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基于单片机的课程设计范文1
关键词:单片机;课程;教学设计
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2015)31-0135-02
Teaching Design of Single Chip Computer Course Based on Working Process
YAN Min
(Yangzhou Business Branch of Jiangsu United Vocational and Technical College, Yangzhou 225127,China)
Abstract: Teaching design is the key to achieve the teaching goal. This paper discusses the teaching design from the teaching content, teaching method, teaching evaluation etc., combining the characteristics of the single chip microcomputer course and the practice of the six step teaching reform based on the work process. In general, this teaching design improve the teaching quality of SCM course, and realize the optimization of teaching effect.
Key words: SCM; course; teaching design
单片机的应用非常广泛,从家用电器到航空航天,从医疗器械到军事技术、从工业控制到机器人,单片机无处不在,且其技术水平高低已经成为衡量一个国家科技发展水平的标志。《单片机应用技术》课程作为我校应用电子技术专业的一门专业核心课程,是面向应用的、具有很强的理论性、实践性的课程 ,是学生的“能力型”课程。通过本课程的学习,培养学生单片机硬件电路的设计能力,培养学生单片机软件程序的设计能力,可以使学生对先修的课程知识(模拟电子技术,数字电子技术,电子CAD等)的理解更加透彻,也为后续课程(电子产品制作,微机控制技术等)的学习奠定了基础。因此,提升单片机课程的课堂教学效果就显得尤为重要,而实现课堂教育教学效果最优化的首当其冲的工作正是教学设计。
1 教学设计理念
要实现单片机专业课程的教学内容与职业工作岗位实际需求相结合,与职业资格证书考核内容相结合,就必须打破教材原有的知识体系,特别是原有知识的学科体系,以企业的实际生产内容整合教材内容,紧紧围绕岗位生产任务或项目,让学生参与一个具体项目或任务的完整过程,同样,学习效果也应该接受企业岗位的评估,这样让学生在学习中真正体验到企业的氛围与环境,体验到真实的评价,通过这样的学习过程,让学生从中找出问题,找出差距,找出修正进步的空间,让他们学会真正的学习,培植他们终身学习的能力。依托以上分析,单片机课程的教学设计理念是:以学生发展为中心,以能力培养为目标,以项目完成为载体,以素质提升为根本。
2 教学设计思路
以工作过程导向的企业六步法(资讯、计划、决策、实施、检查、评估)作为单片机课程设计的总体思路,以一个个完整的项目为载体,使学生体验从确定任务――制订计划――实施计划――检查验证――评估反馈的整个完整的工作过程,如图1所示,增强学生适应企业的实际工作环境和解决综合问题的能力,从而实现教学过程与企业生产过程的无缝对接。
图1 教学过程与生产过程的对接
3 教学内容的处理
