時間：2023-01-15 16:56:58
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，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篇單片機課程設計總結，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
（重慶三峽學院 重慶 404000）
摘要：針對單片機實訓體系存在的理論與實踐脫節、缺乏工程應用能力培養等問題，本文介紹了相關的改革情況。采用項目化模式組織理論教學和工程開發模式組織實踐教學，將理論教學與實踐教學緊密結合起來；改革單片機課程設計模式，增加課題宣講、系統驗收答辯等環節，促進學生動手能力及自主學習能力的培養；組建單片機興趣小組及與大學生創新性實驗的結合，促進課內外單片機學習的良性互動。實踐證明，單片機實訓體系的多層次多模塊改革，提高了學生的應用能力及綜合素質，改革經驗具有一定的推廣價值。
關鍵詞 ：單片機實訓課程；教學改革；應用型人才
中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2015）02-0060-04
作者簡介：謝輝（1969—），女，碩士，重慶三峽學院教授，研究方向為工業測控系統的教學和研究。
基金項目：重慶市教委教改項目“單片機課程‘項目導向型’教學模式的研究與實踐”（項目編號：113013）；重慶三峽學院教改項目“應用本科單片機課程實訓體系的教學改革”（項目編號：JG120668）
一、現代工程對應用型人才的要求及現行教學模式的不足
現代工程對應用型人才的工程素質與實踐能力的要求不斷提高。工程素質是一個技術人員創新意識、團隊意識及知識技能等的內化表現，實踐能力則體現為一個技術人員分析問題、解決問題的外在執行力，二者相輔相成，是應用型人才培養的重要指標。高等院校工程教育是培養造就合格工程師的主渠道，需要每門專業課程理論與實踐的有機聯動，特別是實訓課程的系統化培養。
單片機是現代測控的核心。“單片機原理及應用”是電子、機電等專業的一門重要的專業基礎課，同時也是一門軟硬件技術結合緊密、理論性與實踐性強的課程。特別是單片機實訓課程，是對學生進行專業的技能訓練，鞏固和加強所學理論知識，培養學生動手能力和工程素質的重要環節，與單片機理論課程具有同樣重要的地位。
“單片機原理及應用”課程在我院開設多年，雖實踐教學經驗較豐富，但單片機實訓課程體系還存在著很多問題，主要體現在以下幾個方面：
第一，單片機實訓課程與理論教學結合不夠緊密。目前的單片機課程教學仍主要注重理論知識的傳授，課堂教學以單元章節劃分知識體系，課內實訓以驗證性實驗為主，學生無法將理論知識與實訓有機地結合起來。到了課程設計階段，學生很難對實訓課題有一個整體性的認識，不知道軟硬件如何分工，如何開展模塊化程序的編寫。許多時候課程設計變成了教師做課題，學生只能做簡單的電路焊接、程序錄入等工作，沒有達到培養學生應用能力的效果。
第二，實訓課題與生產實際結合不夠緊密。課程設計是學習單片機系統設計與開發的綜合過程的重要環節，實訓項目應該與生產實際緊密聯系。但目前絕大多數的實訓項目都主要停留在理論分析、繪制原理圖、編寫程序及電路板焊接等方面，對單片機系統在生產實際中可能遇到的重要問題如故障排查、系統優化、抗干擾、性價比等很少涉及。
第三，對學生實踐能力與創新精神的培養不足。工科的學生最重要的專業素質就是實踐能力與創新精神。單片機課程實訓涉及電子、傳感、程序設計及系統集成等多方面的知識，是培養學生專業素質優質的載體。但由于現行課程體系的條塊分割，課程實訓沒有與課外實踐及相關課程知識進行有機銜接。為保證課程設計在規定的學時內完成，實訓項目往往省略了文獻資料查閱、設計方案論證、任務分解及答辯等諸多步驟，直接給出一個可以完成的任務。這樣，學生的實踐能力很難有實質性的提高。
總體來說，現行單片機實訓課程任務較單一、考核不夠全面，對學生應用能力的培養還停留在較低的層面上。為促進學生實踐動手能力的培養及工程素質的提高，單片機實訓課程改革十分必要。
二、單片機實訓課程體系的改革
單片機課程實訓體系的改革，最重要的是通過理論課程學習及實踐項目訓練，使學生能站在工程應用的角度，更深入地理解單片機的理論知識，掌握單片機系統的開發流程，提高分析問題解決問題的能力，最根本的目的是培養良好的職業應用能力。為此，實訓課程的改革主要做了如下幾個方面的工作。
（一）項目化教學模式的構建
打破傳統的理論教學與實踐教學相分離的教學模式，將單片機課程規劃為基礎知識、單元技能及綜合能力三個層次，采用項目化教學模式組織理論與實踐教學。
根據電子信息應用本科的人才培養定位將課程內容進行優化重組，精心編選了6個非常貼近實際的工程項目，編寫出版了相應的單片機項目化教材。每個項目就是一個相對獨立的單片機應用系統，包含單片機的一個或若干個知識模塊，從實現實用性、能力化的教學目標；每個模塊又由一個或多個任務組成，將單片機應用技術的知識點、能力點加以整合和重組，貫穿在以職業能力培養為核心的工程項目中。
課程教學按照工程項目開發的模式，即“項目提出模塊分解任務完成項目總結”的流程進行。如“單片機最小系統”項目是讓學生理解單片機內部結構和最小系統的的簡單應用，又將其劃分為“51單片機初步認識”、“最小系統構成”、“流水燈控制器“、“簡單程序設計”等幾個主要任務，每一個任務就是一個或幾個項目知能體系指標的具體體現。通過實物演示、多媒體授課及實驗室任務程序的調試運行，將單片機理論教學與實驗教學緊密結合。在每個任務的完成過程中，還有意識地通過實驗思考題的形式引導學生進一步探索。如“彩燈控制器”，除常見的流水、追逐、跳躍等基本控制效果外，還引導學生思考多重跳躍、旋轉及不規則閃亮效果，進一步思考更多LED組成點陣的控制方法，更深一層地思考I/O口不夠用時的接口擴展問題及延時時間的控制問題；鼓勵學生通過鉆研教材及課余查閱資料提出想法，并將想法變成可行的系統設計框圖；對一些技術難點留到課程設計階段進行論證與解決。
（二）工程實踐型課程設計的開展
課程設計是工科專業培養應用型人才的重要手段，也是單片機實訓體系改革的重要環節，其主旨就是加強實訓課題與工程實踐的緊密聯系，真正培養學生具備單片機系統設計開發的基礎能力。課程設計改革主要做了課題論證宣講、過程指導改革、規范設計報告及答辯驗收等幾個方面的工作。
1.實訓課題論證與方案宣講
課題論證是工程項目開發的一個重要環節，方案的優劣直接關系到后續開發難度、售后維護及產品性價比。在前期項目化教學的同時就有意識地引導學生開展橫向與縱向的知識擴展，為課程設計做準備。如“數字電壓表設計”橫向的知識擴展包括不同種類A/D轉換器的選擇、顯示器及鍵盤設計方案的比較，縱向的知識擴展包擴電壓表量程的切換、電壓表到萬用表的轉換，其他非電量，如溫度、流量、濕度、壓力的檢測，從單機儀表到組網儀表的擴展等。在學生具備一定理論知識水平與實踐能力的基礎上，教師提出課程設計的要求，并給出相應的實訓指導書，鼓勵學生開始項目化小組籌備，尋找感興趣的課題。教師指導學生到專業網站查閱資料、下載模塊。必要的時候，還可以思考題的形式讓學生寫一份相應的文獻綜述。
課程設計階段的第一個任務就是實訓課題方案論證，要求以小組為單位充分討論，進行一次公開的課題論證宣講。宣講內容主要包括設計方案選擇、設計框圖、系統原理說明、擬達到的技術指標及及擬解決的關鍵問題等。教師會在此過程中檢查學生的前期準備工作，包括相應芯片數據手冊、設計參考范例等，指出設計方案的優點及不足，對可能遇到的設計問題給出參考意見，要求針對方案宣講中發現的問題再修改整理。如常做的“溫度控制系統設計”，要求每個課題組明確控制背景、控制精度，進而選擇合適的溫度傳感器與A/D轉換器，鼓勵學生選擇性價比高的芯片，如內置A/D轉換器的單片機，串行總線傳輸的小尺寸貼片封裝的芯片，或一體化的數字溫度傳感器等，提示學生注意溫度是大慣性控制量，需要一定的算法處理以提高控制精度。通過課題論證宣講過程的訓練，可讓學生切實感受到工程項目開發的嚴肅性及系統性，意識到前期準備及系統規劃的重要性，從而更全面深入地思考與解決問題。
2.項目化小組的開發過程訓練
課程設計以貼近實際的項目化小組的方式開展。根據課題工作量的大小及各自的興趣愛好，3~4人組成一個項目小組進行系統設計，包括硬件原理圖設計、控制程序編寫及調試、系統仿真驗證及實物制作等。項目小組的形式既能發揮不同學生的能力優勢，又有利于鍛煉學生的團結協作及產品競爭意識。課程設計強調系統的整合及實踐能力的培養，如管理程序編寫、系統調試、故障排查、性能優化等，使其更貼近工程實踐的開發過程。整個課程設計過程給予學生充分的自主學習與實踐探索的機會，從而最大限度地調動學生的學習積極性，教師主要起到啟發、把關和解決一些棘手問題的作用。對學生解決不了的難題，教師提出自己的觀點和看法，必要時指導學生進行軟硬件調試，觀察實驗現象，從而引導學生向正確的方向發展。如所做的“16×64點陣控制屏”，最先驅動方式是采用串行移位寄存器控制。當做16×16點陣實驗時，一切正常，但擴展到16×64點陣，進行字幕左右移動時，會出現重影，通過教師指導及實驗驗證，確定是串行驅動方式帶來的問題，改為并行驅動方式后，很好地解決了該問題。
3.規范設計報告及驗收答辯
課程設計后期主要完成設計報告寫作及實物驗收和答辯。通過這些手段促進學生更全面深入地掌握項目開發各方面的技能。
