐表明，通過實(shí)踐教學(xué)管理模式的改革，學(xué)生對實(shí)踐教學(xué)的態(tài)度更加端正，熱情更加高漲，在后續(xù)進(jìn)行的畢業(yè)設(shè)計(jì)和參加各種競賽的時(shí)候，能夠擁有更多的自信，將理論與工程實(shí)踐更緊密的結(jié)合起來，不僅降低了設(shè)計(jì)成本，縮短了開發(fā)周期，提高了工作效率，而且擴(kuò)展了學(xué)生的思路，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生們一致反映教學(xué)效果很好。
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【關(guān)鍵詞】項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法 測控系統(tǒng) 課程設(shè)計(jì)
【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2015）11-0055-01
一、引言
測控系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)是自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，主要讓學(xué)生利用學(xué)習(xí)過的微型計(jì)算機(jī)原理、接口技術(shù)、傳感器、測量電路和控制電路等知識(shí)搭建一個(gè)滿足特定要求的測控系統(tǒng)[1]。原來的課程設(shè)計(jì)方式受限于實(shí)驗(yàn)硬件設(shè)備資源和電子元件的不足，僅進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，在大圖紙上畫出原理圖即達(dá)到設(shè)計(jì)要求。原來的課程設(shè)計(jì)選題往往只側(cè)重于測控系統(tǒng)一個(gè)方面或幾方面的知識(shí)點(diǎn)，如有的側(cè)重上位機(jī)程序設(shè)計(jì);有的側(cè)重采集系統(tǒng)設(shè)計(jì);有的側(cè)重控制系統(tǒng)設(shè)計(jì);有的側(cè)重單片機(jī)與鍵盤、顯示等硬件電路接口設(shè)計(jì)。學(xué)生難以了解該課程的整個(gè)體系，難以實(shí)現(xiàn)鞏固學(xué)生相關(guān)專業(yè)知識(shí)，提高學(xué)生理論應(yīng)用能力和培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)的教學(xué)目標(biāo)[2]。
二、課程設(shè)計(jì)要求和考核
測控系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)改革是采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法，選擇幾個(gè)可以將多個(gè)基礎(chǔ)課程聯(lián)系起來，有特定要求的測控系統(tǒng)作為工程項(xiàng)目，讓學(xué)生在工程項(xiàng)目實(shí)踐的情境中進(jìn)行設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和熱情，加深對基礎(chǔ)知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維，獲得實(shí)踐創(chuàng)新、綜合應(yīng)用的能力[3]。
1.課程設(shè)計(jì)基本要求
根據(jù)設(shè)計(jì)題目及要求，查閱有關(guān)資料，理解題目的背景和意義，了解所需設(shè)計(jì)的系統(tǒng)及特點(diǎn)等;根據(jù)深入分析，進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，選擇所需元器件類型，進(jìn)行電路原理設(shè)計(jì);根據(jù)系統(tǒng)功能進(jìn)行模塊劃分，進(jìn)行程序編寫，完成系統(tǒng)調(diào)試;撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。
2.課程設(shè)計(jì)考核
成品任務(wù)書、電路原理圖、軟件流程圖、系統(tǒng)仿真結(jié)果、設(shè)計(jì)說明書齊全后參加答辯;答辯表現(xiàn)、系統(tǒng)現(xiàn)場演示、成品的完善作為主要的成績考核依據(jù)。
三、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法在課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
本文選用多通道測控系統(tǒng)設(shè)計(jì)這一實(shí)例，介紹項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法在該課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。本例采用51單片機(jī)作為控制核心，搭配合理的電路，設(shè)計(jì)一款多通道測控系統(tǒng)，主要包括通道選擇、數(shù)據(jù)采集、模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理及控制、數(shù)模轉(zhuǎn)換、顯示和上位機(jī)通信等電路的設(shè)計(jì)。
通道選擇是通過八個(gè)按鍵構(gòu)建的獨(dú)立式鍵盤進(jìn)行。八路模擬信號(hào)是由滑動(dòng)變阻器分壓模擬產(chǎn)生，再經(jīng)過ADC0809進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換成的數(shù)字量進(jìn)入單片機(jī)AT89C51進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。處理后將數(shù)據(jù)送入數(shù)碼管或LCD中進(jìn)行顯示，顯示位數(shù)由數(shù)據(jù)范圍和精度確定。數(shù)據(jù)還通過MAX232芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換后，經(jīng)串行端口送入上位機(jī)進(jìn)行顯示。數(shù)據(jù)再通過DAC0832進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換得到的模擬量送入執(zhí)行器進(jìn)行控制。
軟件設(shè)計(jì)時(shí)首先進(jìn)行模塊劃分，畫各模塊流程圖，設(shè)計(jì)模塊程序;再進(jìn)行各模塊整合完成系統(tǒng)流程圖，設(shè)計(jì)系統(tǒng)程序。
在Keil軟件平臺(tái)中編寫程序，調(diào)試后編譯生成HEX文件，在Proteus仿真平臺(tái)下將該文件加載至單片機(jī)，點(diǎn)擊運(yùn)行，根據(jù)仿真結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)軟硬件調(diào)試，驗(yàn)證系統(tǒng)功能和課程設(shè)計(jì)成果。
四、結(jié)語
通過幾年的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐，學(xué)生不但能夠根據(jù)自己所學(xué)的知識(shí)，針對具體的任務(wù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)又能夠根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果，鞏固理論基礎(chǔ)。通過鍛煉，學(xué)生的項(xiàng)目分析、設(shè)計(jì)和創(chuàng)新的能力得到明顯提升。近5年來，在省市和國家各部門組織的大學(xué)生“飛思卡爾杯”智能車競賽、大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽、“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外科技作品大賽和機(jī)器人競賽等各種賽事中，本學(xué)院學(xué)生取得優(yōu)異的成績，獲國家級(jí)競賽獎(jiǎng)項(xiàng)10項(xiàng)，省級(jí)競賽獎(jiǎng)項(xiàng)20余項(xiàng)。在實(shí)踐教學(xué)過程中取得了較好的教學(xué)效果。
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關(guān)鍵詞：單片機(jī)；實(shí)驗(yàn)課教學(xué)；教學(xué)改革
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）15-0243-02
我校的校訓(xùn)是“動(dòng)手動(dòng)腦，全面發(fā)展”，說的就是在教學(xué)中我們要講究“知行合一”，即在“做中學(xué)、學(xué)中做”，用理論促進(jìn)實(shí)踐，通過實(shí)踐提高理論水平?！秵纹瑱C(jī)原理及應(yīng)用》這門課程除了要讓學(xué)生掌握較系統(tǒng)的理論知識(shí)之外，更重要的是培養(yǎng)他們對知識(shí)的理解和實(shí)際應(yīng)用能力，而這種應(yīng)用能力的培養(yǎng)，主要是通過單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課和其他一些實(shí)踐類課程如專業(yè)綜合設(shè)計(jì)、電子課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等來完成的，所以，單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)效果對掌握單片機(jī)的理論知識(shí)和應(yīng)用技能起著關(guān)鍵作用。要使學(xué)生學(xué)好這門課，必須調(diào)動(dòng)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，安排合適的教學(xué)內(nèi)容，給予學(xué)生充分實(shí)踐的機(jī)會(huì)，改進(jìn)該門課程的考核方式等。
一、目前單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中存在的問題
（一）學(xué)生重理論課、輕實(shí)驗(yàn)課，實(shí)驗(yàn)課程沒有很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
要學(xué)好單片機(jī)的相關(guān)知識(shí)，除了熟練掌握單片機(jī)的理論基礎(chǔ)，還要靠大量的實(shí)踐來理解和深化相關(guān)的理論知識(shí)，熟悉單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)，積累編程經(jīng)驗(yàn)。而部分學(xué)生在思想中，往往重視理論課程的學(xué)習(xí)，對實(shí)驗(yàn)課重視程度不夠。在上課過程中，通常有這樣的三類同學(xué)：（1）一部分同學(xué)能夠按照實(shí)驗(yàn)要求，認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)，對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容理解較深入。（2）一部分同學(xué)能夠完成實(shí)驗(yàn)，但一般是依賴?yán)蠋熖峁┑睦?，對?shí)驗(yàn)內(nèi)容仍一知半解。（3）還有一部分同學(xué)上課時(shí)對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不認(rèn)真鉆研，不愿意自己動(dòng)手練習(xí)，甚至有抄襲實(shí)驗(yàn)結(jié)果的現(xiàn)象，課堂利用率不高。在這三類同學(xué)中，第一類和第三類同學(xué)為數(shù)都不多，人數(shù)最多的應(yīng)該是第二類。
反思以上的課堂現(xiàn)象，雖然有學(xué)生自身的問題，但也說明實(shí)驗(yàn)課程沒有很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，還沒能有效激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
（二）教學(xué)內(nèi)容和方法需要改進(jìn)
單片機(jī)是一門實(shí)應(yīng)用性很強(qiáng)的專業(yè)課，單片機(jī)課程的實(shí)驗(yàn)應(yīng)使每位學(xué)生在應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)以及接口等方面都得到訓(xùn)練，實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容的安排也應(yīng)該緊緊圍繞理論授課的重點(diǎn)難點(diǎn)開展，內(nèi)容的設(shè)置從簡單到復(fù)雜，還可增加一些綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。但限于實(shí)驗(yàn)室條件，一般的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課都是使用現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)?zāi)K，實(shí)驗(yàn)課是簡單的硬件連線和軟件編程，很多時(shí)候?qū)W生還有實(shí)驗(yàn)例程可以參考，學(xué)生在單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)方面鍛煉機(jī)會(huì)有限，另一方面，教學(xué)內(nèi)容過多注重驗(yàn)證性，而忽視學(xué)生的能動(dòng)性，通常是在實(shí)驗(yàn)箱看一下結(jié)果，對現(xiàn)象背后的原因不去深入研究，實(shí)驗(yàn)以演示、驗(yàn)證項(xiàng)目為主，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也好幾年都沒有變化，不能根據(jù)學(xué)生的情況靈活設(shè)置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。課程結(jié)束后，學(xué)生雖然對單片機(jī)的基本原理及相關(guān)概念有所了解，但對這門課程至關(guān)重要的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與調(diào)試技術(shù)，很多學(xué)生并沒有掌握。
（三）考核方式有待改進(jìn)
實(shí)驗(yàn)課程的成績通常是依據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告情況而定，對學(xué)生的實(shí)際實(shí)踐能力衡量得不夠。實(shí)驗(yàn)課成績在整個(gè)“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程中所占比例也不算多，這也是導(dǎo)致學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)課程的原因之一。
二、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的改革舉措
（一）實(shí)驗(yàn)課要能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，進(jìn)而引起學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)的興趣