《单片机应用技术》以“流水灯”电路分析与实践、开关信号状态读取与显示电路的制作、数量统计电路的设计与制作等任务为载体,依据企业实际工作岗位中常见的对象归纳出具有普遍适应性的八个学习情境,使学生在学习过程中认识常用电子元器件并掌握其好坏的检测方法;熟悉MCS-51单片机的硬件结构;掌握Medwin软件程序的编程及调试;掌握单片机Proteus仿真软件的使用;能设计简单单片机应用系统电路并安装和调试。
图2 单片机课程教学情境设计框图
4教学方法与教学手段
教法上采用任务驱动法、工作过程导向教学法为主,结合使用情境引入、虚拟仿真、示范讲解等多种教学方法推动教学进程;学生是学习的主体,通过分组协作、自主探究、小组竞赛、激励评价等学法,高效达成学习目标,在实践操作过程中掌握分析问题、解决问题的技能。
此外,本课程具有丰富的网络资源且不断进行更新,我校开发的单片机课程网站为学生提供了课程标准、课程大纲、授课计划、学习指导、电子教材、电子教案、多媒体课件、视频录像、实训指导书、参考资料等丰富的网络教学资源。
5 教学评价
单片机课程教学中,对于每一次课,无论课前、课中、课后都离不开学生的积极参与,那么相应的激励评价也应该融于其中,笔者采用了多元多次量化评价体系及《课堂学习情况评价表》,多元是指评价者多元化,不像传统教学中老师一个人说了算,主要指学生自己评价自己、同学之间互相评价、老师点评及企业点评等;多次是指在整个教学中,采用了多次评价,不像传统教学一次评价就对学生成绩起到很大的决定作用,让学生有多次获得成功的机会。在评价的权重方面,自评占10%,互评占10%,教师评价占50%,企业评价占30%。
6 教学实施
下面以“交通灯”为例说明高职单片机课程的教学实施过程:
资讯阶段:以作品或多媒体形式展示学习目标,学生感受控制现象,总结控制要求,下达任务书,描述项目学习目标。
计划、决策阶段:各小组学生讨论,选择“交通灯”控制系统的设计与制作的整体设计方案,分别提出设计方案,每个小组派一名代表陈述方案,然后,师生共同讨论并进行分析、比较、优化,最终选定合理、科学的最佳方案进行实施。
实施阶段:学生按照设计方案,独立完成工作任务,在任务实施过程中老师巡回指导。该环节学生要完成交通灯系统的线路设计,控制系统的线路测量和安装,学生在实施过程中的每个步骤要进行自查,及时修正并进行工作情况的记录
检查阶段:项目完成后,针对工作任务要求进行核对,检查项目完成情况,分为三个步骤:第一,质量检查,第二,填写检查报告单,第三,学生成果展示并介绍、交流设计经验。
评估阶段:分为小组自评、小组互评、教师评价,特别引进企业评价。小组自评为学生对本项目的整个实施过程进行评价,小组互评以小组为单位,分别对其他组的工作结果进行评价和建议,然后教师对学生汇报及结果进行评价,指出每个小组及其成果的优点,并提出改进建议,最后,通过邀请行业专家对学生设计方案再次评价,让学生真正了解自己掌握的知识与社会需求的真实差距,认识到专业知识与技能对社会实实在在的运用,体现以就业为导向的职业教育宗旨,体现教学过程与生产过程的无缝对接,教学中渗透了专业文化,实现教学为企业服务,为岗位服务,从而进一步激发学生的学习热情。
7 结束语
基于工作过程的企业六步法的教学改革实施五年来,一方面,学生普遍反映对单片机的学习积极性更高,能够真正学到企业工作岗位中有用的知识和技能;另一方面,企业反映我校毕业学生上手快、技能过关、操作熟练规范。基于工作过程的企业六步法的单片机课程的教学设计,改变了传统的教学模式,在教学中以企业项目为载体,让学生经历完整工作过程的机会,从而有针对地有目的地进行学习,提升了教学质量,优化了教学效果,而进一步加强校企合作是这种教学改革得以实施和持续发展的强有力保证。
参考文献:
[1] 马艳阳,侯艳红,冯向莉.基于任务驱动的高职电子技术课程的教学设计[J].陕西国防工业职业技术学院学报,2011(2):12-14.
基于单片机的课程设计范文2
关键词:电子设计竞赛 单片机 项目化教学
中图分类号:G71 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)02(a)-0165-01