（1）設計報告寫作。進行設計報告寫作培訓，指導學生從課題任務、設計方案論證、設計內容、硬件及軟件工作原理、系統調試、仿真及實物展示等幾個方面進行闡述，并要求做實訓總結，最后的附錄按照規范格式附上完整的硬件原理圖、元器件清單表、程序清單及實物照片，成為一份有價值的技術文檔。通過培訓，學生課程設計報告整體質量較好，報告言之有物、條理清晰、結構合理、描述完整，杜絕了原來抄襲芯片手冊，缺乏實質內容的假大空形式。
（2）驗收和答辯。原來的課程設計沒有驗收答辯這個環節，不利于學生總結反思項目經驗。程設計引入驗收答辯機制，檢查學生是否認真完成課程設計及對專業知識的掌握和運用能力，也是確保考核評價真實公平的重要依據。驗收主要從系統設計、功能演示、硬件質量及軟件功能等幾個方面進行考核，并進行作品之間難度的對比與競爭。答辯以小組為單位進行，要求以PPT形式展示課題所做主要工作，每個組員都要回答指導教師的1至2個問題。驗收答辯促進學生對系統設計相關原理進行更深入地理解并總結反思項目經驗，從而從考核層面督促學生更好地學習。課程設計的改革實現了從以前重結論重報告到重過程重能力的轉變。
（三）實訓過程的考核改革
考核方式改革是實訓體系改革的重要方面。以往的實訓課程考核形式相對單一，主要以實訓產品及設計報告為考核對象，沒有細致地考核實訓過程及團隊成員知識水平的真實情況。改革的重要理念是重視創新思維與實踐能力的培養，采用形成性考核與終結性考核相結合，以能力考核為主的方式進行實訓成績的評定。考核內容主要由“綜合能力考核”（30%）、“實訓過程考核”（40%）及“總結與答辯”（30%）三部分組成。“綜合能力考核”主要包括文獻查閱、設計方案論證及課程設計報告等部分，重點考核學生對單片機理論知識及應用能力。“實訓過程考核”主要考察學生實訓過程的軟硬件設計、編程及仿真、實驗儀器設備的使用熟練程度、系統的查錯與糾正等多方面的實踐能力。“總結與答辯”也是實訓考核的重要環節。通過課題總結，讓學生明白系統設計性價比的重要性，實驗室方案與工程實用方案的區別，課題存在的不足與可能的改進措施；驗收答辯可以讓學生對課題做全面的總結反思，端正學習態度、重視實踐過程，重視知識點的細節學習。單片機課程考核方式的改革可以從根本上杜絕“高分低能”現象的發生，是促進學生創新思維和應用能力提高的重要手段。
（四）課外科技實踐活動的有機結合
一些綜合性的項目開發僅靠課內實驗實訓環節的訓練是遠遠不夠的，將課內實訓與大學生課外科技實踐活動及電子競賽等環節有機結合，是培養專業技能、提高綜合素質的一個重要途徑。
組織成立單片機興趣小組，建立QQ交流群，將一些優秀的單片機教程、設計范例、芯片手冊及常用的單片機開發網址等資料上傳到群里共享。每個同學的電腦上都安裝了Keil和Proteus軟件，相當于建立了一個虛擬實驗室。學生可以選擇感興趣的課題進行開發驗證，對課程實訓過程中的一些技術問題在群里相互討論并進行進一步的完善，教師也會針對一些難點問題在線答疑。對一些基礎較好、能力較強的學生，推薦他們進入創新實驗室進行更進一步的學習。
創新實驗室是學生進行課余科技實踐活動的平臺，配備了完善的電子儀器、單片機開發裝置及刻版機等設備。學生可以選擇實訓過程中一些難點課題或綜合性較強的課題再進行研究，也可以結合大學生創新實驗課題及大學生電子競賽課題進行研究，甚至可以承擔教師主持的研究課題中的一部分內容開展工作。學生在教師指導和高年級學長帶領下，獨立進行系統設計、編程調試、仿真驗證、電路刻版直至實物完成，最后寫出課題報告。實驗室還要經常召開講座，介紹一些新型單片機及先進設計方法，并進行設計作品的講評。通過這些多模塊、多層次的課外科研訓練與實踐訓練，學生能夠將單片機及其他相關學科知識融會貫通，具有一定的單片機系統綜合開發經驗，為今后從事相關工作打下了良好基礎。
參考文獻：
[1]謝輝，陳立萬，陳強.以“工程素質”與“創新能力”為導向的電子信息應用本科人才培養模式的構建[J].教育與職業，2012（273）：109-110.
[2]嵇萍，徐香梅.面向創新能力培養的單片機課程教學改革探索[J].蘇州市職業大學學報，2014（1）：88-89.
[3]謝輝，陳立萬，王悅善.“理實一體化”單片機課程項目導向型教學法的探索與實踐——以重慶三峽學院為例[J].職教通訊，2011（16）：46-47.
[4]謝輝，李洪兵，李焱.單片機應用技術[M].北京：清華大學出版社，2013.
[5]葛浩，林其斌.單片機課程設計教學改革與實踐[J].實驗技術與管理，2011，28（10）：138-140.
[6]鄭梁，胡冀，徐平原，高惠芳，秦會斌.單片機課程設計的創新教育模式研究與實踐[J].電子電氣教學學報，2009，31（9）：99-101.
[7]王敏杰.以職業能力為本位的實訓教學考評模式探討[J].中國職業技術教育，2009（11）：33-34.
關鍵詞：單片機 實操 Proteus 仿真 課程設計 C語言 改革
一、問題的提出
單片機作為電氣專業高技層次的專業主干課程，對全面培養在校生的專業能力起著十分重要的作用。但現行的適用教材幾乎都是一樣的組織架構，即按硬件結構―指令系統―匯編語言程序―接口技術的順序展開教學。教師如果按照教材內容展開教學，往往只能介紹基本硬件結構、指令系統和匯編語言程序設計等內容，最后再草草編一個“流水燈”就結束課程。這種形式的教學，勢必難以取得令人滿意的教學效果。作為非計算機專業的技校生，他們缺乏基本的計算機基礎知識，往往堅持聽講幾次課后，就會因為聽不懂而放棄課程學習，轉為睡覺、玩手機。哪怕堅持到最后的那部分學生，課程結束后，還在困惑：到底什么是單片機？它有什么用途？我能用它做什么？
筆者在幾年的單片機課程教學反思后，認為該課程必須改革，經過幾個學期的嘗試、實踐，逐步形成了基于Proteus仿真與實操的單片機教學改革思路，并在高技班試點。
二、改革思路與實踐
1.以實操為主，仿真為輔
技校學生引以為傲的是具備過硬的實操技能，而非扎實的理論知識。技校必須注重對學生實操技能的培養，一方面動手做比聽講“更有意思”，另一方面實操也是學習單片機的捷徑。在實際操作中，有兩種方法，一是使用現成的學習板，二是使用萬能板進行焊接電路板。考慮到學生在先修課程和實訓中，已掌握了一定的焊接技能，因此筆者認為，使用萬能板讓學生自己進行焊接電路，學習一個模塊，焊接一個相應電路，并實際操作、驗證，能幫助學生理解并掌握單片機系統的設計，并能從“電子技術”課程平穩過渡到“單片機”課程。
在每個模塊教學過程中，教師充分利用當前十分流行的單片機仿真軟件Proteus開展仿真教學。利用Proteus軟件，可以虛擬真實的設計過程（軟件名稱：From Concept To Completion），完成從基本的原理圖繪制―程序設計―仿真調試等全過程。通過軟件仿真，可以產生直觀的現象，學生可以獲取直觀的認識，并逐步熟悉單片機系統的設計流程。
2.以C語言作為編程語言
單片機程序設計語言有機器語言、匯編語言和高級語言。機器語言計算機能直接識別和使用，但對人類而言，則難以理解，因為它全為0、1代碼。匯編語言能夠直接對底層寄存器進行操作，對深刻認識和學習單片機原理很有幫助，但其實質上是機器語言的“符號化”，依然顯得“深不可測”。以此編寫簡單的小程序還行，若是進行項目設計，會使很多學生頭疼，且開發周期長，維護困難。因此，采用高級語言進行單片機開發，自然成為大多數單片機工程師的首選。
C語言是一種結構化語言，按模塊化組織程序，具備豐富的運算符和數據類型，可以直接訪問內存地址，進行位（bit）操作，實現對硬件的編程操作，既有高級語言的功能，也有低級語言的優勢。采用C語言進行程序設計，用戶只要大致了解單片機的基本結構、相關部件的結構和特殊功能寄存器即可進行開發，用戶如果有需要還可以通過反匯編等手段學習匯編語言，因此C語言獲得了廣泛的使用。
本著學以致用的原則，筆者堅定認為技工院校的單片機課程必須采用C語言，而非匯編語言。實踐證明，由于C語言的簡單、易學，學生雖然沒學過《C語言程序設計》，但結合項目的案例講解分析，不斷總結，大多數學生均能較好地掌握C語言的基本內容，并進行單片機程序設計。
3.以模塊化整合教學內容
傳統的單片機教材脫離實際操作，側重對單片機內部結構的講解，未能突出實際應用。而且教材中有不少內容，陳舊過時、技術上還沿用幾十年前的思路。因此，筆者大膽對教材進行改革，結合學生理解、接收實際，整合出以下單片機教學模塊（見表1）。
通過上述模塊的學習，大多數學生可以掌握單片機的基本操作、簡單的程序設計，并能夠形成單片機系統的認識，熟悉單片機系統開發的基本流程。如此，單片機教學目標也就實現了。
4.以課程設計全方位考核
通過各個模塊的學習，學生理解并掌握了單片機的基本知識和操作技能，可以自行搭建最小系統，諸如發光二極管、按鍵燈的簡單外設。但這只是相對獨立的各個模塊，無法真正形成應用系統。因此，在教學安排上，筆者建議安排1～2周時間開展微機控制課程設計。這也是對教師、學生綜合、全方位技能的考驗。
在設計課程設計題目時，筆者充分考慮到學生的實際情況，力求避免過于復雜、難度大的題目，而偏向于總體難度不大，但具備一定綜合性的題目。以筆者的實際經驗看，經過1～2周的設計、調試，當學生完成相關任務形成“作品”后，大多數學生的表現是自豪的。下面是筆者給出的幾個課程設計題目，每個課題給出相應的控制要求、設計指導，學生可根據自身的學習情況，自行選擇設計課題（見表2）。
三、小結
技工院校以“技”立身。筆者結合教學經驗、項目經驗、技校學生特點，提出一種單片機教學改革思路，并積極探索實踐。通過教學實踐表明，這種教學改革是可行的，能很好地提升學生的學習積極性、培養學生動手能力、資料檢索能力和一定的分析問題、解決問題的能力。
參考文獻：
[1]徐愛鈞.單片機原理實用教程――基于Proteus虛擬仿真[M].北京：電子工業出版社，2011.