首先，要使學(xué)生在思想上重視單片機(jī)課程的學(xué)習(xí)。由于單片機(jī)具備較高的性價(jià)比、良好的穩(wěn)定性、體積小、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用范圍已涉及儀器儀表、過程控制、數(shù)據(jù)采集、信號(hào)處理、家用電器等各個(gè)領(lǐng)域。特別是在自動(dòng)控制領(lǐng)域，正逐漸成為現(xiàn)場測量及控制的首選器件之一。正是由于單片機(jī)在現(xiàn)代社會(huì)中應(yīng)用如此廣泛，所以我們必須要學(xué)好單片機(jī)，而要學(xué)好單片機(jī)，不經(jīng)過大量的實(shí)踐是不行的，在思想上要讓學(xué)生重視起單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課。
其次，在實(shí)驗(yàn)課的過程中，要增強(qiáng)學(xué)生的參與度。對于一些系統(tǒng)不是很復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，我們鼓勵(lì)學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。比如：對于單片機(jī)的并口實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)比較簡單，就是一個(gè)單片機(jī)的最小系統(tǒng)外加一些電阻、發(fā)光二極管和按鈕即可，成本不是很高，學(xué)習(xí)過電子基礎(chǔ)的學(xué)生大多能完成這樣的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，而拿著自己開發(fā)的實(shí)驗(yàn)板做單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生會(huì)更有興趣，學(xué)習(xí)的熱情也明顯提高。在教學(xué)過程中，不再給學(xué)生參考例程，鼓勵(lì)每個(gè)學(xué)生在上課之前查閱資料，設(shè)計(jì)程序流程圖，并編寫程序完成實(shí)驗(yàn)，如果遇到問題就多和老師和同學(xué)交流，共同解決問題。通過自己開發(fā)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，學(xué)生對單片機(jī)的硬件系統(tǒng)和接口關(guān)系有了更深層次的了解，通過自己編程，使學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力也有了很大提高，更重要的是，學(xué)生對學(xué)習(xí)單片機(jī)有了濃厚的興趣，以前課堂上的第一和第二類同學(xué)學(xué)習(xí)的效果都有明顯提高，第三類學(xué)生的人數(shù)也明顯減少。
（二）改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容
1.結(jié)合本校學(xué)生特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)室條件的實(shí)際來編寫單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課教材，教材的內(nèi)容配合理論教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容本身也可以前后關(guān)聯(lián)。單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課教材直接關(guān)乎教學(xué)質(zhì)量的好壞。教材不應(yīng)該是一成不變的，而是要根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)和對基礎(chǔ)知識(shí)的掌握情況靈活而定。對于基礎(chǔ)好一些的學(xué)生，可以讓他們在完成基本實(shí)驗(yàn)后再增加一些內(nèi)容，以加深對知識(shí)的理解，因此在教材中，要多設(shè)置一些思考問題。內(nèi)容上也要緊緊圍繞理論教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容，比如單片機(jī)的并口、定時(shí)器、中斷、接口擴(kuò)展電路等展開，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上循序漸進(jìn)，注重各個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容間的前后聯(lián)系。比如在并口實(shí)驗(yàn)中做了單片機(jī)通過并口控制流水燈的實(shí)驗(yàn)，那么在定時(shí)器實(shí)驗(yàn)中可以在并口實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增加對流水燈時(shí)間的控制，在中斷實(shí)驗(yàn)中可以在定時(shí)器實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增加按鈕中斷的控制，這樣學(xué)生在做后一個(gè)實(shí)驗(yàn)的同時(shí)復(fù)習(xí)了前一個(gè)實(shí)驗(yàn)的知識(shí)點(diǎn)，使學(xué)生能夠?qū)λ鶎W(xué)知識(shí)有一個(gè)比較系統(tǒng)的掌握。
2.減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比重，鼓勵(lì)自選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。我校是在大學(xué)三年級(jí)的第一學(xué)期開設(shè)“單片機(jī)原理及應(yīng)用”這門課程，以前所開設(shè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容基本上都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，而作為自動(dòng)化專業(yè)的大學(xué)高年級(jí)學(xué)生，他們已經(jīng)有了一定的專業(yè)基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ矚g做一些有創(chuàng)造性的工作，對驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)已無多大興趣，所以才會(huì)出現(xiàn)對實(shí)驗(yàn)課不感興趣，盲目應(yīng)付的問題。而通過增加一些綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，特別是一些自選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生可以尋找自己的興趣點(diǎn)，通過查閱大量文獻(xiàn)資料，對單片機(jī)發(fā)展的現(xiàn)狀、相關(guān)技術(shù)有一個(gè)更深的理解，可以更好地掌握單片機(jī)的知識(shí)。還可以在電子課程設(shè)計(jì)、專業(yè)綜合設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)中加入單片機(jī)設(shè)計(jì)的內(nèi)容，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性
3.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的不斷更新。單片機(jī)技術(shù)發(fā)展很快，并且很多時(shí)候都和其他熱門技術(shù)相結(jié)合，如：智能控制技術(shù)、人機(jī)接口技術(shù)、傳感器技術(shù)等，為此我們的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也要適時(shí)地介紹這些技術(shù)，這樣培養(yǎng)的學(xué)生才能適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的需要，在開闊學(xué)生知識(shí)面的同時(shí)，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。
（三）考核方式的改進(jìn)
為了調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，實(shí)驗(yàn)課程的考核方式也要做一些調(diào)整。實(shí)驗(yàn)課程的最終成績要根據(jù)學(xué)生的平時(shí)上課表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)際動(dòng)手操作能力按一定比例綜合評(píng)定，并且最后一項(xiàng)要占主要比例。實(shí)際操作能力可以通過給定題目的上機(jī)考核來完成，同時(shí)加大實(shí)驗(yàn)課成績在整個(gè)《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程中所占比例，使最終成績盡量反映出學(xué)生的實(shí)際能力。
（四）完善實(shí)驗(yàn)室的管理
根據(jù)學(xué)校實(shí)際，可以設(shè)立開放實(shí)驗(yàn)室，增加課后對學(xué)生開放的時(shí)間，給予學(xué)生更多動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)。另一方面，學(xué)校也應(yīng)當(dāng)加大對實(shí)驗(yàn)室的資金投入，購買先進(jìn)的儀器設(shè)備，滿足實(shí)驗(yàn)課教學(xué)基本需要和教學(xué)內(nèi)容的不斷更新。
三、結(jié)語
以上是作者對單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革的幾點(diǎn)思考，可能并不全面，對于單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)改革，我們還要繼續(xù)努力，在教學(xué)過程中繼續(xù)堅(jiān)持“知行合一”的教學(xué)理念，使學(xué)生的理論水平和實(shí)踐能力得到全面發(fā)展。
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（一）教材選取不合適，不便學(xué)生自學(xué)
由于三本院校特殊的辦學(xué)體制，大部分教師和教學(xué)管理人員來自一本、二本院校。教師在確定主講教材時(shí)，往往依照個(gè)人喜好，駕輕就熟，選擇自己曾在一本、二本院校使用過的、內(nèi)容熟悉的教材，這使三本學(xué)生在課上跟不上教師，而課后自學(xué)中又會(huì)遇到理解上的困難，對重點(diǎn)把握不準(zhǔn)確，對難點(diǎn)理解不透徹，久而久之，學(xué)生根本就不想聽，厭學(xué)情緒隨之產(chǎn)生。
（二）教學(xué)內(nèi)容過多，課堂信息量過大
選取合適的教學(xué)內(nèi)容既是教學(xué)活動(dòng)本身的一項(xiàng)重要任務(wù)，也是迫于課時(shí)減少、學(xué)生基礎(chǔ)薄弱的現(xiàn)實(shí)需要。隨著素質(zhì)教育的推進(jìn)，很多三本院校為了增加人文修養(yǎng)、藝術(shù)欣賞、競技體育、社會(huì)公益等方面的學(xué)習(xí)時(shí)間，壓縮了專業(yè)課的課時(shí)。教師在面對學(xué)生基礎(chǔ)薄弱、課時(shí)減少這兩難問題時(shí)，精選教學(xué)內(nèi)容，控制課堂信息量，制訂出適合學(xué)生的教學(xué)計(jì)劃就顯得相當(dāng)重要了。
（三）理論與實(shí)驗(yàn)分離，教學(xué)效果不高
傳統(tǒng)的單片機(jī)原理與應(yīng)用教學(xué)方法是先講基本理論、基本原理，然后開展實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)等，在教室進(jìn)行理論、原理教學(xué)，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。這種教學(xué)模式將理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)從時(shí)間和空間上分隔，并分別由不同的教師指導(dǎo)。教學(xué)中理論與實(shí)驗(yàn)無法較好地聯(lián)系起來，實(shí)驗(yàn)無法直接、直觀地促進(jìn)學(xué)生對理論知識(shí)、基本原理的理解，理論知識(shí)也無法高效地指導(dǎo)學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)，影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，降低了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
（四）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容固定，學(xué)生發(fā)揮空間小
長期以來，單片機(jī)原理與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)內(nèi)容固定，且多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。對于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，絕大多數(shù)高校都采用實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)箱上模塊固化，實(shí)驗(yàn)中學(xué)生只需編程、編譯、下載，拔插幾根導(dǎo)線，就可以觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在教師的演示下，學(xué)生很容易掌握整個(gè)操作流程，甚至不需要對實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行過多的思考，就可以得出預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。同時(shí)，由于實(shí)驗(yàn)箱硬件固定、程序雷同，實(shí)驗(yàn)報(bào)告相互抄襲嚴(yán)重。如此一來，時(shí)間花了，實(shí)驗(yàn)也做了，但留給學(xué)生發(fā)揮的空間小，學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力難見長進(jìn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)未能很好地培養(yǎng)學(xué)生的單片機(jī)應(yīng)用技能。（五）教學(xué)方法老套，無法適應(yīng)三本院校學(xué)生個(gè)性特點(diǎn)由于三本院校屬于民辦院校，教師待遇不如公辦院校，教師流動(dòng)性較大，教師年齡出現(xiàn)兩極化。年長教師的教學(xué)方法老套，中規(guī)中矩，與90后的大學(xué)生的個(gè)性特點(diǎn)不完全吻合，教學(xué)效果欠佳。而年輕教師，由于缺少系統(tǒng)的教育理論培訓(xùn)，教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不足，對課程中的重點(diǎn)把握不準(zhǔn)確，對難點(diǎn)講解不清晰、不透徹。這樣一來，教師的講解不能幫助學(xué)生理解，無法提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，讓學(xué)生覺得聽和不聽一個(gè)樣，并逐漸導(dǎo)致學(xué)生厭聽、厭學(xué)、上課玩手機(jī)、打瞌睡等不良后果。
二、教學(xué)探討
（一）精選主講教材，讓學(xué)生多一位老師