全国大学生电子设计竞赛是教育部倡导的四大学科竞赛之一。它由教育部高等教育司和信息产业部人事司共同举办,是面向大学生的群众性科技活动,到2013年已举办过11届。由于竞赛内容与各院校教学实际紧密结合,且竞赛题目的要求对相关专业课程的建设以及培养学生的实践能力有很好的引导作用,因而受到越来越多的本专科院校老师和学生的关注与参与。从分析历届电子设计竞赛题可以看出,很多控制类、数据采集类和信号类的题目在设计制作时都会涉及到单片机的知识,而单片机又是高职类学生必须掌握的主要技术之一,所以电子设计竞赛对单片机课程的教学改革的促进作用也是日渐显著。该文结合我们学院参加大赛的经验与体会,谈谈电子设计竞赛对单片机课程教学改革的启示和影响。
1 单片机传统教学中存在的问题
单片机课程的传统教学方法是重理论、轻实践;重分析、轻综合;重个体、轻协作。
在单片机的理论教学中,传统的授课顺序是:单片机的组成与结构,指令系统,汇编语言程序设计,中断与定时器,接口技术及应用,A/D与D/A转换。这种教学过程,表面上看符合人们学习知识的规律,但是实际教学效果表明,学生只是把它当作课业任务来完成,而不是作为一门应用技术来掌握。对各部分知识的学习相对孤立,简单程序设计尚能掌握,结合中断系统编写程序便没有头绪,遇到硬件连接问题更不知所措。更重要的是,现今电子设计竞赛已经不仅仅是对单片机编程能力的比赛,而是对单片机电路设计和元器件使用能力的考查。
在单片机的实践教学中,缺乏软硬件综合设计类的实验。软件实验只是利用软件模拟器让学生在计算机上进行汇编语言编程训练,学生们面对的只是程序设计,根本不知道各种指令有什么实际的应用;硬件实验多采用商品化的实验箱来完成,硬件连线、各种器件的选择都已做好,学生们只是简单的插线即可,根本不了解电路的结构也难以编出完整的程序,不能达到培养学生初步具有开发简单单片机应用系统能力的目标,也达不到现在电子设计竞赛对参赛选手的要求。
这样培养出的学生对理论知识的学习不深入,对实践技能的掌握不熟练,缺乏设计软硬件电路的整体思路。
2 借鉴大赛经验,对单片机课程进行项目化教学模式的尝试
通过组织学生参加全国和学院的各类电子设计大赛,发现学生在面对大赛题目时,学习的积极性和主动性被极大的激发出来,对大赛题目涉及到的单片机知识能够认真的去学习,而且学完之后就能应用于实际题目,理解的也较为透彻。如果能将大赛的这种模式与单片机教学结合,构造出全新的项目式教学内容体系,把所要讲授的各项理论知识和实践技能按由浅入深、现学现用的原则分解到一个个具有明确应用目标的项目任务中,让学生在规定时间内依次完成这些任务来达到教学目的。首先应该根据教学大纲确定一个总任务,然后将总任务分解成具体的子任务,通过实现各个子任务,达到一门课程的教学目标。项目化教学要求以完成一个个具体任务为教学实施载体,把单片机的教学内容分解到每个任务之中。引导学生在解决任务的过程中学习理论知识和掌握实践技能。
在项目内容的设计和顺序安排上,必须注意循序渐进,按照教学进度逐步开展,关键环节要设计对应的项目任务。这就需要改变传统的课程教学顺序,尤其是对“单片机的组成与结构”这个章节,对各个功能结构的讲解以服务各自项目为目标,以够用为原则,缓慢介入逐步展开,这样既提高了学生们的学习兴趣,又避免了言而无物的空洞讲解,提高了课堂效率。
以单片机原理教学为例,在开始学习软件知识时可以用P1口控制8个LED这个项目来学习各类指令和编程语言程序设计:首先,介绍单片机的并口结构,这里重点讲解并口的功能以及如何使用;其次,以P1口为例学习并口输出电路的硬件连接与器件参数选择,这里可以加入一些电子技能方面的知识,例如电阻、电容、二极管、三极管的选型与参数确定;再次,结合硬件连接编写相对应的软件程序,通过对P1口的控制可以观察各个LED的亮灭,引起学生的兴趣,这里重点对学生进行引导,发挥学生的主观能动性,启发学生自主编写程序或对教师给的程序进行优化;最后,通过教师引导,让学生利用现有硬件电路实现LED按不同的规律发光,从而熟悉大部分指令和常用的程序结构(顺序程序、分支程序和循环程序)。后续项目还可以利用此电路学习中断系统,用定时中断、外部中断等方法控制LED发光延时、按键控制,控制规律由教师根据内容逐步设计,最后可由学生发挥想象自己设计。