關鍵詞：單片機綜合設計；系統仿真；實踐創新
一、前言
《單片機綜合課程設計》是面向測控及電子通信專業綜合性主干課程，是在學習完成電路原理、模擬電子線路和數字電子技術、單片機原理及應用及微機原理等電子專業課后，進行的一次綜合性、系統性的設計實踐。設計題目包括對信號的采集、濾波、放大，以及應用各種不同類型智能微處理器顯示、控制等。通過本次的動手實踐，鞏固提高學生應用單片機、電子技術進行地震勘探儀器系統綜合設計的水平，提高學生獨立地分析問題、解決問題的能力，為將來的工作實踐打下一個較好的基礎。
二、教學目標
學生通過對本課程環節的訓練，使學生掌握數字及模擬電子技術基本原理，深入了解單片機及其他微處理器系統組成原理及設計技術，并將所學的電子技術理論與項目實踐相結合，完成課程設計內容要求，掌握智能電子系統電路設計及程序設計的一般方法，進而提升解決特定工程問題能力；通過動手實踐，提高學生獨立地分析問題、解決問題的能力。
三、教學內容
在教學實踐中，為達到較好的教學效果，單片機課程設計內容上采用仿真教學與實踐動手相結合的教學模式。1.通過仿真調試階段，提升綜合設計能力。課程設計分為兩個階段，第一階段，為仿真調試階段。通過這一過程階段，意在促進學生綜合運用所學理論知識，提升綜合運用和系統設計能力。針對課程設計題目進行仿真調試，采用PROTEUS專業軟件，設計題目以單片機綜合設計題目為主，通過三個步驟進行設計。系統設計階段：學生根據設計題目，進行系統架構設計，包括選擇應用芯片類型，電路分類及程序流程等；硬件電路設計階段：結合所選擇芯片，完成電路設計，并在PROTEUS環境下完成電路圖繪制。軟件設計：在硬件電路完成后，根據題目要求，編寫硬件程序。在日常單片機及數字模擬電路教學中，學生往往針對一種電路及模塊進行設計，系統設計概念比較欠缺，通過完成綜合仿真設計，真正將電路設計與C語言編程緊密結合，將知識融會貫通，達到學以致用的效果。以“多通道模擬量信號的采集與動態顯示設計”題目為例，題目要求包括：①從多個通道輸入可調模擬量電壓信號，分時采集各通道輸入信號；②將多通道采集數據連續存儲到單片機片內數據存儲器；③設置獨立式按鍵，確定顯示的通道，在數碼塊上顯示相應通道采集的模擬量數據，顯示控制方式為動態掃描方式實現。題目分析：設計題目包括信號處理、數據采集、數據存儲、動態顯示四個方面功能，題目設計的知識點包括模擬電路中信號濾波放大的知識，包括數字電路中4—7段數碼塊譯碼顯示的內容，同時包括單片機中數據存儲及與功能芯片接口設計的技術，在功能的實現上，還需要根據不同功能，編寫C語言驅動程序，并將程序與電路聯通調試，實現對應功能。題目綜合多門課程涉及內容，同時需要軟硬件配合調試。學生在設計中，既復習運用所學各門課程的知識，又需將各個知識點加以綜合靈活運用，達到復習鞏固所學知識，掌握電子系統電路設計及程序設計的一般方法，進而提升解決特定工程問題能力的教學目的。2.通過動手實踐環節，提升實踐創新能力。在仿真設計完成基礎上，指導學生進行實際電路的制作和調試。學生采用2—3人為一個小組，首先運用所學電子技術基礎知識，查閱相關文獻資料、電子線路參考設計手冊、電子元器件手冊，進行電路設計、程序編制，在設計過程中，鍛煉自己熟練掌握和使用先進的計算機電路仿真軟件工具，提高設計效率。其次進行電子市場調研、購買相應元器件，完成電路設計制作、功能調試、參數測定，通過這一過程，學生與實際電子元器件緊密接觸，從書本的知識物化為實際電子器件，并通過繪制電子線路版圖，焊接電子元件，進一步增加實踐技能，將書本上的理論與實踐結合，達到學以致用、學為所用的實際教學效果。最后由教師組織全班進行設計交流、現場功能演示和提問答辯，同時教師完成每組的成績評定和設計總結，為下次的課程設計提出合理化建議。從教學角度，在課程設計的內容選擇上，更突出設計內容的綜合性，并適當增加設計應用技術的難度，并與現代電子新技術緊密結合，激發學生學習的積極性。除此而外，增加設計內容的工程性，增加電子線路板設計及繪制環節，為學生講解PCB電路板的設計方法及技巧，多層電路板的設計技術及高速電路板的設計等，進一步提高學生應用所學知識進行工程綜合設計的水平。目前，開設的新增加的課程設計題目包括：基于CAN局域網絡的遠程數據采集板卡設計實現；基于凌陽單片機的音樂播放器設計開發實例；基于I2C總線的公交語音報站播放器設計；基于ZIGBEE無線通信系統設計；基于GPRS無線數據采集系統等。通過大量新穎的具有高技術含量的綜合設計，充分調動學生的熱情，讓學生從實驗中掌握知識，提升技能。3.以課程設計為基礎，積極參與各類科技創新活動，提升科技創新水平。深入貫徹學以致用、理論聯系實際的教學理念，在單片機課程設計基礎上，鼓勵學生應用課堂設計中獲得的實踐技能解決實際問題，積極參與大學生科技創新活動以及各類電子競賽等活動，將知識活學活用。在大學生科技創新活動中，在指導教師引導下，結合科研項目，應用單片機及電子技術解決問題，自身綜合設計能力和創新能力獲得提高。以大學生科技創新題目“抽油機皮帶輪自動檢測裝置”為例：油田現場抽油機皮帶輪脫落會影響生產，原始的皮帶輪脫落檢測采用施工圖數據進行分析，經常出現誤報錯報事故的現象。根據工程需求，學生們大膽設想，通過霍爾傳感器檢測抽油機工作速度，再通過速度大小判別皮帶輪工作狀態。以單片機為核心，控制霍爾傳感器采集速度信息，并將顯示結果通過RS485上傳到計算機顯示結果。設計思路新穎獨特，較好解決了工程實踐中的難題，自身的設計水平也達到大幅度提高。開展以科技創新為核心的課外科技創新活動，最終是以培養學生實踐能力，創新能力和提高教學質量為宗旨，通過科技創新活動，讓學生通過課外的電子科技活動，切實感受到自己所學知識的應用價值，將理論教學與研究實踐相結合，激發學生對電子專業課程的學習興趣，使學生由被動學習狀態轉入主動學習狀態，并以此鼓勵學生開拓進取。
四、、結束語
理論教學與實踐教學是高校教育的兩個重要組成部分，單片機綜合課程設計是一門將理論與實踐緊密聯系的綜合性實踐課程，通過綜合設計實驗教學，對于鞏固課本上學習的理論知識，培養引導學生掌握科學的思維方法，培養綜合分析問題和解決問題的能力，嚴謹求實的工作作風和協同工作的團隊精神等方面具有獨特的，不可替代的作用。
參考文獻：
[1]曹旭東,李卓然.全日制專業學位研究生的《DSP芯片原理及應用》課程實踐教學方法研究[J].教育教學論壇,2014,6(24).
[2]曹旭東,張少華.《單片機原理及應用》課程實踐教學方法研究[J].教育教學論壇,2015,7(30).
[3]王英紅.淺析開放式電工電子實驗室的建設[J].電氣電子教學學報,2012,(8):24-27.
[4]江錦花,大學生科技創新與開放實驗室管理模式[J].實驗室研究與探索,2009,(12):32-48.
[5]曹曉達,現代電子專業實驗室的規劃與開放式管理[J].華章,2012,(7):23-26.