教材的選取不僅要便于教學(xué)，更重要的是要便于學(xué)生自學(xué)。這一點(diǎn)非常重要，但常常被忽視。對于大部分學(xué)生來說，課堂學(xué)習(xí)還不能完全將重點(diǎn)知識(shí)透徹理解，必須借助于課后的自學(xué)，這一點(diǎn)，三本院校的學(xué)生尤其突出，所以推薦一本便于學(xué)生自學(xué)的教材是相當(dāng)重要的。
（二）甄選教學(xué)內(nèi)容，高效利用課時(shí)安排
甄選教學(xué)內(nèi)容是教師備課活動(dòng)的重要組成部分，是壓縮學(xué)時(shí)情況下仍能提高教學(xué)效果的前提條件。在教學(xué)內(nèi)容的選取上，必須考慮以下幾個(gè)原則：第一，基礎(chǔ)性，即本專業(yè)、本課程中最基本的、最重要的內(nèi)容不能舍。第二，完備性，即選取教學(xué)內(nèi)容時(shí)，要通覽人才培養(yǎng)方案，把握前導(dǎo)課程和后續(xù)課程的內(nèi)在聯(lián)系，注重基本專業(yè)理論的完備性，那些對后續(xù)專業(yè)技術(shù)學(xué)習(xí)有重要支撐的內(nèi)容不能舍。第三，時(shí)代性，即與時(shí)下工程技術(shù)應(yīng)用聯(lián)系緊密的內(nèi)容屬于必須學(xué)習(xí)的內(nèi)容，該部分內(nèi)容既能幫助學(xué)生更加透徹地理解所學(xué)的理論，又有助于消除學(xué)生心目中“理論無用”的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。
（三）增加演示實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
在單片機(jī)原理與應(yīng)用教學(xué)過程中，教師可開展課堂演示實(shí)驗(yàn)。演示作品可教師親自制作，也可以選用高年級(jí)學(xué)生的課程設(shè)計(jì)作品，或者高年級(jí)學(xué)生參加電子設(shè)計(jì)大賽的獲獎(jiǎng)作品等等。課堂上通過演示實(shí)驗(yàn)、播放視頻及圖片資料加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的直觀感。另外，通過高年級(jí)學(xué)生獲獎(jiǎng)作品，實(shí)例證明單片機(jī)不僅有用，而且易學(xué)，幫助學(xué)生克服學(xué)習(xí)上的畏難情緒。
（四）建立開放性實(shí)驗(yàn)室，給學(xué)生更多探索的機(jī)會(huì)
實(shí)踐教學(xué)是單片機(jī)原理與應(yīng)用教學(xué)的重要組成部分，對培養(yǎng)學(xué)生的單片機(jī)應(yīng)用技能、動(dòng)手能力等起著關(guān)鍵作用。在課程教學(xué)中，可以通過強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)、完善實(shí)踐教學(xué)體系、創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)方式等來實(shí)現(xiàn)對實(shí)踐教學(xué)的優(yōu)化。增加實(shí)踐教學(xué)的學(xué)時(shí)、學(xué)分，著力抓好單片機(jī)原理與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)，適當(dāng)增加畢業(yè)設(shè)計(jì)中單片機(jī)相關(guān)題目的數(shù)量，實(shí)行真題真做。建立開放性實(shí)驗(yàn)室，讓想鉆研的學(xué)生有機(jī)會(huì)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。配備優(yōu)秀師資，提供大量器材，鼓勵(lì)學(xué)生制作自己的單片機(jī)系統(tǒng)。
（五）工學(xué)結(jié)合，滿足學(xué)生創(chuàng)新欲望，增加學(xué)生成就感
在單片機(jī)原理與應(yīng)用教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)充分利用校內(nèi)、外不同的教育環(huán)境和教學(xué)資源，根據(jù)企業(yè)對單片機(jī)應(yīng)用人才的需求狀況和基本要求，把課堂教學(xué)和實(shí)際工作有機(jī)結(jié)合，使學(xué)生所學(xué)能滿足企業(yè)所求。開展深度校企合作，形成多元的教學(xué)方式，滿足學(xué)生的個(gè)性化需求，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情，促進(jìn)卓越人才脫穎而出。采用工學(xué)結(jié)合、校企合作的培養(yǎng)方式，能讓學(xué)生更快、更直接地將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于企業(yè)生產(chǎn)，既促進(jìn)了學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，又增加了學(xué)生的成就感，改變了“學(xué)與不學(xué)一個(gè)樣”的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到“知識(shí)就是力量”。
三、總結(jié)
實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是高等院校工科類專業(yè)中的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，直接影響到工科學(xué)生未來的就業(yè)及后繼的研究生階段學(xué)習(xí)。雖然工科專業(yè)中不同的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)具有各自的特點(diǎn)，但都是必要環(huán)節(jié)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電子技術(shù)迅速地發(fā)展并廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，幾乎滲透到國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門，電子技術(shù)已經(jīng)成為決定各學(xué)科裝備質(zhì)量、性能、運(yùn)行穩(wěn)定性的重要因素。電子信息發(fā)展日新月異，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，工科大學(xué)生掌握的知識(shí)和具備的能力必須跟上時(shí)展的步伐，必須增強(qiáng)工科專業(yè)學(xué)生的電子技術(shù)創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)。非電類專業(yè)電子技術(shù)、電工與電子技術(shù)實(shí)習(xí)與后續(xù)專業(yè)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)存在脫節(jié)現(xiàn)象。電工電子技術(shù)實(shí)習(xí)課的教學(xué)內(nèi)容以基礎(chǔ)性和驗(yàn)證性為主，缺乏設(shè)計(jì)性和綜合性，同時(shí)，專業(yè)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)對學(xué)生的電子技術(shù)綜合實(shí)踐能力要求較高，教學(xué)內(nèi)容跨度大，存在銜接不上的問題。這就需要在課程之間架設(shè)工科專業(yè)學(xué)時(shí)能夠選修的電子技術(shù)創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)課程，盡量實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)過渡。在多數(shù)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中包括電工電子實(shí)習(xí)，總體上還是以傳統(tǒng)的教師教，學(xué)生學(xué)的方式為主，學(xué)生缺少個(gè)性發(fā)揮的空間，在教學(xué)過程中，難以持續(xù)有效的調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和激發(fā)他們主動(dòng)參與教學(xué)過程。傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)導(dǎo)致學(xué)生不會(huì)運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，不會(huì)利用圖書館、互聯(lián)網(wǎng)等手段收集資料，并有選擇地將其應(yīng)用到項(xiàng)目設(shè)計(jì)中。這對實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)效果產(chǎn)生不利影響。CDIO教育模式是當(dāng)前國際工程教育最新發(fā)展方式，旨在創(chuàng)新教育模式下培養(yǎng)下一代優(yōu)秀的工程師。這是一種將理論和實(shí)踐有機(jī)聯(lián)系的工程教育方式。CDIO強(qiáng)調(diào)扎實(shí)的基礎(chǔ)和完成項(xiàng)目的綜合能力，將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面，要求以綜合的培養(yǎng)方式使學(xué)生在這四個(gè)層面達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。
1基于CDIO的電子技術(shù)創(chuàng)新實(shí)踐
針對電子技術(shù)實(shí)習(xí)與后續(xù)專業(yè)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)存在脫節(jié)現(xiàn)象，我校為了增強(qiáng)工科專業(yè)學(xué)生的電子技術(shù)創(chuàng)新實(shí)踐能力，從2013年上半年開始開設(shè)電子技術(shù)創(chuàng)新實(shí)踐課程，該課程基于CDIO教學(xué)理念，理論聯(lián)系實(shí)際，以實(shí)踐為主，以“創(chuàng)”為主導(dǎo)思想，主要是從新穎、實(shí)用的角度出發(fā)，介紹電子制作的基本方法，各種單元電路的設(shè)計(jì)制作，單片機(jī)的編程與實(shí)踐以及基于單片機(jī)的電子產(chǎn)品制作，并在教學(xué)中不斷與時(shí)俱進(jìn)。
1．1電子技術(shù)創(chuàng)新實(shí)踐課程
電子技術(shù)創(chuàng)新實(shí)踐是一門以單片機(jī)為主進(jìn)行電子創(chuàng)新制作與實(shí)踐的課程，單片機(jī)主要采用PSoC(ProgrammableSystemonChip)芯片(賽普拉斯(Cypress)半導(dǎo)體公司捐贈(zèng))。通過電子創(chuàng)新制作與實(shí)踐加深同學(xué)對電子技術(shù)應(yīng)用的能力，鞏固了電子技術(shù)理論課堂學(xué)習(xí)的理論知識(shí)，使工科學(xué)生對專業(yè)基礎(chǔ)理論有更深入的實(shí)踐認(rèn)識(shí)。通過本課程，使學(xué)生了解現(xiàn)代電子制作的基本方法，通過項(xiàng)目任務(wù)掌握電子單元電路的設(shè)計(jì)制作與調(diào)試，單片機(jī)的編程與軟硬件調(diào)試等方面的知識(shí)。通過項(xiàng)目任務(wù)激發(fā)學(xué)生的興趣，提高學(xué)生的獨(dú)立操作、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。教學(xué)過程中做到因材施教，對于能力較強(qiáng)的學(xué)生團(tuán)隊(duì)，選擇難度較高的的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，另外，學(xué)生的設(shè)計(jì)項(xiàng)目也可以自己命題。通過電子技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目實(shí)踐有助于拓寬學(xué)生的電子技術(shù)實(shí)踐背景，為專業(yè)課、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)以及創(chuàng)新項(xiàng)目的實(shí)踐環(huán)節(jié)打下鋪墊。該課程有效銜接電工電子實(shí)習(xí)，是電子技術(shù)應(yīng)用的一門特色實(shí)踐課程。
1．2課程開設(shè)
本課程采取實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場理論和實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的方式，既包括理論知識(shí)的學(xué)習(xí)也包括動(dòng)手實(shí)踐。理論知識(shí)的學(xué)習(xí)主要是概述單片機(jī)原理、模擬電路、數(shù)字電路等內(nèi)容。然后是以學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和動(dòng)手實(shí)踐為主的創(chuàng)新實(shí)踐，設(shè)置的任務(wù)根據(jù)學(xué)生已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系及自身動(dòng)手能力、意愿來選題，項(xiàng)目任務(wù)難易適中，任務(wù)中應(yīng)包含學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐中會(huì)遇到的困難，使得學(xué)生通過查閱資料及團(tuán)隊(duì)討論以及分工合作解決困難，但是確保通過教師適當(dāng)?shù)闹v解與啟發(fā)幫助學(xué)生能夠完成項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與調(diào)試。實(shí)踐過程中，實(shí)際電路的設(shè)計(jì)、調(diào)試與安裝過程和傳感器的應(yīng)用以及和單片機(jī)的電路連接原理，對于雖然接觸了電工電子技術(shù)課程，但是缺乏實(shí)踐訓(xùn)練的學(xué)生而言，在實(shí)際制作過程中總會(huì)存在著不少困難，如傳感器原理、調(diào)理電路原理，單片機(jī)程序和控制器件之間關(guān)系，以及電路中各元器件的選型，電源、電機(jī)及驅(qū)動(dòng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、元器件的總體安裝、協(xié)調(diào)布置等問題。而對于這些具體的問題，學(xué)生是可以在制作過程中運(yùn)用已有的知識(shí)，查閱資料，和教師、同學(xué)進(jìn)行討論，通過方案選擇、電路設(shè)計(jì)、調(diào)試和安裝各個(gè)環(huán)節(jié)，逐步解決。從而使得學(xué)生在學(xué)習(xí)和制作過程中，了解實(shí)際生產(chǎn)、實(shí)踐、創(chuàng)新過程所需面對的各種具體問題，在克服困難的過程中，體驗(yàn)嘗試、失敗、再嘗試、再失敗到最終成功的整個(gè)過程。最后小組進(jìn)行演示交流、答辯，完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)報(bào)告。交流答辯鍛煉學(xué)生語言表達(dá)能力，設(shè)計(jì)報(bào)告則讓同學(xué)進(jìn)行初步科技寫作能力的培養(yǎng)。在實(shí)踐中以學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)造為主，各小組成員獲得多方面能力的鍛煉。
1．3電子技術(shù)創(chuàng)新實(shí)踐的CDIO實(shí)踐