3 单片机项目化教学模式中的关键问题
首先,项目任务的设计是整个教学模式中的关键。项目内容的是否合适直接决定教学效果的优劣,在设计项目时既要考虑到以学过的内容为基础,又要将本次教学内容涵盖全,因此需要通过不断的教学实践与学生学习效果的反馈来设计和调整。
其次,精简理论课学时,加强实践教学力度。对那些完成任务所必需的理论知识要进行简明扼要的讲解,使学生具备完成项目任务初步理论基础,之后让学生在实验室自主的完成各种项目任务,这样既提高了学生的实践动手水平,有锻炼了学生的自主学习能力。在实施中可以将课堂放到实训室,首先讲解基本的理论知识,之后立刻结合这些知识点布置此次课需要完成的任务,在学生进行实训中不断观察学生出现的问题,对于共性问题再进行集中讲解,实现理实一体化教学。
最后,项目化教学对教学硬件条件有一定要求,首先要有理实一体化实训室,实训室中要配有多媒体教学设备,要配备基本的实训台,每个实训台上要有单片机实验箱和用于编程的计算机,单片机实验箱建议可以自行设计与制作,这样更符合本校的具体实际和项目教学的开展。
4 结语
通过我校近几年参加全国大学生电子设计竞赛的成绩来看,对单片机课程进行教学改革之后的成绩提高明显,尤其是2013年,还获得了国家一等奖的好成绩。通过单片机课程改革的实践来看,依托电子设计竞赛在课程体系,教学方法,实训条件等方面都取得了长足的发展,也正以为此,电子设计竞赛得到了越来越多教师和学生们的认可,对于推动学生工程实践能力和设计创新能力的培养具有重要的现实意义。
参考文献
[1] 李社雷.基于电子设计竞赛的单片机教学改革方案探索[J].实验科学与技术,2013(6).
[2] 杨奕,徐鹏,彭小峰.电子设计竞赛与实践教学改革[J].实验室研究与探索,2013(4).
基于单片机的课程设计范文3
随着信息技术的高速发展,在互联网+的环境下,高职教育的内容和形式都需要持续更新,不断变化。高职《单片机应用技术》课程教学也呈现出新的特点,面临许多新问题、新要求。学习者的学习方式不再局限于传统的课堂式教学,因此高职院校可构建网络教学平台,依托各种信息化教学平台,进行网络课程资源的建设。
2《单片机应用技术》网络课程建设的必要性
《单片机应用技术》是高职机电类专业的一门专业核心课程。课程特点是实用性和实践性强,需要学生从理论到实践,实践再到理论的重复。为提高学生的实践能力,教师在教学过程中对该课程进行了教学改革,如采用项目教学、任务驱动等教学方法,将相关知识点融入到相关任务中进行讲解,通过实际项目的完成来提高学生的实践能力和创新意识。但是学生们在完成项目的过程中面临着许多现实问题,例如:学生在项目开展过程中存在缺乏与老师及时沟通、不能按时完成项目或者项目完成情况不好等问题。师生互动、过程管理、资源服务等因素制约着项目完成的质量,最终导致一些学生实践能力并没有提高,甚至失去了对学习本课程的兴趣和信心。
针对以上问题我们可以发现学生缺少与传统课堂教学相结合的网络资源和学习平台,导致学生在课堂上的学习自主性缺失,限制了学生自主探究和创新能力的发展,阻碍了教学质量的提高,不利于教师与学生的发展。因此通过搭建网络化、个性化、自主式的《单片机应用技术》网络学习平台,让学生打破时间和空间的限制,进行个性化、自主化的学习,从而激发学生的学习兴趣和学习成效。同时通过网络课程资源的建设,也可以提升教师信息化教学能力,借助网络课程平台进行信息化教学模式改革,促进教师个性化的发展。
3泛雅网络课程平台
目前笔者所在学校购买了超新泛雅网络学习平台,该平台是一个集教学互动、资源管理、精品课程建设、教学成果展示、教学管理评估等功能于一体的新一代网络教学平台。教师通过该平台能够建设网络课程资源建设,借助平台提供全面的网络教学功能完成作业、测验、通知、答疑、讨论、资料、评价等互动教学活动,统计教学过程中所产生的数据,以帮助学校和老师更好地进行教学管理评估。