關鍵詞 貫穿項目 單片機 交通燈
中圖分類號：TP391 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2013）05-0009-02
一、引言
“單片機原理與應用”課程是高職院校機電類專業的核心課程，具有較強的理論性和實踐性。傳統的先理論后實踐的教學方式很早就被證明不適合高職教育，高職教育是以培養技術應用能力為主線來設計學生的知識、能力、素質結構和培養方案的，其實踐教學應在教學計劃中占有較大比重。當前，高職教學項目化已經成為廣大高職院校的共識，以項目為載體的教學方法改變了理論教學與實踐教學相脫離的狀況，能夠較好的激發學生的學習興趣，提升教學質量。
以企業實際項目為載體來設計課程，將理論與實踐統一融合在項目設計過程中，避免了枯燥的理論學習，提升了理論應用與實踐的能力。在單片機項目化課程設計中，往往采用若干個不相關的項目完成本課程的教學工作，其弊在于，學生對于每個項目都有所觸及，但易于流于形式，無法深入理解每個項目的完整設計過程。貫穿項目教學方法的出現，對此給出了較好的的解決方法。貫穿項目教學法采用一個能夠涵蓋本課程知識面、難易適中的企業真實項目，以此項目作為教學設計核心，完成整個課程，從而實現了真正的項目化教學。
二、單片機貫穿項目課程設計
“單片機原理與應用”課程，主要是針對高職高專二年級學生設置，他們具有一定的數字電路及模擬電路等專業基礎知識。選擇貫穿項目時，本著實用性強、具有趣味性、難易程度適中原則，采用“十字路通燈”作為課程貫穿項目，將該貫穿項目剖分若干相互銜接的子項目進行教學，依據單片機的知識結構，對每個子項目設置若干任務，由簡入深地完成整個貫穿項目。該項目采用天煌教儀THMEMU-1型單片機技術實訓裝置，配備有單片機最小應用系統、交通燈實訓硬件環境等功能性配置、Keil C51集成開發環境以及Proteus仿真軟件。表1為貫穿項目的設計：
如上表所示，每一個子項目都會涉及到新的知識點，老師通過引導學生，使他們了解新的單片機知識與概念，同時，學生利用已經自身儲備的單片機知識，完成每個子項目。每一個子項目即具有前后承接性，又具有項目的獨立性特點，因此，每個子項目都會有可檢驗性的成果，以備老師評價子項目完成情況。每個子項目都按照如下過程實現，這里以子項目5為例說明：
①給學生發送子項目實訓項目單，告知該子項目的詳細任務及每個任務的評分標準。子項目5要求 4位LED數碼管顯示時間，LED顯示紅綠燈狀態。本步驟需要老師進行基礎知識的講解，定時/計數器較難理解，這里講解的時候，拿出一個獨立的例子進行引導，例如電子秒表的實現原理。此外，簡單講解LED顯示器接口設計的原理即可。
②學生進行子項目方案論證，組織學生分組討論，教師進行引導。告知學生該子項目需要用到單片機最小應用系統（F1區）和信號燈/交通燈/舞臺燈模塊（D1區）。
③進行程序設計及硬件電路設計，根據子項目所要求的任務，利用Keil C軟件進行程序設計及調試，利用匯編語言實現，較為復雜的程序實現需要老師提供不完整程序或者錯誤的程序，學生自行完成或修改程序，并在Proteus仿真軟件上進行仿真實驗，觀察交通燈的模擬情況。之后利用THMEMU-1型單片機技術實訓裝置進行硬件仿真，這里需要對Keil C軟件進行設置，選擇硬件仿真，選擇串行口，設置波特率為38400。然后調試觀察程序運行是否滿足要求。
④仿真成功后，進行元器件采購，設計、制作印刷線路板圖，安裝焊接元器件，將步驟③調試好的目標程序下載到單片機片內程序存儲器中。
⑤書寫項目報告書，報告書中應該含有程序設計流程圖，重要源代碼，電路原理圖，以及調試程序中所遇到的錯誤信息。
⑥老師驗收項目，根據評分標準，對每位學生所完成的項目任務難易程度，重要與否等進行綜合評定分數。對于未能及時完成子項目的學生，給其提供實訓教室，利用課外時間完成子項目。
完成所有子項目意味著實現了貫穿項目。學生在老師的輔助引導下，把所有子項目的成果整合為“十字路通燈”這一最終成果，并在班級范圍內對每個學生的作品進行展示，給予總評。
三、單片機項目化教學中老師的角色
在單片機項目化教學中，對于每個子項目，老師的作用在于啟蒙，每個子項目都會引入新知識，對于一些較為抽象的概念，老師需要以較為通俗的語言給予講解，以便于學生能夠利用這些新知識實現子項目。子項目設計中的每個過程，老師都要在一體化教學環境中引導學生主動思考，解決問題。尤為重要的是，老師要充分了解每個學生所面臨的問題，總結出來共性問題，并給予解決，因為學生對子項目的理解能力畢竟是初級階段，老師需要讓學生在一定課時內完成子項目，這對學生之后的子項目設計及程序編程等都會樹立信心。切忌的是子項目難度系數高，較好的衡量方法是，在規定的子項目學時內學生能夠基本完成任務。
四、總結
在單片機教學過程中，采用傳統的非一體化課室進行教學，切實感覺到理論教學的難度大于實踐教學，究其原因，復雜的邏輯知識結構、枯燥的理論概念是主要原因之一，當然，老師的水平及教學方法亦是重要原因。教學過程中，如果單純地注重單片機知識結構的前后邏輯關系，而忽視單片機實際開發流程的實訓，就會導致學生知其然，而不知所以然的后果。貫穿性的項目，不僅改變了傳統教學的枯燥乏味，同時也改變了老師的角色定位，實現了以學生為中心、教師為輔助、項目為中心、課本為參考的授課新模式。學生在項目實現的過程中，經過自我思考，團體合作，經歷失敗，獲得成功，付出辛勤與汗水，都為自己以后的職業發展打下了良好的根基。
參考文獻：
[1]邵鐵鋒. 單片機項目化實習教學的探索[J]. 電氣電子教學學報，2008，（5）：58～59.
關鍵詞 單片機 現狀 教學改革
中圖分類號：G434 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkx.2016.12.039
Abstract Based on the characteristics of MCU course， we analyzes the current teaching situation and the problems existed in MCU course， then carry out teaching reform from teaching content， teaching methods and examination forms， aimed at improving students’ study enthusiasm and the ability to analyze problems， enhancing their innovation ability and overall quality， and pointed out how to improve the existing teaching mode to improve the quality of teaching.
Keywords MCU course； current situation； teaching reform
0 引言
“單片機原理及應用”作為電子信息工程的一門重要專業課，具有實踐性、應用性強等特點，并且強調硬件設計與軟件開發于一體。該技術已經廣泛應用于工業自動化控制、自動檢測、家用電器、儀器儀表、機械電子等諸多領域中，①這些領域也是電子信息工程專業學生的主要就業去向。通過這門課程的學習，學生可以掌握單片機控制系統的設計以及如何編寫程序，這將為后續嵌入式等課程的學習以及畢業設計環節打下基礎。隨著當前社會的不斷發展進步，各類智能設備層出不窮，因此單片機必然有其用武之地。為了適應目前就業形勢的需要，并且使學生在學習單片機知識時能夠具有較高的效率，有必要對單片機課程的教學進行改革，從而來提高學生的動手能力，增強學生的競爭力。
1 單片機課程教學現狀與存在的問題
第一，單片機原理及應用這門課涉及到比較多的專業基礎課程，如C語言程序設計、網絡通信、數字電子技術、模擬電子技術等，對學生的專業知識要求較高，而通常學生專業知識比較薄弱，有的專業知識遺忘，對單片機的學習造成困難。第二，單片機這門課程的內容和概念多并且都比較抽象，各個功能模塊間有著密切的聯系，對于初學者來說難以掌握和理解。第三，單片機課程理論教學模式比較單一，以往傳統的教學模式都是老師講課、學生聽、比較枯燥乏味，學生學習積極性不高，學習效果不佳，不能激發他們的學習興趣，并且實驗也是驗證性的居多，不利于培養學生單片機程序設計和硬件開發的能力。因此，任課教師都在探索新方法以提高單片機課程的教學效果。②③④⑤⑥第四，課程考核形式單一，主要以閉卷考試為主，學生通過考前突擊也可能取得較好的成績，但是可能缺乏動手能力，這種考核方式不能全面衡量學生對這門課程的掌握程度。下文分別從教學內容、教學方法以及考核形式3個環節提出改革方案，通過改革，旨在提高學生分析和解決問題的能力，使學生有較強的專業技能，從而培養出適應當前社會發展需要的專業技術人才。
2 教學內容的改革
由于“單片機原理及應用”這門課程的內容比較抽象、概念多并且邏輯性強，因此在授課的過程中要注意控制好理論知識的深度，減少一些記憶性與陳述性的知識，加強與實踐結合，可以以電子設計大賽的一些作品為例，引導學生學以致用。可采用案例式教學的方式來吸引學生注意力，提高學生學習興趣。例如，在講授單片機定時/計數器這個章節內容的時候，一些學生對于如何設置IP、TMOD、IE、TCON等特殊功能寄存器來實現定時或計數的功能難以理解，但是他們對引言部分中介紹的設計萬年歷的例子有較大的興趣，因此可以先用PPT展示一下萬年歷設計的過程，讓學生帶著問題去學習寄存器設置等方面的知識，可大大提高他們的理解效果。在教材建設方面，教材中一些陳舊的內容已經不適應當前技術發展的需要，所以應當適時地更新教材，有助于不斷補充新知識和新技術，克服長時間選用同一教材知識的滯后性，此外，教師在教學過程中，應當根據學生的實際需求以及學校制定的人才培養計劃編寫合m的教學大綱，從單一到綜合，簡單到復雜，逐層遞進安排教學內容，對教學內容劃分成三個大模塊，第一個部分為單片機的工作原理和硬件結構組成，讓學生對單片機有一個整體的認識，第二個部分介紹單片機C語言程序設計，使學生掌握程序的編寫方法，第三個部分為中斷系統，定時計數器以及串行口通信等，使學生了解單片機控制系統，并能夠對單片機進行開發應用，這種劃分模塊的方法，可以使得課程內容條理分明，重點更加突出。在實驗教學方面，首先，要認真設計實驗內容，著重培養學生的創新和實踐能力，在以往的實驗教學大綱中，實驗內容較少，多數實驗是以驗證性為主，設計型、創新型的實驗較少，學生通常是機械式地根據實驗指導書完成實驗，并且有些實驗程序是都已經編寫好提供給用戶的，這樣的實驗將不利于他們動手能力的培養，因此需要根據學生對學習理解情況調整實驗側重點，除了教學大綱中規定的基礎實驗外，大綱中可以適當增加設計性和綜合性實驗。為了給學生提供了更多動手實踐的機會，學校還可以適當開放實驗室，鼓勵學有余力的學生進行綜合實驗項目，讓學生在課余時間利用實驗室資源學習單片機。通過課程設計、實習實訓、畢業設計等教學環節進一步彌補課內實驗學時的不足。
3 教學方法改革
在教學過程中，可以多種教學方法并用，這樣有助于培養學生的學習興趣。采用板書與多媒體手段相結合的教學方式，比如對于程序設計我們可以利用板書來講解，通過利用多媒體進行現場演示和調試程序，使學生在課堂上就能夠觀察到程序運行的現象和結果，給學生直觀感受，使抽象的內容變得生動、形象，有利于產生好奇，激發學習興趣。除了傳統的“多媒體+板書”的方式外，還可以采用任務驅動法、項目教學法、討論法等教學方法。比如在講解匯編指令這部分內容的時候可以適當縮減講授學時，轉為任務驅動型的學習方式，只對一些比較常用的指令進行認真講解，余下的一些指令以課后作業的形式布置給學生自己學習，這種方式有助于培養學生的自學能力。課堂上還可以給學生展示一些單片機的小應用、小制作的實物，并針對這些實物多與學生交流、討論，通過這些展示培養了學生的學習興趣，變被動學習為主動學習。教師還需要適當引導學生充分利用學校網絡資源，查閱課程資料或文獻，以及進行課外的學習上的交流互動。在實驗教學方面，對于一些比較復雜的實驗，可以把學生分成若干個小組，每個小組大概由 4～5名自學能力比較弱和比較強的學生搭配構成，教師在講授完必要的基礎知識以及實驗引導后，就可以讓各個小組學生通過學習、實踐、交流和討論來完成實驗，等實驗完成后再從每個小組中選一個人來進行過程講解和結果演示。這種分組教學的方式能夠培養學生的團隊合作精神并且提高他們的自學能力。單片機是一門實踐性很強的課程，因此需要強化課程設計環節，讓學生利用所掌握的知識獨立設計一個小型的單片機應用系統，通過課程設計可以很好地鍛煉了學生的實戰能力，同時可以讓學生查漏補缺，進一步鞏固所學知識。另外，平時需要多鼓勵實踐能力比較強的學生積極參加各類電子設計大賽，鍛煉他們的實踐能力和團隊合作精神，培養綜合素質，同時也為學校爭得榮譽。
4 課程考核模式改革
以往的考核方式單一，主要以期末閉卷筆試為主，有的學生可能通過考前突擊也可以取得不錯的成績，這樣就無法全面地反映學生單片機的實際編程能力以及對知識的掌握程度，所以應該增加實驗考核，并且合理設置實驗成績、平時成績以及理論成績的比例，可以采用課程總成績=期末筆試成績？5%+實驗成績？0%+平時表現？5%的方式進行考核，引導學生不要重理論輕實踐，因此只要學生在平時的實驗過程中熟練掌握了基本技能，最終的總成績都不會太低。這樣的考核方式能夠激發學生平時學習的積極性，更能反映學生實際應用能力及對知識的掌握程度。
5 總結
隨著現代科技的發展，單片機的應用領域越來越廣泛，因此單片機的教學改革十分必要。本文首先分析了“單片機原理及應用”課程現狀與教學中存在的問題，接著分別從教學內容、教學方法和考核形式等方面對單片機課程進行了教學改革探討，充分注重理論與實踐相結合的原則，因材施教，重視學生自主學習能力的培養，提高學生解決實際問題的綜合能力，也為畢業后的順利就業打下基礎。希望通過本文中提出的教學改革思路，能夠進一步提高單片機的教學效果，同時為社會培養出具有創新能力的單片機應用型人才。
注釋
① 文武松等.紋機原理及應用[M].北京：機械工業出版社，2015.