本課程設(shè)置為20學(xué)時(shí)，10周內(nèi)完成，由于是創(chuàng)新實(shí)踐課程，允許來自不同專業(yè)的同學(xué)選修，班級(jí)人數(shù)上限20人。在開課之初，布置項(xiàng)目任務(wù)，講解基于單片機(jī)的電子制作所涉及的基礎(chǔ)知識(shí)，結(jié)合一個(gè)具體項(xiàng)目任務(wù)的實(shí)施與實(shí)踐演示。隨后學(xué)生實(shí)踐自己的項(xiàng)目任務(wù)，深入學(xué)習(xí)各單元模塊的工作原理及相互關(guān)系，要求同學(xué)對碰到的問題，自行查閱資料，和教師、同學(xué)進(jìn)行討論，設(shè)計(jì)電路圖，焊接電路，編寫程序，進(jìn)行軟件和硬件調(diào)試與測試。通過深入的探索和研究，可以自由發(fā)揮同學(xué)的創(chuàng)新和想象能力，提高知識(shí)拓展能力。課程內(nèi)容主要分為以下幾步進(jìn)行:首先，通過最初的課堂，講解電子技術(shù)創(chuàng)新實(shí)踐課程目的及基礎(chǔ)知識(shí)，布置項(xiàng)目任務(wù)，在這一部分的學(xué)習(xí)中，同學(xué)需要對老師教授的知識(shí)(包括涉及到的其他學(xué)科相關(guān)知識(shí))充分理解并接受。在是CDIO中“C”(Conceiving構(gòu)思)的基礎(chǔ)。第二部分的工作為CDIO中的“D”(Design設(shè)計(jì))做準(zhǔn)備。在第一部分工作的基礎(chǔ)上，學(xué)生對實(shí)踐項(xiàng)目的基本目的和意義有一定的了解。同學(xué)形成項(xiàng)目小組并選題，開始研究項(xiàng)目任務(wù)的要求和實(shí)踐方法或?qū)嵺`思路，進(jìn)行自己的研究及設(shè)計(jì)工作。通過這一環(huán)節(jié)的實(shí)踐鍛煉學(xué)生的獨(dú)立思考能力以及解決簡單問題的能力。這一部分包括構(gòu)思(Conceiving，“C”)和設(shè)計(jì)(Design，“D”)部分的工作。小組同學(xué)分工合作，查閱資料，并與指導(dǎo)教師討論，進(jìn)行獨(dú)立完整的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)過程中通常會(huì)遇到各種常見的問題，如調(diào)試不通過時(shí)，在執(zhí)行過程中需要反復(fù)修改之前的硬件電路和程序等，這時(shí)要求學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。最后，通過教師的提示及點(diǎn)評(píng)和同學(xué)自己的思考，能夠理解整個(gè)實(shí)踐過程，并思考自己設(shè)計(jì)中有待提高的部分和擴(kuò)展的可能性。要求小組成員既要團(tuán)隊(duì)協(xié)作，又要分工合作完成整個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程，最后，完成項(xiàng)目任務(wù)的實(shí)踐制作報(bào)告，制作ppt，向同學(xué)及老師講解整個(gè)制作過程的思路、遇到的問題及解決方法。這一部分的工作體現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)(Implement)和運(yùn)作(Operate)的思想。設(shè)計(jì)任務(wù)分配給同學(xué)，允許自由組合成團(tuán)隊(duì)，分工合作來完成這一系列復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。在團(tuán)隊(duì)中每個(gè)人要完成自己的任務(wù)，并且學(xué)會(huì)與他人一起溝通協(xié)商才能使整個(gè)團(tuán)隊(duì)完成任務(wù)。這一部分的工作中團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神得到鍛煉和提高，溝通協(xié)調(diào)能力是團(tuán)隊(duì)協(xié)作的必要條件。因此在整個(gè)實(shí)踐過程中，學(xué)生的獨(dú)立思考能力，設(shè)計(jì)能力，實(shí)踐動(dòng)手能力，溝通交流能力以及遇到問題解決問題的能力，團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力均得到了提高，體現(xiàn)了CDIO的教育理念，構(gòu)思(Conceiving)設(shè)計(jì)(Designing)實(shí)現(xiàn)(Implementing)運(yùn)作(Operating)。
1．4電子技術(shù)創(chuàng)新實(shí)踐效果
課程結(jié)束時(shí)，從學(xué)生的最后總結(jié)中可以看到，在主動(dòng)學(xué)習(xí)和動(dòng)手創(chuàng)作的過程中，學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐研究的能力和與他人協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神得到了一定的培養(yǎng)。在實(shí)踐過程中，學(xué)生不斷的學(xué)習(xí)新知識(shí)，主動(dòng)運(yùn)用理論知識(shí)指導(dǎo)實(shí)踐過程，充分發(fā)揮個(gè)人與團(tuán)隊(duì)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，進(jìn)而克服了實(shí)踐過程中的各種困難，最終完成課程布置的任務(wù)，從而切身體驗(yàn)到科學(xué)研究實(shí)踐活動(dòng)的真實(shí)過程，獲得了一定的成就感。以學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和動(dòng)手創(chuàng)作為主的教學(xué)過程給學(xué)生傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式帶來了新的學(xué)習(xí)感受。課程結(jié)束后，引導(dǎo)學(xué)生參加學(xué)科競賽，到目前為止，參加課程的同學(xué)中已有5名同學(xué)獲得校級(jí)以上“飛思卡爾杯”智能車競賽和“TI”杯大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽獎(jiǎng)項(xiàng)。
2結(jié)語
1.全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽的意義
1.1有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，激發(fā)學(xué)生對實(shí)踐課的興趣
傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)是理論教學(xué)的輔助，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多數(shù)是驗(yàn)證理論知識(shí)，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上的方法和步驟就可完成實(shí)驗(yàn)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程學(xué)生完全是被動(dòng)的[1]。這樣的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)不能實(shí)現(xiàn)對學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，難以激發(fā)學(xué)生的對實(shí)踐教學(xué)的興趣。全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽要求參賽學(xué)生在四天內(nèi)完成從選題、搜集資料、設(shè)計(jì)方案、分析論證、元器件選擇、硬軟件設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試、測試、排除故障、做出成品和撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告的全過程，并且要求三人組隊(duì)參賽，是對學(xué)生綜合素質(zhì)的全面考核，具有極大的挑戰(zhàn)性[2]。比賽中既要?jiǎng)邮植僮?，又要理論分析。?jīng)過培訓(xùn)和參加競賽的學(xué)生，其實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力都得到很大的提高，同時(shí)激發(fā)了學(xué)生對實(shí)踐教學(xué)的興趣。
1.2有利于增強(qiáng)學(xué)生的競爭意識(shí)和就業(yè)能力
在電子設(shè)計(jì)競賽中能脫穎而出的都是理論知識(shí)扎實(shí)，動(dòng)手能力強(qiáng)，經(jīng)過嚴(yán)格訓(xùn)練，具有創(chuàng)新意識(shí)和協(xié)作精神的優(yōu)秀學(xué)生。無論獲獎(jiǎng)與否，參加過培訓(xùn)和電子設(shè)計(jì)競賽的學(xué)生，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、方案論證、合作精神與創(chuàng)新能力等方面都有很大的提高，在畢業(yè)設(shè)計(jì)中受到老師的青睞，在實(shí)際工作中，表現(xiàn)出較好的獨(dú)立性，創(chuàng)新精神、協(xié)作能力與競爭意識(shí)，得到社會(huì)及用人單位一致的肯定和好評(píng)，增強(qiáng)了就業(yè)能力[3]。
1.3有利于推動(dòng)電子技術(shù)類課程的教學(xué)改革
電子競賽題目是一批高水平的教授、專家根據(jù)電子技術(shù)發(fā)展的最新信息擬出的。選題涵蓋了模擬電路、數(shù)字電路、高頻電路、單片機(jī)應(yīng)用、可編程器件、傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和EDA等課程的內(nèi)容[4]，競賽中既要考察學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，又要考察學(xué)生的理論知識(shí)和創(chuàng)新能力；既有涉及知識(shí)面廣、功能多的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，又有單一功能的電路設(shè)計(jì)；既有以指標(biāo)性設(shè)計(jì)為目的的題目，又有以功能性設(shè)計(jì)為目的的題目；既有基本要求，又有發(fā)揮部分，同時(shí)在電子設(shè)計(jì)競賽中又鼓勵(lì)學(xué)生使用新技術(shù)、新器件和新電路，以滿足先進(jìn)的技術(shù)指標(biāo)。所以，對電子技術(shù)類課程的教學(xué)改革具有指導(dǎo)和推動(dòng)作用。
2.對參賽學(xué)生的能力要求
參加電子設(shè)計(jì)競賽的學(xué)生應(yīng)具備的實(shí)踐能力包括[5]：電子元器件的識(shí)別及使用方法、印制電路板設(shè)計(jì)與制作等電子設(shè)計(jì)制作基礎(chǔ)；集成直流穩(wěn)壓電源、運(yùn)算放大器電路、信號(hào)產(chǎn)生電路和處理電路、顯示電路和A/D轉(zhuǎn)換器等單元電路設(shè)計(jì)；通用鍵盤及顯示電路、單片機(jī)與液晶顯示接口電路、單片機(jī)與D/A和A/D轉(zhuǎn)換電路等單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)；FPGA最小系統(tǒng)和配置電路的設(shè)計(jì)及FPGA的最小系統(tǒng)板下載等可編程邏輯器件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以及資料查閱、綜合系統(tǒng)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)和撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告等。
3.電子設(shè)計(jì)競賽中反映的問題
我校歷屆培訓(xùn)及競賽現(xiàn)場，主要表現(xiàn)出以下一些問題[6]。
（1）查閱參考資料的能力差。在拿到競賽題目后，學(xué)生都是先翻教科書，不去查找具有最新技術(shù)的期刊文獻(xiàn)，特別是上網(wǎng)搜集資料的能力差。
（2）對知識(shí)的綜合應(yīng)用能力不強(qiáng)。對一個(gè)制作項(xiàng)目能夠提出的設(shè)計(jì)方案很少，不能對方案進(jìn)行充分的論證和比較，生搬硬套參考電路，不能設(shè)計(jì)出簡單先進(jìn)的電路，綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析和解決問題的能力較差。反映我們的實(shí)踐教學(xué)缺少綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練。
（3）新技術(shù)、新器件的應(yīng)用能力差。有的制作項(xiàng)目如能采用新技術(shù)、新器件，如FPGA、CPLD等實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，不僅性能指標(biāo)優(yōu)于傳統(tǒng)電路，而且電路簡單。反映我們的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容陳舊，不能緊跟電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。
（4）不適應(yīng)工程設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)要求。競賽中學(xué)生對競賽題目的各類技術(shù)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)和改善上感到無從下手。
（5）實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力不強(qiáng)。競賽過程中，一部分同學(xué)在安裝、焊接、電路調(diào)試、故障查找和排除等過程中操作不熟練，不能適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格，不能通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的歸納、總結(jié)去分析、解決問題。反映我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多，綜合性、設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)少，學(xué)生的動(dòng)手能力和綜合運(yùn)用能力沒有得到應(yīng)有的訓(xùn)練。
（6）單片機(jī)知識(shí)的應(yīng)用能力有限。很多競賽題要用到單片機(jī)的知識(shí)去完成設(shè)計(jì)，部分參賽同學(xué)因單片機(jī)知識(shí)與應(yīng)用能力不夠，未能取得較好的競賽成績。
（7）設(shè)計(jì)報(bào)告撰寫的質(zhì)量不高。設(shè)計(jì)報(bào)告的格式與內(nèi)容存在很多缺陷，方案論證不夠充分，理論分析不夠嚴(yán)謹(jǐn)。反映我們的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)忽視了實(shí)驗(yàn)報(bào)告這個(gè)重要環(huán)節(jié)。
4.電子技術(shù)類課程的實(shí)踐教學(xué)改革
根據(jù)全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽的內(nèi)容及要求，針對學(xué)生在培訓(xùn)和競賽過程中暴露的問題，我們對電子技術(shù)類課程的實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行了如下改革。