4《单片机应用技术》课程整体设计
4.1建设目标
针对《单片机应用技术》课程的培养目标,结合高职教育的特点与要求,依托超新泛雅网络学习平台的优势,按照任务驱动、项目导向教学做一体的高职教学模式进行网络课程的开发,构造一个以学生为主体、以学习为中心的在线学习平台。通过网络课程的建设,让学生离开课堂也能学习,从而满足学生自主学习、个性化学习的需要,借助网络学习平台能及时与老师和学生进行交流,激发学生的学习主动性,提高学生的动手实践能力和创新能力。同时通过网络课程开发,提高教师信息化教学水平,为基于网络教学环境的课程教学改革奠定基础。
4.2网络课程教学内容的设计
本课程注重培养学生分析问题、解决问题的能力,强化学生动手实践和创新能力,结合专业所培养的岗位对本门课程的知识和技能要求,通过网络课程建设将本课程的教学内容设计成若干个相对独立却又相互关联的学习项目,每个学习项目又有若干个工作任务,将知识点和技能点分散到工作任务中去学习和掌握。
以数字电压表的设计制作工作任务为例,其对应的本课程相关知识点和技能点如下:
工作任务:数字电压表的设计制作
相关知识点:A/D转换的基本知识;A/D转换芯片ADC0832的功能及应用。
相关技能点:能设计单片机与A/D转换器的接口电路;会编写A/D转换控制程序;会用KEil软件对源程序进行编译调试及与Proteus软件联调,实现电路仿真。
预期效果:完成数字电压表的设计、制作、调试,实现功能。
4.3网络课程资源建设
4.3.1学生自主学习所需的课程资源建设
围绕工作任务的完成,在超新泛雅网络学习平台上按照以下步骤来进行建设和展示:任务要求、相关知识、任务实施、任务总结与拓展,并按照翻转课堂教学模式的要求呈现,方便学生自主学习。
任务要求是本工作任务的目标要求,后续各部分都是围绕任务的实现而展开的,主要建设的资源有任务书、学生工作页。
相关知识是完成本任务前或完成本任务后所需要的掌握的基本知识,主要建设的资源有相关知识点的微课视频、PPT教学课件、Flash课件等。在微课中设计思考环节和知识点的相关练习,从而激发学生的学习积极性。
任务实施包括单片机系统的硬件电路的搭建和软件程序的编写,在任务实施过程需要穿插介绍相关技能和技巧。主要建设的资源有实训虚拟仿真、部分实训操作视频、相关技能微视频等。
任务总结与拓展主要是对任务的完成情况进行总结评价,并对相关知识和技能进行梳理与总结,并适当进行拓展。主要建设的资源有任务过程评价表、本工作任务所涉相关知识点和技能点的测验、拓展任务要求及演示视频。
4.3.2以教师为主的课程资源建设
根据翻转课堂教学模式的要求,其教学方式与传统的教学方式有很大的区别,因此需对原有的教案(教学设计)进行改造,甚至颠覆传统教案,从学生学习的视角,从用户使用的视角展开教学设计。因此教师要将多年的课程教学中积累的大量不同形式的学习素材进行整理与完善,主要建设的课程资源有:课程标准、教案、学生作品库等,编写与网络课程相符的校本教材。由于单片机技术发展较快,教师应积极开发新的工作任务、更新教学内容,增加新资料比如一些工程案例库等,从而调动学生学习的积极性并满足企业对单片机人才的要求。
4.4评价方式的设计
根据高职教育特点,以能力考核为出发点,理实结合、注重过程、覆盖全面,按教学过程及任务要求制定细化指标并覆盖全部知识点。充分利用网络学习平台课程具有开放、共享、实时等特点,通过平台的数据统计学生对每个任务要求及知识点的学习情况及学习参与度,为实施过程性考核提供了技术保障。
5结论
基于单片机的课程设计范文4
单片机具有体积小、价格低、应用方便、稳定可靠等优点,在工业控制、农业生产、仪器仪表、汽车电子等领域得到了广泛的应用[1-2]。单片机是高校电气、电子、自动化等专业一门重要的专业基础课程,其理论性、实践性、应用性较强。单片机课程主要培养学生的实践动手能力和利用单片机以及所学知识进行产品设计的能力,课程设计是单片机课程实践教学的重要环节,显得尤为重要。在单片机课程设计实践教学环节中引入CDIO先进教学理念,对其进行改革和创新,以便能更好地提高学生的实践动手能力、工程思维、创新意识、团队协作能力等,从而提高教学效果。