② 石明江，顧亞雄，張禾.單片機原理與應用課程教學改革與實踐[J].計算機教育，2011（6）.
③ 劉志壯，張文昭，周文真.單片機原理課程教學改革研究與實踐[J].當代教育理論與實踐，2014（9）.
④ 王琦，孟昕元，楊曉.單片機課程教學改革與探索[J].河南機電高等專科學校學報，2015.3（23）.
本文首先用PID算法來控制PWM波的產生,進而控制電爐的加熱來實現溫度控制。然后在模型參考自適應算法 MRAC基礎上,用單片機實現了自適應控制,彌補了傳統 PID控制結構在特定場合下性能下降的不足,設計了一套實用的溫度測控系統,使它在不同時間常數下均可以達到技術指標。此外還有效減少了輸出繼電器的開關次數,適用于環境參數經常變化的小型水溫控制系統。
目 錄
第1節 引言
1.1 水溫控制系統概述
1.2 本設計任務和主要內容
第2節 系統設計原理與方案論證
第3節 硬件電路設計與計算
3.1 溫度采樣和轉換電路
3.2 溫度控制電路
3.3 單片機控制部分
3.4 鍵盤及數字顯示部分
關鍵詞：單片機；仿真；案例教學；教學改革；電子競賽
單片機是一門綜合性、實踐性極強的課程。單片機的概念多、專有名詞多、內容抽象、指令豐富，且軟、硬件發展很快，新器件不斷，故相當多的學生在學習單片機時感到郁悶，實際使用不知如何下手，不能真正掌握單片機技術。因此，如何安排教學內容，使學生既能了解新技術又能對單片機的應用技術融會貫通；如何設計教學方法，激發學生的學習興趣，真正理解和掌握單片機技術，是在單片機教學中需要解決的問題。針對教學對象的特點和課程特點，我們提出了“案例教學”的教學理念，以達到創新人才的培養效果[1]。
一、單片機教學的現狀和存在的問題
（一）傳統的理論教學環節
教師上理論課時，先講述單片機的理論知識，如講述單片機的概述與發展，單片機的內部結構，指令系統及I/O接口電路，而講述單片機實例的課時比較少，達不到理想的效果，并且學生在學理論知識時，只是處于被動接受知識的一方，調動不了學生的主觀能動性，學生對單片機知識的學習會感到很盲目，從而對這門課程產生不了很大的興趣。
（二）傳統的教學實踐環節
教學實踐環節分為實驗教學環節和課程設計環節兩部分。實驗教學環節一般采取單片機實驗箱，學生做實驗時根據實驗連線步驟連接好硬件電路，下載現有的實驗程序，得出實驗結果，一般只能起一個驗證過程的作用，學生缺乏對整體電路的設計，也缺乏修改硬件電路和軟件程序的機會，從而不能真正鍛煉學生的動手實踐能力。課程設計環節，對于設計一個單片機應用系統，要涉及到很多的單片機的專業知識，很多同學只是在網上下載一些實例，按照資料設計硬件電路圖，復制其程序生成HEX文件，然后聯調就基本仿真通過。如果要求他們改變或增加一些功能設計，很多同學基本完成不好，主要原因是他們還沒有基本沒有搞懂對應的知識。
二、單片機課程仿真案例教學的實施
（一）單片機案例教學簡介
單片機案例教學就是將單片機課程所要求掌握的基本知識點、基本原理和方法都溶入到包含這些原理的實際項目例子的討論與講解之中，基于項目開發的過程來組織教學內容[2]。
（二）單片機案例確定
經過教研室教師對單片機案例進行設計，將單片機的基本知識點都包含到以下幾個案例中。單片機案例從難易程度暫分為三個階段，分別為第一階段、第二階段和第三階段。第一階段為初級階段，基本掌握單片機的I/O口的使用，學生比較容易掌握，而且容易提高學生的興趣。第二階段為中等難度階段，需要掌握單片機與各常用接口電路的應用。第三階段比較難，涉及到的傳感器驅動程序比較復雜。
（三）單片機課程仿真案例具體實施
1.教師進行具體案例任務的確定，并確定相應的單片機知識點，針對各個具體的案例，老師進行設問。同時，課前將下一堂課的案例材料發給學生，要求學生熟悉每一個案例的材料，針對設計的問題進行分小組思考和探討。
2.在課堂教學組織方式上，每次教學過程均圍繞一個案例進行各教學環節的組織，以任務目標為主線，結合相應案例對各相關知識點和技能點進行講解，引導學生思考并提出相應的解決方案，激發學生的主觀能動性和創新能力，學生在學習過程中以小組為單位，每組針對任務和要求進行分析，并對實現的方案、硬件電路和軟件功能設計。最后，由老師進行總結和評價，指出案例所涉及的理論知識及其應用方法，就學生提出的問題進行解答[3，4]。
3.將實踐教學環節溶入課堂教學，學生實踐環節以課堂教學任務為對象，利用PROTEUS仿真軟件繪制硬件電路圖，用KeilC軟件進行軟件程序的編寫，然后進行聯合仿真調試。教師對學生調試過程中的重點、難點以及學生操作過程存在的問題進行實時點評，并要求學生在已經實現的硬件電路和程序的基礎上，進行適當修改。
4.具體仿真案例教學的舉例———交通燈案例分析。
第一，確定具體任務和要求：設置東南西北四個方向紅、綠、黃共12個（或者6個，其中東西一組，南北一組）LED信號指示燈，南北方向的綠燈亮27秒，黃燈閃爍3秒，東西方向的紅燈亮30秒，然后南北方向紅燈亮30秒，東西方向綠燈亮27秒，黃燈閃爍3秒，依次循環，數碼管倒計時顯示，當出現緊急情況時，四個方向交通燈全部為紅燈。要求利用并行接口芯片8255擴展設計相應的硬件電路、軟件流程圖和程序。
第二，確定交通燈案例的相關單片機知識點為：并行I/O接口芯片與單片機的接口電路設計，以及其相應的8255的驅動程序，定時器和中斷程序，數碼顯示電路和按鍵電路驅動程序等。
第三，針對交通燈案例老師準備的問題：問題1：為什么設計黃燈和黃燈閃爍如何實現？問題2：倒計時1秒應該如何實現？問題3：緊急情況用什么來實現？單片機交通燈仿真圖如圖1所示。圖1中南北方向紅燈亮，東西方向綠燈亮。P1口提供南北方向的段碼，P2口提供東西方向的段碼，P3.0-P3.3分別提供南北方向和東西方向數碼管的位碼，P0.0-P0.5分別提供6組交通指示燈。
三、單片機課程仿真案例教學的考核
單片機案例教學考核方法是課程教學的最后環節，它直接檢驗單片機教學的效果。隨著教育教學改革的不斷深入，變應試教育為素質教育，《單片機原理及應用》的考核應注重考核學生的實踐和創新能力，該課程的考核一般采取開卷考試、實驗成績和平時成績相結合的方式進行考核。其中平時成績占20%，主要包括學生的考勤、作業、隨堂測試以及課堂表現和回答老師的提問情況等。實驗成績占30%，主要考查學生的硬件電路的設計和軟件編程能力，在完成基本的實驗任務時，然后根據思考部分的提問進行相應硬件電路和軟件程序的修改。開卷成績考試占50%，主要考查學生單片機理論知識、單片機接口電路設計和軟件編程。
四、結束語
文章針對傳統單片機教學過程中存在的不足提出了單片機案例教學方法，將單片機的理論知識融入到實際的案例中去，在講述案例的同時插入理論知識的講解，這樣充分調動了學生的學習興趣，增強了學生對單片機的綜合應用能力。基于單片機案例教學已取得了較好的效果，對學生參加各類電子設計競賽和畢業論文設計具有較大幫助。
參考文獻
[1]孫軍業.案例教學[M].天津：天津教育出版社，2004.
[2]陳錕.單片機課程案例教學的思考與探討[J].中南民族大學學報，2008（27）：10-12.
[3]李冰.單片機課程的項目化教學改革與實踐[J].實驗室科學，2014（17）：101-103.