4.1改革實(shí)踐教學(xué)體系
依據(jù)學(xué)科專業(yè)特點(diǎn)，結(jié)合我校實(shí)際，將實(shí)踐教學(xué)從理論教學(xué)中分離出來，單獨(dú)設(shè)課、單獨(dú)考核，構(gòu)建起一個(gè)與理論教學(xué)體系相互匹配，相互聯(lián)系、相互補(bǔ)充，相對獨(dú)立、科學(xué)優(yōu)化的實(shí)踐教學(xué)體系。將實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)劃分為三個(gè)層次[7]。
（1）基本技能訓(xùn)練層：以電子工藝實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)為教學(xué)內(nèi)容，掌握萬用表的使用，電子元器件識(shí)別、檢測，印制板制作、焊接，直流穩(wěn)壓電源組裝，收音機(jī)安裝調(diào)試等基本操作技能。以電路分析、電子測量、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等專業(yè)基礎(chǔ)課的實(shí)驗(yàn)為教學(xué)內(nèi)容，掌握信號(hào)發(fā)生器和示波器等常用儀器的使用方法，培養(yǎng)正確記錄、處理數(shù)據(jù)及分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力。
（2）課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)層：以電子技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、EDA技術(shù)等課程的實(shí)驗(yàn)為教學(xué)的主要內(nèi)容。通過對簡單電路的設(shè)計(jì)，熟悉常用電子元器件，學(xué)會(huì)查閱元器件手冊及通過互聯(lián)網(wǎng)尋找所需資料的方法，讓學(xué)生通過安裝調(diào)試，學(xué)會(huì)通過調(diào)整元件參數(shù)，滿足實(shí)驗(yàn)指標(biāo)要求。
（3）綜合設(shè)計(jì)實(shí)踐層：以傳感器技術(shù)及應(yīng)用、單片機(jī)技術(shù)、EDA技術(shù)、電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)等課程實(shí)驗(yàn)、電子設(shè)計(jì)競賽等課外活動(dòng)為實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，掌握用最先進(jìn)的設(shè)計(jì)平臺(tái)和最新的工具進(jìn)行高效的綜合設(shè)計(jì)，用組裝的系統(tǒng)電路板，用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化仿真軟件Matlab、Muhisim等工具，進(jìn)行“虛、實(shí)、軟、硬”相結(jié)合的現(xiàn)代電子技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)踐。要求學(xué)生能獨(dú)立完成從設(shè)計(jì)到制作的全過程，提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行電路級(jí)的綜合設(shè)計(jì)能力以及系統(tǒng)級(jí)的開發(fā)應(yīng)用和創(chuàng)新能力。
4.2更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
實(shí)踐教學(xué)改革的關(guān)鍵是教學(xué)內(nèi)容的改革，要根據(jù)認(rèn)知規(guī)律、學(xué)科特點(diǎn)、實(shí)踐教學(xué)自身的規(guī)律和學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)要求，更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
（1）減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加應(yīng)用性、設(shè)計(jì)性、綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。增加DSP、PLD、FPGA、嵌入式系統(tǒng)和虛擬儀器等先進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容[8]。增加單片機(jī)課程設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)課時(shí)，加強(qiáng)其實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)應(yīng)用，增加EDA技術(shù)和Protel課程設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)課時(shí)，加強(qiáng)Protel電路設(shè)計(jì)軟件和EDA電路設(shè)計(jì)仿真軟件的實(shí)踐應(yīng)用；增加電子實(shí)習(xí)課時(shí)，增加和競賽有關(guān)電路的制作內(nèi)容。實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容要體現(xiàn)最新的科技成果，反映運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)成果的新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和新的實(shí)驗(yàn)方法，實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的與時(shí)俱進(jìn)。
（2）增加能培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際操作能力的工藝性操作實(shí)踐。注重電子元器件特別是新型元器件的使用[9]。元器件選擇方面，除個(gè)別驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)仍保留部分分立器件外，其余均采用集成化，數(shù)字化，模塊化的器件，如集成穩(wěn)壓電源、集成運(yùn)放、集成功放、集成A/D，D/A等器件，RAM、EPROM集成電路，以及ASIC可編程控制器。對于綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，指導(dǎo)學(xué)生選擇最新器件來完成設(shè)計(jì)。
（3）對整個(gè)課程體系的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行整體優(yōu)化組合，將同類課程體系或同類學(xué)科的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目合并，創(chuàng)建新的綜合實(shí)驗(yàn)課程，實(shí)現(xiàn)學(xué)科之間實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的互相交叉滲透。修改綜合設(shè)計(jì)內(nèi)容，把本專業(yè)的理論知識(shí)同單片機(jī)技術(shù)和PLC技術(shù)更多地結(jié)合應(yīng)用，并把電子設(shè)計(jì)競賽知識(shí)結(jié)合其中。
（4）設(shè)立學(xué)生科研基金，資助運(yùn)用新技術(shù)、新器件、新思想的電子設(shè)計(jì)與制作的學(xué)生課題[10]。把科研引進(jìn)教學(xué)過程，鼓勵(lì)學(xué)生參與教師的科研工作和生產(chǎn)中急需解決或探索的實(shí)際問題的研究，培養(yǎng)學(xué)生的方案論證、裝配、調(diào)整、檢測，數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析、總結(jié)歸納，撰寫科研論文等能力。
4.3改革實(shí)踐教學(xué)方法
（1）實(shí)施開放式實(shí)踐教學(xué)
在實(shí)踐內(nèi)容、實(shí)踐時(shí)間、實(shí)踐方法、組織形式等方面實(shí)行開放式教學(xué)，打破時(shí)間、空間的限制，提供給學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造的環(huán)境，讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體[11]。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上，設(shè)定必做實(shí)驗(yàn)、選做實(shí)驗(yàn)和自主實(shí)驗(yàn)的比例，前者保證教學(xué)基本要求和基本技能訓(xùn)練，后者則由學(xué)生根據(jù)自身的條件與興趣，在眾多的實(shí)驗(yàn)課題中選擇，以達(dá)到因材施教的目的。課程設(shè)計(jì)、綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，教師只提出設(shè)計(jì)的總體要求和要達(dá)到的效果，不制定統(tǒng)一的參數(shù)指標(biāo)，設(shè)計(jì)步驟，給學(xué)生一個(gè)較大的創(chuàng)造空間。提倡方案的多樣性，給學(xué)生充分的創(chuàng)新機(jī)會(huì)。由學(xué)生完成從方案制定、電路設(shè)計(jì)、元件篩選、焊接組裝、程序設(shè)計(jì)、系統(tǒng)調(diào)試到設(shè)計(jì)報(bào)告撰寫、答辯等全部過程，教師變指導(dǎo)為引導(dǎo)，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性。
（2）增大實(shí)驗(yàn)室開放的力度
在安排好課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上，充分利用實(shí)驗(yàn)室資源，制訂實(shí)驗(yàn)室的開放項(xiàng)目、開放計(jì)劃。在實(shí)驗(yàn)室開放時(shí)間里，為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)場地的同時(shí)，還為學(xué)生提供萬用表、信號(hào)源、示波器、電類實(shí)驗(yàn)箱、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱等設(shè)備，還安排教師進(jìn)行現(xiàn)場指導(dǎo)。建立現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)預(yù)約與管理系統(tǒng)，在開放的平臺(tái)上，選做實(shí)驗(yàn)和自主實(shí)驗(yàn)學(xué)生可以個(gè)人預(yù)約，預(yù)約的內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)時(shí)間、場地、內(nèi)容、指導(dǎo)教師等，這種“集中”和“自由”相結(jié)合的開放管理方式，提高了實(shí)驗(yàn)室和儀器設(shè)備的利用率。
（3）開設(shè)電子技術(shù)實(shí)踐選修課
根據(jù)現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展和全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽的情況，我們?yōu)殡婎悓I(yè)的學(xué)生開設(shè)了如“電子制作”、“電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)”等選修實(shí)踐課，內(nèi)容包括簡單電路、系統(tǒng)電路和有創(chuàng)新特色的電子電路等的設(shè)計(jì)與制作等，為愛好電子設(shè)計(jì)的學(xué)生提供更多的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。
（4）舉辦校內(nèi)電子設(shè)計(jì)競賽，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
我校每年舉行的全校大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽，按照全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽的方式進(jìn)行，在為電子設(shè)計(jì)愛好者提供施展才能機(jī)會(huì)的同時(shí)，也為參加全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽選拔了隊(duì)員。在校領(lǐng)導(dǎo)和有關(guān)部門的支持及全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽的影響下，參賽人數(shù)逐年增多，大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽已成為我校學(xué)生最喜愛的科技活動(dòng)。
（5）認(rèn)真組織學(xué)生參加全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽
我校是專升本不久的本科院校，電子類專業(yè)的辦學(xué)時(shí)間不長，基礎(chǔ)薄弱，參加全國性的電子設(shè)計(jì)大賽的經(jīng)驗(yàn)更少，我們把參賽作為學(xué)習(xí)、實(shí)訓(xùn)、取經(jīng)、提高的過程，參賽成績逐年提高。
（江西中醫(yī)藥大學(xué)，江西 南昌 330004）
【摘 要】本文分析了PBL教學(xué)法在單片機(jī)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用的必要性，并對PBL教學(xué)法實(shí)施過程中一些特點(diǎn)進(jìn)行了闡述，特別是對于問題的提出有自己獨(dú)特的理解。
關(guān)鍵詞 PBL教學(xué)法；單片機(jī)技術(shù)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)
基金項(xiàng)目：江西中醫(yī)藥大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程特色專業(yè)子課題（JZJSJ-2012-5）；江西中醫(yī)藥大學(xué)校級(jí)教改課題（2012jzjg-10）。
0 引言
《單片機(jī)技術(shù)》課程具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，為了盡快讓學(xué)生掌握單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)，為他們在單片機(jī)軟件、硬件的開發(fā)與應(yīng)用方面打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為今后的就業(yè)創(chuàng)造良好的條件，在開設(shè)理論課程的同時(shí)，還安排了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程。