1单片机课程设计教学现状
单片机课程设计是培养学生运用所学知识解决实际问题和提升学生动手能力的重要环节。目前单片机课程设计教学主要存在以下几个方面的问题[3]。
1.1时间安排不合理
单片机课程设计通常安排在学期末的最后一周,时间短,再加上学生花时间进行期末考试复习,往往疏于做单片机课程设计,导致教学效果不理想。
1.2单片机课程设计选题单一
单片机课程设计选题来源单一,没有让学生参与,题目通常由老师布置给学生,题目数量少,往往一个班多个学生共用一个题目,忽略了学生间的个体差异,没有让不同能力的学生发挥所学之长,不能有效地激发学生的学习兴趣。
1.3单片机课程设计的组织实施不合理
单片机课程设计往往由老师统一组织实施,虽然有的也进行了分组,但是小组没有有效的组织,没有培养学生的团队合作能力;由于课程设计时间短,学生通常只在Proteus软件中进行仿真,并没有进行实物制作,学生的实践动手能力没有得到有效的提高,课程设计的作用没有得到有效的体现。
1.4单片机课程设计的考核方式不合理
考核是检验学生学习情况的重要手段,单片机课程设计的考核方式单一且不合理,课程设计的成绩通常由课堂出勤和设计报告组成,不能全面、客观地反映学生的真实情况。
2CDIO工程教育理念
CDIO理念是一种先进的工程教育理念,其包含构思(concept)—设计(design)—实施(implement)—运行(operate)4个方面,也是这4个英文单词首字母的缩写。CDIO理念是“做中学”和“基于项目教与学(PBL)”模式的概括集中体现,它以实际的工程项目为背景,以产品从研发到运行的生命周期为载体,将理论知识融入工程项目实践中,让学生在工程实践中对知识理解并应用,培养学生的实践动手能力、工程思维、创新能力和团队协作能力[4-8]。
3基于CDIO理念的单片机课程设计教学改革与实践
将CDIO先进的工程教育理念应用到单片机课程设计实践教学环节中,从课程设计的时间安排、选题、组织实施、考核等方面进行改革。将项目构思、项目设计、项目实施和项目运行贯穿课程设计全过程,以学生为主体,以教师为主导,通过课程设计帮助学生加深对单片机和相关课程知识的理解和应用,培养学生的工程素养。
3.1课程设计时间安排
以往的单片机课程设计通常安排在学期末最后一周集中时间进行,由于设计时间短、任务重,加上学生还要进行期末考试课程的复习,不能专注单片机课程设计,导致效果不理想,因此将单片机课程设计提前3周布置给学生,让学生有充足的时间去完成。第1周:学生查阅相关资料,确定实施方案并交老师进行可行性审核;第2周:进行硬件和软件设计,并在Proteus中仿真,仿真通过后方可进入下一个环节;第3周:实物制作,发放项目所需的电子元器件,学生在万能板上完成制作并调试;第4周:答辩考核环节,学生汇报演示作品,教师提问1~2个问题,答辩结束后,学生上交作品和设计说明书[9]。
3.2课程设计选题
选题是单片机课程设计的重要环节,课程设计不同于课程实验,也不同于毕业设计,因此,选题既要结合单片机应用领域,尽可能覆盖单片机课程的主要知识点,又要注意与其他课程的衔接。选题还要充分考虑学生个体差异,在难易程度上要有层次性,以满足不同层次学生的需要。选题来源主要有[10-11]:①教师自选,教师可以从自己的科研项目或企业项目中选取,也可以参考电子设计竞赛题目;②学生自主选题,学生可以根据自己的兴趣自主选择题目,经与指导老师协商后确定。可选课题有交通灯远程控制系统、波形发生器、数字温度计设计与制作、电机转速测量与控制、数字钟等。课题确定后,教师设计好课程设计任务书发放给学生,让学生了解项目具体要求。表1是以波形发生器为例,将CDIO理念融入学生的知识、能力、情感等方面的培养。
3.3课程设计组织实施