關鍵詞：單片機課程；有效教學；項目教學法；任務驅動法；實踐能力
中圖分類號：TP368 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 （2013） 01-0274-02
目前，單片機的應用已經深入到我們生活中的各個領域。社會對單片機技術人才的需求量非常大，掌握好單片機技術就掌握了就業的優勢。但是，很多畢業生缺乏把理論知識轉變為實踐的能力，難以在工作中解決實際問題，不能滿足企業的需求。形成了學生畢業找不到工作，企業卻找不到滿意人才的不良現象。如何培養出能夠適應社會需求的單片機應用型高技能人才，有效教學將成為解決問題的重點。
1 什么是有效教學？
有效教學就是教學活動結果符合預期教學目標、有效率、有效益。就是通過教師的激發，使教學在學生“想學”“愿學”、“樂學”的心理基礎上展開，讓學生知道“學什么”和“學到什么程度”，采用學生容易理解和接受的教學方式，發展學生的創新思維。
2 單片機課程有效教學的必要性
單片機課程是一門應用性、實踐性很強的課程。傳統的教學方法是教師講授為主，學生被動聽課，難以激發學生的學習興趣。傳統教學是在學完理論知識后，通過實驗或課程設計來達到實踐的目的，理論學習與實踐練習之間有一段間隔，學到的理論不能及時用于實踐；另外，傳統的授課方式知識點之間比較分散，學生學完之后沒有系統的概念，缺乏貫穿所有知識的主線，不能形成體系，結果只能是紙上談兵。因此，提高單片機課程的教學有效性，培養學生簡單電子系統的設計能力、軟件編程能力、器件選擇能力，是教學面臨的重要課題。
3 單片機課程項目的有效性分析
項目教學法主張先練后講，先學后教，強調學生學習的主動性、創造性、積極性，學生唱“主角”，老師唱“配角”。單片機課程應首先進行企業行業調研，對單片機技術相關崗位的工作過程與工作任務進行分析，明確課程對應的職業崗位能力，以工作崗位提取的典型真實產品作為載體，將傳統課程體系中的知識、技能、素質內容由易到難序化為若干個教學項目，再將項目實施步驟分解成若干子任務。
4 單片機課程項目驅動法的有效教學實踐
實際教學中，要理論和實踐真正地融合。上課地點設在實驗室既一體化教室，教師在仿真設備與環境中演示程序運行，把過程和結果展示在屏幕上，使學生直觀地理解教學內容，激發學生學習興趣，提高學習效率。通過教師的演示，幫助學生理解復雜的程序代碼；在產品開發制做的教學環節，由教師指導學生親自動手進行項目制作。下面以“數字溫度顯示系統”為例，說明教學的實施過程：
項目要求：以51單片機為核心，設計一個數字溫度顯示系統，要求采用DALLAS公司生產的數字溫度傳感器DS18B20來實現溫度采集。采用LED數碼管顯示DS18B20所測量的外部溫度，保留一位小數。
教學目標：通過此項目的完成，要求學生掌握數字溫度傳感器DS18B20的功能和特點以及與單片機的接口電路、掌握LED數碼管的動態顯示原理，軟件方面掌握DS18B20的編程控制以及實時采集溫度的顯示操作。
項目拓展：學生在完成項目基本要求的基礎上，為此系統設計增加溫度報警功能，當溫度高于某一溫度或者低于某一溫度時，利用蜂鳴器進行報警。
項目具體實施步驟：（1）項目的硬件電路設計，學生利用仿真軟件Proteus進行硬件電路的設計，這個過程可以使學生掌握單片機系統器件的接口技術；（2）項目軟件設計，利用KeilC51的編譯環境為硬件電路編寫程序，注重培養學生模塊化程序設計的思想，鍛煉學生分析問題、解決問題、邏輯思維的能力；（3）軟硬件聯合調試，將寫好并通過調試的程序加載到Proteus軟件中，進行聯合調試，直到滿足要求；（4）實物呈現，當仿真調試通過以后，利用實際器件搭接系統的真實硬件電路，學生在這里更能深刻體會到硬件電路設計、實現的過程，對實際硬件電路的調試，鍛煉了對常用儀器儀表的使用，比如：萬用表、示波器等，教師要注意引導學生探索電子電路及器件的測試方法和技巧。
項目驗收：學生在完成項目之后，要寫出項目報告，內容包括項目硬件電路原理圖、軟件設計流程圖，對于項目實施的過程分析，并附帶項目的程序代碼。
項目考核：教師根據學生完成項目的難易程度、正確性、創新性以及項目報告等，對學生的成績給出評定。
考核采取過程加終結的方式，過程性考核是以各單元模塊訓練項目、課程設計項目的完成情況為依據，注重基本知識、基本技能掌握情況的階段性考核及綜合應用能力的考核；終結性考核是期末對全部課程知識與能力的綜合測試，采用“考教分離”的考核方式，學生獨立完成理論與能力的綜合測試達到“教、學、做、評”一體化。
5 單片機課程任務驅動法的有效教學實踐
任務驅動法要求“任務”的目標性和教學情境的創建。
使學生帶著真實的任務在探索中學習。
實際教學中，首先讓學生明確任務內容及要求。任務要具有一定的綜合性和實踐性，符合學生認知規律。以“模擬交通燈控制”任務為例，要求系統通電以后，十字路口的交通燈按正常的規律變化，按S1鍵時綠燈（南北方向）放行15s；按S2鍵時兩個方向都是紅燈禁行20s；緊急狀況優先于特殊狀況，時間到了以后，自動返回正常狀態。任務明確后，要求學生畫出系統框圖，嘗試繪制程序流程圖，并能寫出幾條主要的語句。要求學生能根據自己的知識積累設計出硬件電路或參考教材中的電路原理。教師應事先演示出最終的實驗效果，使學生有直觀的體驗，并且講解或提示任務實現過程中的重點、難點和步驟，降低任務的難度，增加學生的信心。前幾個任務由教師指導學生完成，后面的任務盡量由學生自己獨立完成。教師在任務資料中應給出部分或全部的參考電路和程序，然后再指導學生在模擬軟件Keil上進行編輯和編譯程序，先用Proteus繪制電路原理圖模擬仿真通過，再將程序傳到實際的單片機系統中，觀察結果。要求學生能根據觀察到的現象，發現變化規律進行深層次的分析和思考，總結出新的知識點。教師可以在學生基本掌握任務當中對應的現象與的知識內容后，結合實物電路和虛擬軟件進行深入分析和講解新的知識內容，使學生的知識和技能不斷地提高。通過考核評價來關注任務的完成的過程和效果，可以讓學生明確工作過程的每一個環節。過程考核大大激發了學生學習的積極性和主動性。
任務完成后，要求學生寫出訓練報告。主要包括任務的要求、分析、電路、程序、總結等。同時還要規范繪出電路圖，寫出符合編程規范的C51代碼并加以必要的注釋。任務驅動法使單片機課程的學習氣氛發生了很大的變化，增強了學生的主體意識和團隊協作精神，職業能力和創造性也得到了發展，教學的有效性明顯提升。
6 結語
單片機技術教學的方法多種多樣，教師要針對學生狀況，不斷變換教學方式，激發學生的學習興趣，注重理論聯系實際，使學生在理解單片機原理的同時加強實踐能力的培養。
參考文獻：
目 錄
摘要……………………………………………2
引言……………………………………………3
設計任務與要求…………………………………5
一.設計思路與原理框圖………………………………5
1.設計思路………………………………………5
2.原理框圖………………………………………5
二.各單元電路的參考電路…………………………… 6
1.主電路………………………………………6
1.1主干道及支干道交通燈電路…………………6 2.定時器………………………………………8
2.1秒發生器…………………………………8
2.2計數器電路…………………………………8
2.2.1計數器CP端控制電路……………………8
2.2.2五十進制、三十進制減法計數器……………9
2.2.3五進制加法計數器………………………9
3. 控制電路部分………………………………10
3.1控制電路原理……………………………10
3.2復位開關…………………………………11
4.電源電路……………………………………11
4.1穩壓電源電路……………………………12
4.2備用電池電路……………………………12
5. 電路的安裝與調試……………………………13
5.1電路的安裝………………………………13
5.2電路的調試………………………………13
5.2.1電路板部分…………………………13
5.2.2電源部分……………………………13
5.2.3主電路………………………………13
5.2.4定時電路部分…………………………13
5.2.5控制電路部分…………………………14
三.課程設計總結與心得體會…………………………14
四. 五. 附錄……………………………………………15
1.總原理圖………………………………………15
2.PCB電路板圖……………………………………16
3.原器件清單………………………………………17
六、致謝
數字電子技術實驗與綜合實訓》 邱寄帆 唐遠山 主編
【關鍵詞】單片機 項目教學法 電子密碼鎖
一、項目教學法簡介
項目教學法在講解相關知識基礎上給出項目要求，指導學生循序漸進地完成硬件設計、軟件編程和仿真調試。在運用項目教學法設計各個項目時需要打破傳統的教學順序，根據教學大綱要求的知識點，設計出有針對性的多個項目。要求各個項目由淺入深，循序漸進，能夠覆蓋所有教學知識點，并能夠盡早使學生進入簡單的項目訓練，盡早從項目成功的案例中獲得激勵，并使學生在項目訓練中逐步形成系統的概念，并養成自主學習，敢于實踐的學習習慣。與傳統的教學相比，它完成了三個中心轉變，即由教師為中心變成以學生為中心、以課本為中心轉變以項目為中心、以課堂為中心轉變成以自主實踐為中心。本文介紹項目教學法在單片機課程教學中具體的應用案例――電子密碼鎖。
電子密碼鎖的工作原理：
電子密碼鎖的功能為：輸入一組密碼，為0～3之間的數字，密碼輸入正確顯示 “P”約3秒鐘，并通過P3.0端口將鎖打開，否則顯示字符“E” 約3秒鐘，鎖繼續保持鎖定狀態 ，等待密碼的再次輸入。
在單片機硬件設計時，只需用一位數碼管顯示，采用靜態連接方式。4個數字鍵連接在P0口的低4 位P0.0～P0.3，設P0.0表示0數字鍵、P0.1表示1數字鍵、P0.2表示2數字鍵、P0.3表示3數字鍵。用P3.0控制一個發光二極管，發光二極管亮表示鎖打開，綾硎舅定。軟件設計的思路是：主程序主要負責按鍵輸入密碼比較、正確與錯誤顯示處理。初始顯示符號為“―”。當按數字鍵后，若與預先設定的密碼相同則顯示“P” 3秒鐘，打開鎖，等待下一次密碼輸入。否則顯示“E” 3秒鐘，保持鎖定狀態并等待下一次密碼輸入。