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往是預(yù)先由實(shí)驗(yàn)教師設(shè)計(jì)好相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如程序設(shè)計(jì)、I／O口使用、中斷與定時(shí)器使用、顯示與鍵盤、串行口通信、A／D等。然后由學(xué)生照本宣科地重復(fù)，完成所謂教學(xué)大綱所規(guī)定的實(shí)驗(yàn)，這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法不利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，也不能進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動(dòng)性，甚至出現(xiàn)了學(xué)生不作實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備、抄襲他人程序和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的不良現(xiàn)象，學(xué)生普遍反映這種驗(yàn)證式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)收獲不大。為了適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)對電子類專業(yè)的人才需求，必須對單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革。
PBL英文全稱為Problem Based Learning,即以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法，PBL最早起源于20世紀(jì)50年代的醫(yī)學(xué)教育中，目前已成為國際上較流行的一種教學(xué)方法。
PBL是基于現(xiàn)實(shí)世界的以學(xué)生為中心的教育方式，它把學(xué)習(xí)設(shè)置到復(fù)雜的、有意義的問題情境中,通過讓學(xué)習(xí)者合作解決真實(shí)性問題,來學(xué)習(xí)隱含于問題背后的科學(xué)知識(shí),形成解決問題的技能,并形成自主學(xué)習(xí)的能力。PBL強(qiáng)調(diào)以問題解決為中心、多種學(xué)習(xí)途徑相整合,而不只是純粹的探索和發(fā)現(xiàn),同時(shí)它強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者之間的交流合作,強(qiáng)調(diào)外部支持與引導(dǎo)在探索學(xué)習(xí)中的作用等。PBL教學(xué)法的精髓在于發(fā)揮問題對學(xué)習(xí)過程的指導(dǎo)作用，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性。
1 PBL教學(xué)法在單片機(jī)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)施
筆者在多年單片機(jī)技術(shù)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)用PBL教學(xué)法通不斷地嘗試和實(shí)踐，對相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了一系列改革，積累了一些經(jīng)驗(yàn)，收到較好的效果。下面以廣告燈實(shí)驗(yàn)為例介紹一些做法與心得體會(huì)。
1.1 PBL教學(xué)法中對教師的要求
PBL作為一種開放式的教學(xué)模式，對教師自身的素質(zhì)和教學(xué)技巧都有很高的要求，要求教師不但對本專業(yè)、本課程內(nèi)容熟練掌握，應(yīng)該熟悉教學(xué)大綱和學(xué)生的能力情況，還應(yīng)當(dāng)扎實(shí)掌握相關(guān)學(xué)科知識(shí)，并要具備提出問題解決問題的能力、靈活運(yùn)用知識(shí)的能力、嚴(yán)密的邏輯思維能力。和良好的組織管理能力，要善于調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性、寓教于樂、控制課堂節(jié)奏等技巧。在單片機(jī)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要適時(shí)的提出問題，且對于學(xué)生經(jīng)過討論沒找到思路或者無法解決的問題要給予指導(dǎo)。同時(shí)需要記錄學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)結(jié)合實(shí)驗(yàn)報(bào)告給出相應(yīng)的成績。
1.2 問題的提出要密切聯(lián)系實(shí)際并能引起學(xué)生的興趣
問題的產(chǎn)生可以是學(xué)生自己在生活中發(fā)現(xiàn)的有意義、需要解決的實(shí)際問題，也可以是在教師的幫助指導(dǎo)下發(fā)現(xiàn)的問題，還可以是教師根據(jù)實(shí)際生活問題、學(xué)生認(rèn)知水平、學(xué)習(xí)內(nèi)容等相關(guān)方面提出的問題。如原廣告燈實(shí)驗(yàn)（見程序）中只有簡單的查表程序和軟件延時(shí)這兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)，并不能滿足現(xiàn)實(shí)生活中的各種廣告燈設(shè)計(jì)的實(shí)際需要。因此問題自然而然的要提出來了，需要設(shè)計(jì)設(shè)么樣的廣告燈、需要哪些功能、通過哪些手段可以實(shí)現(xiàn)等等。
1.3 問題的提出要圍繞課程大綱
實(shí)驗(yàn)的目的最主要的還是讓同學(xué)們熟練掌握單片機(jī)的基本編程和調(diào)試方法，熟練掌握課程大綱所要求的知識(shí)能力、動(dòng)手能力。如在廣告燈實(shí)驗(yàn)中，可以提出如果要設(shè)計(jì)流水燈除了用查表的方法外還可以有什么方法？必要時(shí)可以告知用環(huán)移指令的方法。廣告燈中的閃爍時(shí)間如何控制？除了軟件延時(shí)還可以用定時(shí)器定時(shí)。這樣在廣告燈實(shí)驗(yàn)中就能把定時(shí)器試驗(yàn)結(jié)合在一起來完成。
1.4 問題的提出要循序漸進(jìn)
一個(gè)宏大的工程是由若干個(gè)小的工程構(gòu)成，同樣一個(gè)綜合性的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)也可以由多個(gè)問題組成。問題的提出應(yīng)該循序漸進(jìn)，從最基本、最簡單的問題開始，逐步拓展，最終能解決一個(gè)大問題。這樣的過程，學(xué)生不僅在其中鍛煉了能力，還找到了逐步解決問題的的樂趣。如廣告燈實(shí)驗(yàn)中可以依次提出如下問題：1）流水燈如何實(shí)現(xiàn)？2）延時(shí)時(shí)間控制在1S用軟件延時(shí)怎么實(shí)現(xiàn)？3）用定時(shí)器來實(shí)現(xiàn)1S定時(shí)。4）加入開關(guān)控制，實(shí)現(xiàn)不同廣告燈效果。5）用鍵盤控制實(shí)現(xiàn)不同廣告燈效果。6）廣告燈閃爍的同時(shí)播放音樂。在這個(gè)廣告燈實(shí)驗(yàn)的過程中，學(xué)生不僅練習(xí)了查表程序、環(huán)移指令、軟件延時(shí)、定時(shí)器定時(shí)、開關(guān)量輸入、鍵盤輸入、分支程序等知識(shí)點(diǎn)，更在這個(gè)過程中實(shí)現(xiàn)了有特色、有個(gè)性的使用廣告燈的設(shè)計(jì)，體會(huì)到了成功的喜悅，增強(qiáng)了自信心。
1.5 改變實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方式，增加學(xué)生積極性
實(shí)驗(yàn)教學(xué)同理論教學(xué)一樣，是整個(gè)教學(xué)的重要組成部分。以往在成績考核中，筆試成績占主要部分，而實(shí)驗(yàn)成績只是與平時(shí)成績一起考核，且占整個(gè)成績的很小比例，這樣，學(xué)生對相關(guān)實(shí)驗(yàn)不會(huì)引起足夠的重視，從而帶來很大的負(fù)面影響。例如，有相當(dāng)一部分同學(xué)在后期的專業(yè)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)中，不能獨(dú)立地完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。為此，須對當(dāng)前的考核模式也進(jìn)行改革。
首先，隨著課程改革實(shí)驗(yàn)課時(shí)的增加，必須加大實(shí)驗(yàn)成績在整個(gè)課程成績的比重，占總成績的50%。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)成績合格與否，作為學(xué)生具備筆試資格的必要條件，若實(shí)驗(yàn)成績不合格，則（下轉(zhuǎn)第102頁）（上接第35頁）取消其筆試資格。
其次，由于學(xué)生的水平不一致，導(dǎo)致對實(shí)驗(yàn)中所提出的問題不是都能解決，這就要求調(diào)整考核方式，不能給一個(gè)絕對的標(biāo)準(zhǔn)，對于解決了基本問題的學(xué)生可以給出實(shí)驗(yàn)成績的80%，而對哪些動(dòng)手能力強(qiáng)，解決問題能力突出的同學(xué)酌情加分，最高能給滿分。
2 結(jié)語
在多年單片機(jī)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生普遍反映PBL教學(xué)法提高了了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性，增強(qiáng)了創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)，并在實(shí)驗(yàn)過程中提高了對自己的自信心和對所學(xué)專業(yè)的認(rèn)可度。
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培養(yǎng)計(jì)劃修訂要遵循高等教育要重視培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)業(yè)精神的要求，堅(jiān)持全員性與社會(huì)性、科學(xué)性與規(guī)范性、基礎(chǔ)性與實(shí)踐性、個(gè)性化與自主性、特色化與國際化五大原則，建立一個(gè)符合電子信息類專業(yè)特點(diǎn)的“通識(shí)教育+專業(yè)教育”的人才培養(yǎng)體系及學(xué)科平臺(tái)課程體系。
1.1課程內(nèi)容
在知識(shí)結(jié)構(gòu)方面，要求學(xué)生有良好的思想素養(yǎng)與專業(yè)知識(shí)。專業(yè)知識(shí)主要有學(xué)科基礎(chǔ)課、專業(yè)核心課程、高校學(xué)生電子設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的探討樓然苗（浙江海洋學(xué)院，浙江舟山316022）專業(yè)方向課、專業(yè)選修課。課程設(shè)置一定要有針對性，象模擬電路、數(shù)字電路、單片機(jī)技術(shù)、EDA技術(shù)、電路原理圖與PCB設(shè)計(jì)、電子綜合設(shè)計(jì)等課程一定要重點(diǎn)把握。一些針對性不強(qiáng)的課程如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、集成電路設(shè)計(jì)可作為輔修或選修課程。
1.2課程學(xué)時(shí)
以“精簡教學(xué)內(nèi)容、壓縮課堂教學(xué)學(xué)時(shí)，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的有效性”為原則，合理分配課堂學(xué)時(shí)與實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的比例，對于與學(xué)生電子設(shè)計(jì)能力關(guān)系密切的課程需適當(dāng)增加一些學(xué)時(shí)。如電子信息類專業(yè)方向課中的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化、電子綜合設(shè)計(jì)輔導(dǎo)等課程可適當(dāng)提高實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)；專業(yè)核心課中的單片機(jī)原理及應(yīng)用課程可按2：1.5設(shè)定理論學(xué)時(shí)與實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)比（32學(xué)時(shí)+24學(xué)時(shí)）。
1.3集中實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)
去消一些效果不好、由學(xué)生自主聯(lián)系、分散實(shí)習(xí)的課程或減少學(xué)分，減少一些效果不好的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)或改為完成設(shè)計(jì)作品學(xué)分制。為了讓學(xué)生擁有對一個(gè)電子產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、開發(fā)到成品的全過程能力，除一般的實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)外，可重點(diǎn)開設(shè)電路圖與PCB制作、C語言編程、單片機(jī)設(shè)計(jì)、電子設(shè)計(jì)等綜合技能訓(xùn)練項(xiàng)目。
1.4形成系統(tǒng)教學(xué)
將大學(xué)生學(xué)科競賽的培訓(xùn)與輔導(dǎo)教學(xué)內(nèi)容納入課程學(xué)分系統(tǒng)中，形成系統(tǒng)的教學(xué)計(jì)劃，為提高學(xué)生電子設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力及參加全國全省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽奠定基礎(chǔ)。
1.5學(xué)分的替代制度
建立學(xué)分免修、替代制度，將學(xué)生專利、學(xué)術(shù)論文、競賽獲獎(jiǎng)等納入學(xué)分免修、替代等制度中，促進(jìn)學(xué)生參與創(chuàng)新研究的積極性。
2．教材改革與建設(shè)
要鼓勵(lì)教師選用國內(nèi)外優(yōu)秀教材，鼓勵(lì)教師編寫有校本專業(yè)特色的教材，體現(xiàn)專業(yè)特色、行業(yè)特色和學(xué)校特色。對電子信息類專業(yè)來說，出版編寫一些實(shí)用性強(qiáng)、有工程項(xiàng)目應(yīng)用實(shí)例的實(shí)踐教材是非常有必要的，如電子綜合設(shè)計(jì)實(shí)例與輔導(dǎo)、電路原理圖與PCB設(shè)計(jì)實(shí)例、單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例輔導(dǎo)等等。
3．課堂與實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
在課堂教學(xué)中要積極推動(dòng)課程教學(xué)范式的根本性轉(zhuǎn)變，在基礎(chǔ)課程中可探索包班制、分級(jí)制、分層制、掛牌上課等基礎(chǔ)課程綜合改革，逐步實(shí)行教考分離。在學(xué)科基礎(chǔ)課、專業(yè)課中實(shí)施任務(wù)驅(qū)動(dòng)、基于問題、合作學(xué)習(xí)、案例教學(xué)等研究性教學(xué)方法，積極探索各種理論與實(shí)踐互動(dòng)的教學(xué)方式，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、研究能力、合作能力。對一些與電子設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)關(guān)系密切的課程的課堂與實(shí)驗(yàn)教學(xué)可作以下一些償試。