课程设计采用分组方式进行,每组3人,设组长1名,每组自由选题,共同完成。每组由组长组织组员完成从项目方案设计到项目完成的各项工作,如组织讨论设计方案、遇到的问题以及硬件设计、软件设计、实物制作、设计说明书撰写等组内分工。教师从旁指导,让学生自我组织、自我管理,充分调动学生的积极性,培养学生独立分析问题、解决问题的能力以及团队协作能力。组织实施过程以学生为主、教师为辅,将CDIO理念充分融入课程设计的全过程。根据CDIO工程教育理念组织项目实施,实施流程。
根据CDIO理念,以波形发生器的设计与制作为例,项目的具体实施过程如下。
(1)项目构思阶段(concept):学生根据波形发生器的功能和具体技术指标要求(能生成的波形种类、周期等)查阅相关资料,组内成员根据相关要求和资料提出各自的实施方案,由组长组织小组内讨论,初步确定实施方案。采用5个按键分别生成5种波形(正弦波、锯齿波、三角波、方波和梯形波),采用DAC0832数模转换器将单片机输出的数字量转换为模拟量,由于DAC0832是电流型输出器件,需要增加I-V转换电路,输出波形引脚与示波器连接。具体电路模块有单片机最小系统、按键接口电路、DAC082接口电路、I-V转换电路等。教师对小组提交的实施方案可行性进行审核,提出指导性意见,最终确定实施方案。
(2)项目设计阶段(design):本阶段包括硬件设计和软件设计,学生根据实施方案列出详细的元器件清单并设计各模块电路,编写相关程序,调试、编译生成HEX文件。首先在Proteus软件上进行仿真,以熟悉各电路的具体连接,仿真通过后,再绘制原理图,生成PCB图,为下一阶段作准备。
(3)项目实施阶段(implement):学生根据PCB图,选择元器件,并在万能板上焊接实施,焊接完成后,将程序下载到单片机中,通电进行调试,观察能否实现功能要求,不能实现的查明原因并及时修正。焊接调试完成后,撰写作品的设计说明书。
(4)项目运行阶段(operate):硬件电路调试完成后,学生以组为单位,制作PPT,公开汇报和演示作品,重点汇报实施方案的形成过程、项目实施过程中遇到的问题、如何解决等。汇报后,演示相应的作品,并回答老师和学生的提问。
3.4课程设计考核
考核是检验学生课程设计完成情况的重要手段,不仅要能检验学生的知识掌握情况,更重要的是还要能检验学生的实践动手能力、团队协作能力、工程素养等。通过考核促进学生积极主动地学习、积极动手参加实践,充分调动学生的积极性和主动性。改革传统只有考勤和设计说明书成绩作为学生最终成绩的考核方式,采用过程考核方式为主、答辩考核相结合的考核方式。过程考核主要由学生自评、小组内互评、教师评价组成,过程考核贯穿项目实施的全过程,根据课程设计的时间安排,每周安排一次考核[12]。
学生自评:学生结合自身情况从学习态度、职业素养(是否按要求操作、维护实验室环境卫生、文明礼貌等)、工作能力(资料收集能力、分析问题与解决问题能力、工作思路清晰)、阶段任务完成情况等方面对自己评价。学生自评占过程考核的20%。
小组内互评:小组内成员之间从学习态度、团队协作能力、职业素养(是否按要求操作、维护实验室环境卫生、文明礼貌等)、工作能力(资料收集能力、分析问题与解决问题能力、工作思路清晰)、阶段任务完成情况等方面相互评价。小组内互评占过程考核的30%。教师评价:教师根据学生的出勤情况、操作是否规范、操作熟练程度、分析问题与解决问题的能力等方面进行评价。教师评价占过程考核的50%。
课程设计完成后组织答辩考核,学生制作汇报PPT,首先从设计方案、设计构思、设计创意等方面汇报;其次进行实物演示;最后老师、其他学生对设计提问。教师根据学生答辩情况、回答问题情况、作品完成情况以及设计说明书撰写情况给学生评分。学生课程设计的成绩由过程考核(70%)和答辩考核(30%)组成。
基于单片机的课程设计范文5
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[9]张恒.基于AT89S52和FAT16的SD卡读写系统设计[J].单片机与嵌入式系统应用,2009(8):54-55.
[10]楼然苗,李光飞.单片机课程设计指导[M].北京:北京航空航天大学出社,2007:210-212.