二、項目教學法在電子密碼鎖的實施
（一）做什么？――明確要完成的任務
由教師在課前給出教學項目的基本要求，引領學生有目的地進行預習。本項目任務為電子密碼鎖。在一些智能門控管理系統中，需要輸入正確的密碼才可以開鎖。基于單片機控制下的密碼鎖硬件電路包括三個部分：按鍵、顯示和電控開鎖驅動電路。
（二）怎么做
1.跟我想――分析怎樣用單片機構建控制電路
結合多媒體教學手段項目演示，由教師當堂演示關鍵知識點：靜態顯示、查詢式按鍵、電控開鎖驅動電路，以提高學生的興趣，增加課堂信息量。課堂演示階段可結合實驗板，讓學生現場看到系統運行的結果，提升學生參與實踐的渴望。在知識點講解過程中突出重點，提綱挈領。
2.跟我做1――畫出硬件電路圖
學生分組討論，在單片機的最小系統上根據項目要求畫出顯示電路、按鍵電路及電控開鎖驅動電路。本環節要求教師有較強的現場指導能力和課堂掌控能力。為了較好地在有限時間內完成教學內容，教師應注重培養幾個能力突出的“骨干”學生，加強課堂活躍度。同時注重挖掘學生的自主設計思想。
3.跟我做2――編寫控制程序
教師講解程序設計思路，本項目主程序主要負責按鍵輸入密碼比較、正確與錯誤顯示處理。設初始顯示符號為“―”，當按數字鍵后，若與預先設定的密碼相同則顯示 “P”，3秒鐘，打開鎖，等待下一次密碼輸入。否則顯示“E”3秒鐘，保持鎖定狀態并等待下一次密碼輸入。并結合多媒體教學手段演示流程圖。
學生分組討論并在教師的引導下編寫程序、仿真調試。
（三）自己做――具有0～9十個數字按鍵的密碼鎖
教師用實驗板演示具有0～9十個數字按鍵的密碼鎖。引導學生思考：查詢式按鍵可以實現此功能嗎？在查詢式按鍵接法中，每個按鍵都要占用一根I/O口線，如果按鍵數目比較多就不適用了。提出問題：用什么按鍵代替查詢式按鍵？學生討論后回答，采用矩陣式按鍵，教師講解矩陣式按鍵，隨后布置項目要求和任務。
本環節中教師只是引導學生，要求每組學生在課后完成功能相對完整的項目模塊，達到自主創新訓練的目的。鼓勵學生在完成教師布置的任務后，自主設計題目，并完成調試工作。這個訓練可以使學生逐步形成獨立工作能力，為綜合設計過程中的方案形成能力打下基礎。
項目完成后，要求每位學生完成一份項目總結。項目總結是對課程設計的歸納，提高和深化的過程，可以使學生對知識的理解更加深刻。在總結中，學生可以回顧本項目設計的過程，明確設計體會和收獲，在設計過程中遇見了什么問題，通過哪些途徑怎樣解決問題等等。通過課程項目總結，教師能檢查到教學中存在的問題，收集學生對教學的意見和建議。制定出教改方案，以便教師不斷增強教學效果，提高教學質量。
（四）項目評價
項目評價主要對學生在項目進行時的學習能力、協作能力、工作態度，項目完成情況進行自評、學生互評和教師評價。評價還涉及是否達到了學習目標，完成項目過程中有無創新意識，能否獨立完成故障分析及排除等。在項目評分中，知識點評價占50分，成果與創新評價占30分，態度與合作評價占20分。
關鍵詞 項目學習模式 單片機課程 學習流程設計
中圖分類號：G424 文獻標識碼：A
Application Research of MCU Course on Project-based Learning
DENG Minghua， GE Zhen
（Engineering College， Wuhan Yangtze Business University， Wuhan， Hubei 430065）
Abstract This paper proposed a new learning process： set learning goalsteaching theoretical knowledgedesign projectprepare teaching siteThe implementation of the projectevaluation results of the project， The design of each process are analyzed， and finally analysis the result of the application research of MCU course on Project-based Learning
Key words project learning mode； learning process design of MCU Course
0 引言
單片機技術及其應用課程是武漢長江工商學院電子類專業的一門必修課程，該課程以模擬電子技術、數字電路、C語言程序設計等課程為基礎，這些知識在單片機課程中延伸、綜合、重組和提升，要使得學生學會運用這些知識。通過近幾年的改革，考慮本校學生人才培養定位于“應用型”人才的培養，已經將難懂且不太實用的微機原理課程的部分內容刪除，實用的內容融合到單片機技術及其應用課程中講解。該課程本身所蘊含的教學理念和實際操作，與基于項目的學習模式很接近。
1 課程學習流程的設計
在單片機課程的學習中，學生的學習方式發生了改變，不再是被動地接收知識，而是積極主動地參與到教師設計的項目中，教師教學的方法也發生了改變，不再是逐個地講解知識點，而是通過設計一個個的項目，讓學生通過項目的完成來學習課程的知識點。結合課程本身的特點，設計了如下的學習流程：確定學習目標講授理論知識設計項目準備教學場地實施項目提交項目成果評價項目成果。
在開展單片機技術及其應用課程的學習之前，教師確定了該門課程的學習目標，讓學生清楚學習的目的，這是進行一門課程學習的第一步；為了使學生能夠順利完成項目，教師對該課程的核心概念和原理進行了一定程度的講解，給學生一個框架，同時對設計的項目涉及的領域知識及相關背景做了大體的介紹，便于學生選擇自己感興趣的項目；接下來學生們自由分組，老師對不合理的分組進行適當的調整，避免學習好的學生扎堆的現象；學生在實驗室借助實驗設備的軟硬件資源開展學習，項目完成后學生通過網絡上交設計報告，設計的實物暫時由學生自己保管，答辯結束后愿意上交實物的同學可以上交，想自己留下來繼續開展設計工作的學生給予支持，使學習不僅僅只是課堂上的事情，學習不再只是為了完成任務，而是真正地鍛煉學生的實踐能力和應用能力。
2 學習目標分析
電子類專業總體的培養目標注意強調學生的“應用能力的培養，本課程就是一門應用性很強的課程，在本課程中，根據選定的題目，確定項目的學習目標，如下列這些學習目標：（1）讓學生們熟悉他們將來可能在實際工作中可能要面對的問題，這些問題有一定的影響力，他們在今后一個相對較長的時間內對學生產生影響。（2）讓學生通曉這些有影響力的問題，這些知識并非取自單一學科，可能來自多門學科。（3）培養學生應用這種知識的能力，在項目完成的過程中，讓學生運用知識來解決各類問題。在應用知識的過程中，學生會發現自己理解知識與能夠運用知識之間的差距。這種感受會刺激他們重溫課程內容，從而加強對知識的領會。（4）發展解決問題的能力，由于難以預測未來實際工作中問題的特征，必須把注意力放在提升發現、框定、分析和解決的技能方面。（5）發展自我學習的能力，由于知識的不斷更新。種種問題的不斷變化，作為將來電子領域從事工作的工程師，需要一系列技能。
3 教師講授分析
本課程主要是要讓學生通過完成項目來學習知識，但并沒有因此而忽略教師的講授。教師的講授也是必不可少的一個階段，1～9周為理論課時間，教師不必再像上理論課那樣面面俱到，只需要講授本課程的關鍵點。如：選擇講解內部結構、用匯編語言進行編程、接口總線、地址譯碼、定時計數和中斷等，學習者具備一定的基礎知識。這里的講授和傳統的講授有很大的區別，所講知識都是在設計項目中要用到的，同時對設計、選擇的項目做一個大體的介紹，以便學生根據自己的興趣愛好和實際情況選擇適合自己的項目進行學習。
4 項目分析
在單片機技術及其應用課程中，項目是促進教師和學習者開展教學過程的真實性任務。它貫穿于整個教學過程中，項目主要通過某一真實性的學習任務設計，凝練相關學科的知識技能，將理論知識和實踐知識聯系起來，作為一種開展整個教學過程的驅動力。項目的選擇或設計在基于項目的學習中至關重要，本課程設計的項目具有如下特征：（1）與電子領域的知識具有相關性，反映了工程師在企業解決問題中的實踐活動，對于學習者來說具有一定的意義和代表性，這些項目能使學生在經驗世界中產生共鳴，使學習者具備一定的主人翁意識及自主意識，并切實感受到項目學習的目的與意義、挑戰性與趣味性。（2）課程設置的項目的解決方案可以呈現多樣性，允許不同的觀點、思路從每個側面審視問題，沒有唯一正確的解決途徑及答案。（3）課程設置的項目是一個整體的、較復雜的研究任務，并且是跨學科領域的、整合的。項目具備一定的復雜度及開放性。在學習者教育水平上具備一定的類似專業任務的復雜性，具有一定的融合力、整合力。（4）有延續性的學習時間和協作學習的機會。這些項目在完成后，學習者還可以在后續學習中繼續開發，學習者在項目的開發過程中，通過團隊合作、建構性協作等形成一個項目學習共同體，在這個共同體中，通過智慧的分布與共享、認知沖突與整合、思維外顯與精致化達到共識、技能的社會性構建。
5 學習環境分析
在單片機技術及其應用課程中，教師需要為學生創設真實的學習環境，為支持學生完成項目，還必須為學生提供教學資料和學習資源，資源分三類：（1）本地資源：教師在項目實施之前將學生需要的部分資料收集整理好，集中本地局域網上，供學生參考使用。（2）遠程資源：教師在本地局域網上超鏈接到Internet，學生通過超鏈接可以找到需要的資料。（3）泛資源：指學生自己運用雅虎、新浪、百度等搜索引擎直接上網搜集資料。
在單片機技術及其應用課程中主要采用的是第一類和第三類資源，老師將課程相關的資料放到網絡上供學生使用，學生自己通過搜索引擎在網絡查找相關資料，以便于對項目的設計方案進行選擇、論證和設計。