3.1將與計(jì)算機(jī)操作關(guān)系密切的如“單片機(jī)原理及應(yīng)用”、“電路原理圖與PCB設(shè)計(jì)”等理論課放在電子交互教室（機(jī)房）上課，在教學(xué)中將理論教學(xué)與上機(jī)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容交替進(jìn)行，強(qiáng)化教學(xué)效果。
3.2探索慕課等網(wǎng)絡(luò)助學(xué)平臺(tái)教學(xué)方式。分清教師講與學(xué)生學(xué)的內(nèi)容，在網(wǎng)上可布置課外學(xué)生個(gè)人學(xué)習(xí)內(nèi)容、探究式學(xué)習(xí)內(nèi)容、拓展性學(xué)習(xí)內(nèi)容，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。一些選修課、方向課可借助網(wǎng)絡(luò)課堂等形式開設(shè)。
3.3實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目盡量與實(shí)際電子設(shè)計(jì)工程項(xiàng)目結(jié)合起來，真題真做，促進(jìn)“教、學(xué)、做”相結(jié)合的“理論實(shí)際一體化”教學(xué)模式。
3.4實(shí)施教考分離，以機(jī)考替代紙質(zhì)考試，或?qū)嵤┮栽O(shè)計(jì)作品為主的課程成績評(píng)分制度，促進(jìn)實(shí)踐動(dòng)手能力的提高。
4．實(shí)踐環(huán)節(jié)的改革
通過對電子信息類大學(xué)生就業(yè)崗位能力要求的調(diào)研，合理制定學(xué)生的專業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)，明確職業(yè)技能考證要求，優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提高實(shí)踐學(xué)分，從基本素質(zhì)、基礎(chǔ)技能、專業(yè)技能、綜合訓(xùn)練四個(gè)步驟及素質(zhì)拓展、基礎(chǔ)技能、專業(yè)技能、專業(yè)綜合能力、綜合實(shí)習(xí)和創(chuàng)新實(shí)踐六個(gè)模塊構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)體系。對一些效果不好的課程設(shè)計(jì)報(bào)告、畢業(yè)設(shè)計(jì)論文學(xué)分評(píng)定制，可改成以課程設(shè)計(jì)實(shí)物作品、畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)物作品、發(fā)表的科技論文、獲得的知識(shí)產(chǎn)權(quán)（專利）證書、學(xué)科競賽獲獎(jiǎng)證書等為主的成果學(xué)分評(píng)定制；一些分散的學(xué)生自主生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)可改為教師帶隊(duì)制的集中實(shí)習(xí)；有條件的高校可建設(shè)校內(nèi)電子焊接加工生產(chǎn)線，使之成為具備電子路線設(shè)計(jì)、加工、生產(chǎn)、測試全過程功能的電子設(shè)備校內(nèi)生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地。
5．課外學(xué)科競賽教學(xué)
大學(xué)生學(xué)科競賽是促進(jìn)提高創(chuàng)新實(shí)踐能力的重要載體，要建立一套與教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃相輔助的學(xué)科競賽教學(xué)體系，適當(dāng)開設(shè)一些電子設(shè)計(jì)類知識(shí)的公選課、必修課，成立學(xué)生電子設(shè)計(jì)興趣小組（社團(tuán)），提供開放的活動(dòng)場地，在教師指導(dǎo)下開展日常的電子設(shè)計(jì)活動(dòng)，鼓勵(lì)并輔導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科技、知識(shí)產(chǎn)權(quán)申請等學(xué)術(shù)研究活動(dòng)，活躍校園學(xué)術(shù)研究氣氛，也為大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽打下基礎(chǔ)。
6．職業(yè)證書考證教學(xué)
職業(yè)技能證書是為了適應(yīng)用人單位工作的客觀需求。在教學(xué)上一定要強(qiáng)化與職業(yè)考證相關(guān)的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。可將職業(yè)技能考證培訓(xùn)內(nèi)容整合到相關(guān)教學(xué)課程及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中，減少課外考證輔導(dǎo)的教學(xué)學(xué)時(shí)。建立校內(nèi)電子工程師考證、電工考證、電子CAD考證點(diǎn)并設(shè)立網(wǎng)上輔導(dǎo)平臺(tái)，開放考證訓(xùn)練的實(shí)訓(xùn)場地，提高電子工程師、板級(jí)工程師、電工等考證學(xué)生的持證率。
7．小結(jié)
［論文摘要］文章分析了電子信息工程專業(yè)單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程教學(xué)的現(xiàn)狀，認(rèn)為提高設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開設(shè)的質(zhì)量是教學(xué)改革的重點(diǎn)，指出設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開設(shè)中要注意理論與實(shí)驗(yàn)的銜接、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的銜接、課堂與課外的銜接，并不斷完善適合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)體系，提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量。
電子信息工程專業(yè)作為實(shí)踐性、應(yīng)用性非常強(qiáng)的理工科專業(yè)，學(xué)生必須具備扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，具有較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)技能，今后才能順利地從事電子設(shè)備和信息系統(tǒng)的維護(hù)和研發(fā)。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，必須十分重視相關(guān)課程的建設(shè)，搞好實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。而單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程作為電子信息專業(yè)的一門專業(yè)主干課程，其應(yīng)用性非常強(qiáng)，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開設(shè)質(zhì)量對于學(xué)生今后就業(yè)、工作至關(guān)重要。
一、教學(xué)現(xiàn)狀
單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程是電子信息工程專業(yè)核心課程之一，理論的重要性不言而喻，但在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面大都還是停留在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ缴?，離培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神還有差距。很多學(xué)生反映，課程學(xué)習(xí)下來理論基本掌握了，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)也能順利完成，但要真正完成一個(gè)實(shí)際項(xiàng)目時(shí)，卻無從入手。出現(xiàn)這種現(xiàn)象原因是多方面的，筆者認(rèn)為主要有：
1.教學(xué)模式方面的原因。傳統(tǒng)教學(xué)方式中，教師主要注重于理論的完整性和知識(shí)結(jié)構(gòu)的完備性。理論上從單片機(jī)的結(jié)構(gòu)講起，然后講匯編指令和c語言編程，再講硬件接口及相關(guān)的程序編寫，最后講一兩個(gè)實(shí)例，課時(shí)也就差不多用完了，再想講其他東西就沒有時(shí)間了。實(shí)驗(yàn)也注重基本原理和基本方法的訓(xùn)練，為了讓學(xué)生認(rèn)識(shí)單片機(jī)的基本組成和基本指令，所開出的實(shí)驗(yàn)就占了大部分實(shí)驗(yàn)課時(shí)，最后只能做幾個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)或做一個(gè)簡單的設(shè)計(jì)，這樣就結(jié)束了整個(gè)課程的學(xué)習(xí)。
2.教師方面的原因。自從高校擴(kuò)招以后，學(xué)生的數(shù)量劇增，而教師并沒有同比例增長，教師承擔(dān)的課時(shí)量太大，教學(xué)壓力過重。具體到單片機(jī)原理與接口技術(shù)這類專業(yè)性和實(shí)驗(yàn)性都非常強(qiáng)的課程，存在著精力投入不夠的問題。如果要改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式，以設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為主的話，教師就要投入非常多的精力。
3.評(píng)價(jià)體系方面的原因。就評(píng)價(jià)體系而言，目前通行的仍然是以分?jǐn)?shù)的高低來評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)成績的好壞。一般采用平時(shí)成績、實(shí)驗(yàn)成績、考試成績各占總成績的一定比例來得到學(xué)生課程的最后得分。對有些課程來說這種方法是比較科學(xué)的，但對單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程，就會(huì)存在這些問題：學(xué)生成績不低，但一旦面臨實(shí)際問題時(shí)，無從入手，沒有達(dá)到本課程的教學(xué)目標(biāo)。
二、解決對策
為提高單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，筆者認(rèn)為，提高設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開設(shè)的質(zhì)量是教學(xué)改革的重點(diǎn)，應(yīng)該從以下幾點(diǎn)來改革：
1.教學(xué)模式。提出和采用新的教學(xué)模式，實(shí)驗(yàn)開設(shè)要特別注重開出的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)質(zhì)量。新的教學(xué)模式主要包含理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩個(gè)方面。在理論教學(xué)中，單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和基本指令講解要精，應(yīng)通過實(shí)例來將相關(guān)的知識(shí)串起來，力求通過具體實(shí)例的講解達(dá)到以較少的理論課時(shí)就讓學(xué)生真正掌握單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和指令的目的。在實(shí)驗(yàn)方面，則采用以開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為主、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為輔的方法，并提高實(shí)驗(yàn)課的課時(shí)數(shù)。適量開設(shè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，在課堂內(nèi)只做1～2個(gè)，而將大部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容放在課堂外，由學(xué)生通過開放實(shí)驗(yàn)室單獨(dú)完成。增加較多的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，供學(xué)生選做，在教師精心指導(dǎo)下，讓學(xué)生在課外準(zhǔn)備，課內(nèi)完成，切實(shí)提高學(xué)生的實(shí)戰(zhàn)技能。
2.教師自身的定位。教師應(yīng)自覺提高自身做項(xiàng)目的能力，并保證足夠的精力投入到教學(xué)中去。教師要注重平時(shí)積累，一方面，要自己動(dòng)手，精心制作好幾個(gè)作品。另一方面，也可以通過提出選題，指導(dǎo)學(xué)生去做，將完成后的作品及文檔全部存檔。只要通過2～3年的積累，就可以形成難度、層次區(qū)分較為合理的項(xiàng)目選題庫和作品庫，既為后續(xù)班級(jí)的教學(xué)創(chuàng)建了良好的條件，對后續(xù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)起到示范和引領(lǐng)作用，又為今后的教學(xué)工作減輕了負(fù)擔(dān)。要做好這些，就要求教師充分明確自身職責(zé)，牢固樹立以教學(xué)為中心的觀念，保證有足夠的精力投入教學(xué)中。
3.評(píng)價(jià)體系。作為評(píng)價(jià)體系，要改變傳統(tǒng)的基本是以分?jǐn)?shù)論英雄的模式。單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程如果只是掌握了一些理論知識(shí)而沒有實(shí)戰(zhàn)能力，分?jǐn)?shù)再高都不能算是學(xué)好。作為對學(xué)生的評(píng)價(jià)，筆者認(rèn)為一定確立以實(shí)踐能力為主體的評(píng)價(jià)體系，通過對學(xué)生做的項(xiàng)目難易程度、項(xiàng)目完成的效果等驗(yàn)收情況來給出合適的評(píng)價(jià)。
三、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開設(shè)與評(píng)價(jià)體系建立中要注意的幾個(gè)問題
想搞好單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程建設(shè)，提高學(xué)生的實(shí)戰(zhàn)能力，就要以設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)為重點(diǎn)來進(jìn)行整體設(shè)計(jì)。筆者認(rèn)為需要特別注意抓好以下四個(gè)銜接：