基于单片机的课程设计范文6
关键词:课程设计;项目教学;多元化
为进一步深化高职高专院校课程改革,适应社会和职业发展的需要,进行基于工作过程的课程设计,已经成为高职高专教育探索和实践的重要任务。本文主要从课程设计思路、课程内容组织与实施、课程考核与评价、成果展示和课程特色几个方面对《单片机与接口技术》课程的课程设计进行简单阐述。
一、课程设计思路
《单片机与接口技术〉》是面向企业需要,由《单片机技术》和《接口技术》经过资源整合之后的一门课程。
在整个课程设计过程当中,遵循的设计原则是以职业能力培养为目标,以工作过程为主线,以企业项目为载体,采取教、学、做一体化的教学模式。
本着这样的设计原则,为了将基于工作过程的企业项目转化为教学项目,必须深入企业进行调研,通过调研企业得出学生适合的岗位主要有产品测试、产品调试,而《单片机与接口技术》作为专业核心课程,可以说紧贴岗位需求,它主要为从事电子产品的生产和调试的企业培养单片机应用、电子产品的分析、设计、生产和调试的实用型人才,同时为学生职业能力的培养和职业素质的养成起着关键的支撑作用。
二、课程定位
在学习这门课程之前学生需要具备《电子技术》、《程序设计实训》、《电子设计初步》等课程知识,需要具备一些简单电路的设计和程序设计能力,后续课程还有《综合职业技能实训》、顶岗实习和毕业设计,在整个项目课程体系当中,《单片机与接口技术》起到一个承前启后的作用。通过学习这门课程要培养学生能够进行简单单片机产品的研发的能力; 要掌握MCS-51单片机的基本结构以及单片机应用系统设计及调试方法;培养学生沟通、协作意识,吃苦耐劳、爱岗敬业精神和科学的思维方式。
三、课程内容组织与实施
1、教学资源
在进行课程设计之前,提供给学生的一些教学资源,主要有参考书、网络资源和视频教程。其中参考书主要有《单片机与接口技术》参考教材,以及该教材配套的电子课件,同时依据企业行业需要,还制定了该课程的课程标准;网络资源主要有《单片机与接口技术》精品课程网站和FTP服务器站点;视频教程主要有专业老师进行的该课程的视频讲座。
2、教学方法
在不同的项目当中教学环节是不一样的,根据不同的教学环节采取灵活多样的教学方法,主要有任务驱动法、分组讨论法、仿真教学法、项目演示法、讲授法等。
3、教学实施过程
从这个表1中可以看到,整个课程体系主要有教学项目和企业项目两类,其中教学项目主要是通过“学中做“的教学模式,侧重培养学生进行简单单片机产品研发的能力;企业项目主要是通过“做中学”的教学方式,侧重培养学生与企业人员沟通的能力。
教学项目相对来说比较简单,主要是在工学一体项目实训室进行的,利用实训室现有的设备和条件,把学生分成若干组进行实训,当然在实训室只能进行一些简单的模拟生产过程的验证性的实训,为了进一步提高学生的职业能力和职业素养,还和企业联合进行校外综合实训项目的练习,也就是第二阶段的学习,这个阶段充分利用企业成熟项目,把学生放到企业当中去,让学生全程跟踪每一个项目实际开发的过程,同时由企业老师对学生进行指导,带领学生边做边学,进一步提高学生的实践动手能力,下面就以LED灯显示为例,具体介绍一下项目实施过程。
LED灯显示主要从硬件电路制作、软件电路制作、软硬联调三个环节进行,每个环节都是把学生分成若干组,每个组根据老师给出的任务,制定该小组的任务计划和具体的实施步骤,学生在分组讨论的时候,由老师和企业专家共同对学生进行有针对性的指导。
其中硬件电路制作环节包括硬件电路的设计、安装、调试三个环节,硬件电路的设计环节巩固学生的电路制作能力;硬件电路的安装环节提高学生的焊接能力;硬件电路的调试环节锻炼学生使用常用的仪器仪表进行电路测试能力。
软件电路制作环节侧重培养学生能利用各种仿真软件进行程序的编写和调试能力;
软硬联调环节着重培养学生综合实践动手能力。
四、课程考核与评价