6 實施原則分析
在單片機技術及其應用課程中，需要注意交互性原則，教師要促使學生與組員交互、與計算機媒體交互、與其他組成員交互、與教師交互。師生之間、學生之間通過網絡媒介和面對面的雙重交互途徑，進行認知、情感、價值觀等多方面多層次的人際交流和相互作用過程，從而激發學生參與活動的熱情，自由發表見解，從而更好完成學習任務。以學生為中心的基于項目的學習模式，為學生創設了輕松的學習環境，激發了學生的學習興趣，有利于學生潛能的發揮，讓學生有更多的機會主動學習，同時教師的主導作用體現出來，教師是教學活動的組織者、學習情境的創設者、學生實驗過程的指導者和意義構建的幫助者，積極引導學生展開思維，“導”要科學，“導”要及時。
7 評價分析
單片機技術及其應用課程的評價是一種基于學習者學習、實踐過程的評價，基于對學習過程與結果的雙重關注。體現一種“真實性”的特征。理論知識的掌握情況以試卷筆試的方式進行，學生課程設計的作品重視作品的分析，以學生完成的“可存儲電子琴”為例，會分析系統運行情況、系統功能及指標完成情況、項目報告內容分析、硬件電路設計分析、代碼分析等，系統運行情況的分析結果考查學生的硬件設計能力、代碼編寫能力和產品測試能力；系統功能及指標完成情況的分析考查學生的項目分析、軟件開發能力和硬件開發能力；項目報告的分析考查學生的系統分析設計能力；硬件電路設計分析考查學生的硬件設計能力、團隊協作能力和創新能力；代碼分析考查學生的軟件開發能力、團隊協作能力和代碼規范運用能力。
8 總結
對基于項目的學習模式在單片機課程中的應用以訪談的形式進行了改革效果的調查與分析。教師普遍反映學生通過學習完成項目后，可以明顯看到各方面的實踐能力的變化，比如：熟悉了電子產品的開發流程，學會使用了相關軟件，提高了學生對電子元器件的選擇和焊接能力。具備了一定的自學能力和解決問題的能力，團隊精神有所加強，對技術的發展有了更全面的認識，獲取資源能力。解決問題能力、合作意識得到增強或發展，在學習中顯得更有主見，更有價值感和自信心。學生普遍反映基于項目的學習重視理論知識與實踐知識的有機融合，把所學理論知識當作解決問題的工具，并且在實踐中深化理論知識的學習。比如：有學生認為，以前知識學習理論知識，現在是理論與實踐相結合。以前覺得有些問題比較簡單，做起來才發現不是那么回事。還有學生認為，以前總覺得學習很枯燥，而基于項目的學習的學習方式很有趣。有的學生說，以前對書本上的一些知識點不重視，通過實踐動手做項目后，才發現它的重要性。總之，通過對學生的訪談調查，基于項目的學習模式在本課程中取得了非常好的效果。
參考文獻
關鍵詞：電子信息工程；實踐教學；課程設計；創新應用型人才
一、引言
近年來，隨著信息技術的快速發展和廣泛應用，信息產業在國民經濟的發展中起著越來越重要的作用，與人們的生活變得越來越息息相關。與此同時，企業及社會對電子信息類人才的需求在不斷加大，且對電子信息類人才的培養提出了新的要求和標準。具有良好的理論基礎，能夠融會貫通，實踐及動手能力優秀的應用型、復合型及創新型人才越來越能得到企業的青睞和社會的認可。然而，長期以來由于受教育理念、管理模式、教學方法等因素的影響，在我國的高等教育中，往往對大學生動手能力及創新能力的培養不足，大學實踐教學一直是我國高等教育的薄弱環節。這種傳統的培養方式和模式已經不能適應國家提出的大眾創業和萬眾創新的發展戰略對人才的要求，因此對電子信息工程專業學生的實踐動手能力及創新能力的培養變得更加重要和緊迫，對該專業實踐課程體系建設的探討和研究有著非常重要的意義。
二、專業培養目標及教學現狀
電子信息工程專業是我國高等教育中普遍開設的重要本科專業，其主要目標是培養學生適應社會發展需要，在電子信息領域掌握扎實的基礎理論和基本技能；具有兼顧軟硬件基礎、較強的工程實踐能力；具有在信號與信息處理、信息獲取與檢測等領域從事設計與開發的能力。但是，由于傳統教育教學的慣性，畢業生大部分都是理論有余，實踐動手能力不足，工程應用能力欠缺，企業所需人才的素質培養難以在教學過程中得以完成和實現。現階段，在電子信息工程專業的教學中普遍存在以下幾方面問題。1.教育教學理念陳舊，重理論輕實踐。教學過程中，無論是培養方案的制定，教學計劃的落實，還是教學過程的開展，都過度強調理論知識的重要性，而對相應課程的實踐教學重視不足。2.專業知識內容更新較慢，與企業需求脫節。當今，電子信息行業正在飛速發展，知識更新換代的步伐也在加快。然而教學過程中相關專業課程的知識內容陳舊，講授內容更新較慢，且相關課程教師與業界企業聯系較少，對企業對人才需求的認知不足，導致人才的培養與企業對人才的需求脫節。3.實踐教學環節薄弱，不能做到多課程知識內容相融合。由于硬件平臺更新速度和信息技術發展速度不匹配，導致在實踐內容的設置上應用性不強，與企業所需技術及技能相脫離。
三、課程設計環節在實踐教學體系中的強化
針對電子信息工程專業的人才培養目標和教育教學現狀，不同的高校也都在采取相應的措施來改進教學、改進人才培養的模式，力爭人才培養最大可能地滿足企業及社會對人才的需求。同時，不同高校也都在改進、優化自己的實踐教學體系，強化實踐教學在人才培養過程中的作用，以期取得最好的人才培養效果。結合本校的發展定位及電子信息工程專業的教學特點和人才培養定位，在應用型、復合型、創新型人才培養目標的指導下，我們在人才培養的過程中，加強對學生實踐動手能力及工程實訓能力的培養，對實踐教學進行改革以構建多元化的實踐教學體系。實踐教學改革的關鍵是教學內容的改革，在實踐教學體系建設的過程中，結合本校的特點，并汲取和愛爾蘭塔拉理工學院合作辦學的經驗，電子信息工程專業對課程設計環節進行了強化，加強其在實踐教學過程中的作用，提升其在實踐教學體系中的重要性，進而優化實踐教學體系的建構。課程設計共包括四個，分別在第四至七學期進行，具體每個課程設計的內容、要求、側重點、涉及課程等分別如下。1.課程設計I面向人群：二年級第二學期的學生。題目：（a）音響放大器的設計；（b）增益可自動變換的放大器設計。本課程設計題目及功能要求可根據指導教師的要求適當做調整，學生根據自己的興趣從兩個題目中選擇一個。本課程設計在第四學期開設，要求學生運用分立元件及集成芯片實現設計題目所要求的功能，其主要側重于對電路分析、數字電子技術和模擬電子技術等專業基礎課所學知識的綜合運用，重點在于培養學生進行資料查閱、電路設計、電路調試及報告撰寫等方面的能力。2.課程設計II面向人群：三年級第一學期的學生。題目：（a）溫度濕度檢測系統設計。（b）高效率DC-DC開關電源設計；（c）四旋翼飛行器設計。同課程設計I一樣，題目及功能要求可根據指導老師的要求適當調整，兩個題目學生二選一來完成。本設計是在學生學習完單片機原理及應用這門課程之后開設的，主要是側重于帶控制器（單片機）的小型電子系統的設計、仿真以及系統功能實現，旨在強化學生對控制器硬件資源的應用及輔助電路的設計，并加強對學生程序設計能力的培養以及軟硬件系統的協同調試能力的訓練。3.課程設計III面向人群：三年級第二學期的學生。題目：（a）基于Hi3516C的運動目標檢測系統設計；（b）基于單片機的六自由度機械臂控制系統設計；（c）基于WIFI模塊的無線數據傳輸系統設計；（d）電動汽車的控制系統設計。本課程設計是在單片機原理及應用、DSP原理及應用及EDA技術等課程均講授完后，在第六學期開設，設計過程中學生可根據自己的學習情況自行選擇所應用的控制器（單片機、DSP或FPGA）。課程設計題目朝多樣化和趣味化演變，能夠更好地激發學生的專業興趣和學習熱情，學生可以根據自己的興趣愛好以及將來的發展方向選擇設計題目，同時對某些難度大且功能多的設計題目允許學生組成團隊來完成設計工作，這可有效促進學生集思廣益、取長補短、互助進步，并有效鍛煉學生的溝通協調及團隊協作能力。4.課程設計IV面向人群：四年級第一學期的學生。該課程設計是在完成所有專業基礎課程、專業理論課程及嵌入式系統設計課程后在第7學期所開設的，該階段不再采用統一布置設計題目集中指導的方式，而是把每位學生都分配給一位專業指導老師，設計題目由指導老師和學生共同協商確定，并要求其有一定的難度和綜合性。該階段的課程設計主要側重于對學生所學專業課程的整體掌握能力、所學專業知識的綜合運用能力和獨立完成系統設計的工作能力的培養。從選題、設計方案確定到具體軟硬件功能實現等環節，都需要學生自行查閱資料進行學習、驗證和設計來完成。以上四個課程設計由易到難、由簡到繁、逐步遞階，由專業基礎課知識的運用逐步過渡到專業課知識的綜合運用，由基于分離元件的簡單系統設計逐步過渡到基于控制器的片上系統設計，這極大地鍛煉了學生對專業知識的綜合運用能力和實踐動手能力，有效優化了電子信息工程專業的實踐教學體系，是實現應用型、復合型、創新型人才培養體系結構的重要組成部分。
四、總結
課程設計實踐教學環節的開展，將專業理論授課與實踐應用有機地結合起來，且將不同課程知識的應用串聯起來，做到了課內多知識點融合，跨課程知識綜合，并逐漸構建了學生的專業知識體系層次與結構，為專業知識的綜合掌握及應用創造了條件，為應用型、復合型、創新型人才的培養提供了保證。經過多年的發展，我校電子信息工程專業的實踐教學體系已經逐漸完善起來，取得了良好的教學效果，人才培養質量得到大幅度的提高，越來越得到用人企業及社會的認可。
參考文獻：
[1]潘宇,李偉.電子信息工程專業創新型人才培養模式的研究與實踐[J].白城師范學院學報,2014,28(5):25-27.
[2]宋躍,楊雷,楊杰等.電子信息工程專業實驗實踐體系的創新與實踐[J].東莞理工學院學報,2014,21(1):95-98.
[3]鮑玉軍,黃文生,錢顯毅等.適應“卓越計劃”培養模式的電子信息工程專業教學探討[J].常州工學院學報,2014,27(6):64-68.
[4]方益明,曾松偉,周竹.農林院校電子信息工程特色專業建設研究與實踐———以浙江農林大學為例[J].教學研究,2015,38(1):18-21.