1.理論與實(shí)驗(yàn)的銜接。理論教學(xué)是單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程教學(xué)中必不可少的組成部分，但其開設(shè)方式不能采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，而應(yīng)設(shè)計(jì)出一種項(xiàng)目教學(xué)或稱為專題講授的形式來進(jìn)行。首先，要講透基礎(chǔ)部分，筆者認(rèn)為可以分成單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、單片機(jī)的指令系統(tǒng)、程序編寫的基本思想、硬件接口構(gòu)建等四個(gè)專題進(jìn)行。其次，要針對課程特點(diǎn)，做好五個(gè)簡單項(xiàng)目，如外部中斷的使用、定時(shí)器中斷的使用、并口的擴(kuò)展、串口通信、ad和da轉(zhuǎn)換。最后，要對相關(guān)知識(shí)點(diǎn)全面整合，綜合演練，實(shí)戰(zhàn)2～3個(gè)較為復(fù)雜的綜合性項(xiàng)目，進(jìn)行原理圖分析、算法設(shè)計(jì)和程序分析，并制作出作品進(jìn)行演示。按這種思路設(shè)計(jì)，理論教學(xué)大致課時(shí)數(shù)為36～48個(gè)課時(shí)，實(shí)驗(yàn)課時(shí)數(shù)為24～36個(gè)課時(shí)。
據(jù)此分析，實(shí)驗(yàn)教學(xué)則應(yīng)充分重視設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)。與理論教學(xué)相對應(yīng)，每講完一個(gè)項(xiàng)目，就要依托該項(xiàng)目開設(shè)一個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)3～5個(gè)課時(shí)。通過簡單的5個(gè)項(xiàng)目和較復(fù)雜的2～3個(gè)項(xiàng)目的訓(xùn)練后，學(xué)生能掌握單片機(jī)開發(fā)和設(shè)計(jì)與實(shí)物制作的基本方法和技能。當(dāng)積累了2～3年后，有了很多已成功的項(xiàng)目可參照時(shí)，不同的學(xué)生就可以選做不同的設(shè)計(jì)性項(xiàng)目。在進(jìn)行單片機(jī)原理與接口技術(shù)的課程設(shè)計(jì)時(shí)，則應(yīng)要求學(xué)生在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步深化，將多個(gè)部分綜合在一起設(shè)計(jì)制作一個(gè)更復(fù)雜、具有較完備功能的實(shí)際系統(tǒng)。這是一個(gè)由理論出發(fā)，通過基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、簡單的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、復(fù)雜的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，最后完成復(fù)雜的課程設(shè)計(jì)過程，符合循序漸進(jìn)的教學(xué)規(guī)律，實(shí)現(xiàn)了該課程理論與實(shí)踐的完美結(jié)合。在此過程中，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)基本覆蓋了單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程的所有知識(shí)點(diǎn)，使學(xué)生牢固掌握基本理論，熟練掌握基本設(shè)計(jì)思路，綜合應(yīng)用基本設(shè)計(jì)方法，從而達(dá)到學(xué)以致用的根本目的。
2.驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的銜接。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是指為驗(yàn)證已經(jīng)學(xué)習(xí)過的理論知識(shí)所設(shè)置的實(shí)驗(yàn)；設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是指給定實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊蠛蛯?shí)驗(yàn)條件，由學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并加以實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)作為一種傳統(tǒng)的教學(xué)方法，在現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中也還有一定的作用，可為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)提供一些必要的基礎(chǔ)?，F(xiàn)在的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)一般是在相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)箱上完成，通過開設(shè)1~2個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)可讓學(xué)生了解單片機(jī)的基本構(gòu)成和基本工作原理，所以在開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)前開設(shè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是非常必要的。同時(shí)，一些設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)可在實(shí)驗(yàn)箱上對驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改造而成，特別是對于開始的簡單的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)更是如此。比如一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，所有的電路硬件在實(shí)驗(yàn)箱中是現(xiàn)成的，同時(shí)給出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)程序范例，學(xué)生就可以在實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行驗(yàn)證，對所做實(shí)驗(yàn)的功能進(jìn)行分析。教師只需要在理論教學(xué)時(shí)將程序流程圖和涉及的算法講述清楚，最后要求學(xué)生去編寫程序，然后再進(jìn)行功能驗(yàn)證即可。采用這么一種由驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)作為基礎(chǔ)并進(jìn)行改造的方法對于以基本原理的掌握為目標(biāo)的簡單的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)具有很強(qiáng)的可操作性，有利于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)到設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的自然銜接。
3.課堂與課外的銜接。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開設(shè)要做好課堂與課外的銜接。因?yàn)樵O(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是要學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并加以實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)，所有的實(shí)驗(yàn)方案不可能僅在幾個(gè)課時(shí)的實(shí)驗(yàn)課上完成，主要工作要在課外完成。一方面，實(shí)驗(yàn)方案的制訂、原理圖的設(shè)計(jì)、實(shí)物的制作等主要在課外完成，實(shí)驗(yàn)課中主要是在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行調(diào)試和測試。另一方面，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)很難一次性成功，往往需要多次嘗試、反復(fù)修正才行，這些必須在課外完成。要使設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)真正達(dá)到較好的效果，除了在理論教學(xué)中要注重和實(shí)驗(yàn)教學(xué)銜接外，課外的銜接尤其重要，要做好實(shí)驗(yàn)室開放，讓學(xué)生在課外能夠較方便地利用實(shí)驗(yàn)室的資源，也應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生采購一些比較簡單的單片機(jī)開發(fā)工具，如簡易開發(fā)版、燒錄器等。
4.評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的再定位與評(píng)價(jià)體系建立的思路。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)往往只涉及一門課程的一個(gè)章節(jié)或一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容，學(xué)生通過驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，可以使所學(xué)理論知識(shí)具體化和形象化，加深對所學(xué)知識(shí)的理解與掌握，培養(yǎng)基本動(dòng)手能力。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)突出它的自主設(shè)計(jì)性，可以是單一知識(shí)的運(yùn)用，也可以是多知識(shí)點(diǎn)的綜合運(yùn)用，給出實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、要求和?shí)驗(yàn)條件，由學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并加以實(shí)現(xiàn)，所以設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)帶有試探性、研究性，在時(shí)間上也需要課內(nèi)與課外相結(jié)合。
由于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)性開設(shè)的目標(biāo)不同，所以最終的考核方式也不同。對于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，教師可以直接根據(jù)學(xué)生所做的實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)判其實(shí)驗(yàn)成績。傳統(tǒng)的做法是百分制。一般每個(gè)實(shí)驗(yàn)成績包括三個(gè)部分：實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)（20分）、實(shí)驗(yàn)操作（40分）、實(shí)驗(yàn)報(bào)告（40分）。使用傳統(tǒng)的百分制，可以評(píng)價(jià)學(xué)生是否掌握了基本理論和設(shè)計(jì)方法。但設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)所涉及的知識(shí)點(diǎn)數(shù)量不同，綜合運(yùn)用的效果不同，設(shè)計(jì)方案是否得當(dāng)，步驟是否簡易可行，實(shí)驗(yàn)的成本、效率是否令人滿意等等，都不能一概而論，因此需要結(jié)合各方面進(jìn)行綜合的評(píng)定。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的考核要貫穿這樣一個(gè)原則：淡化結(jié)果，注重過程。對于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)我們更重視學(xué)生在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中的表現(xiàn)，而測定結(jié)果只作為考核的次要因素。學(xué)生在設(shè)計(jì)方案中是否有獨(dú)到新穎的想法，整個(gè)實(shí)驗(yàn)思路邏輯是否清楚，實(shí)驗(yàn)過程是細(xì)節(jié)嚴(yán)密還是顧此失彼，結(jié)果是否可信等都是評(píng)定設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)成績的重要因素?？己酥幸浞止膭?lì)和肯定學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中所表現(xiàn)出的敢于挑戰(zhàn)、主動(dòng)學(xué)習(xí)、大膽創(chuàng)新的精神，以及由此帶來的思維水平和實(shí)踐水平的全面提高。
因此，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)不宜采用傳統(tǒng)的百分制，筆者認(rèn)為，宜采用優(yōu)、良、中、及格、不及格5個(gè)檔次來進(jìn)行評(píng)定。首先明確“優(yōu)”和“及格”的標(biāo)準(zhǔn)，在“優(yōu)”的標(biāo)準(zhǔn)下，適當(dāng)下降一點(diǎn)作為“良”的標(biāo)準(zhǔn)，“及格”標(biāo)準(zhǔn)高一點(diǎn)作為“中”，達(dá)不到“及格”標(biāo)準(zhǔn)的就判定為“不及格”。比如，每一個(gè)項(xiàng)目都設(shè)定多個(gè)指標(biāo)，完全達(dá)到指標(biāo)并有所創(chuàng)新的評(píng)為“優(yōu)”；完全達(dá)到指標(biāo)而無創(chuàng)新的可評(píng)為“良”；實(shí)現(xiàn)主要指標(biāo)可評(píng)為“中”；實(shí)現(xiàn)部分指標(biāo)，能體現(xiàn)設(shè)計(jì)者掌握了基本相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)則可評(píng)為“及格”；沒有實(shí)現(xiàn)任何指標(biāo)，或沒有做的評(píng)定為“不及格”。這樣就應(yīng)在設(shè)定實(shí)驗(yàn)指標(biāo)上著手，針對具體的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行不同的設(shè)定，才能比較準(zhǔn)確地定性評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，這一點(diǎn)仍需在實(shí)踐中不斷探索和改進(jìn)。
四、結(jié)語
單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程是電子信息工程專業(yè)至關(guān)重要的專業(yè)核心課程之一，必須更加重視設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，提高設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開設(shè)的質(zhì)量，做好理論與實(shí)驗(yàn)的銜接，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的銜接，課堂與課外的銜接，完善設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)體系，才能培養(yǎng)出符合社會(huì)發(fā)展需要的高素質(zhì)人才。
