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摘 要 ：单片机是自动化专业的一门技能性和实用性较强的专业课程,学好该课程不仅需要动脑,还需要动手实践.依据典型的单片机应用产品开发过程实施课程教学,构建优良工程实践环境,有助于学生掌握单片机设计的基础知识与能力,更有助于培养学生独立自主的学习能力.
关 键 词 ：工作过程；单片机；教学改革
中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）05-0199-02 一、课程设置
本课程是电气自动化技术专业课程体系中的专业专项能力课程之一.先修课程有：模电、数电及检测技术等专业基础能力课,学完本课程可继续学习计算机控制、机器人控制等技术课程、进行毕业设计,参加顶岗实习.所以本课程教学目标是：正确理解单片机系统组成、硬软件设计；能够进行单片机控制系统开发、现场维护,诊断故障；培养独立、负责任、在团队条件下有效完成工作任务的能力.
二、教学内容的设计与选取
设计教学内容之前,需要先深入企业调研,明确就业岗位群以及培养目标；然后分析职业岗位的需求,形成了工作任务分析表,确定课程目标；接着以岗位需求和职业能力为核心设置项目内容.[1]具体设置项目内容时,一方面以工程应用为背景,以典型电路为载体设置项目任务.另一方面遵循认知规律及高职人才培养规律,项目从简单到复杂,逐渐提高能力要求.教材选用江苏省精品教材,训练项目共九个[2].
三、课程实施
本课程采用CDIO工程教育模式,构建优良工程实践环境,教学流程主要依据典型的单片机应用产品开发工作过程进行制定.[3]典型的单片机应用产品开发工作过程主要有：项目任务书撰写、需求分析、方案设计、硬件设计制作、程序设计、系统调试、功能改进、交付使用、项目总结等.由此在教学过程中,需要让学生先明白做什么（下达任务书、分析需求）；再考虑怎么做（方案设计）；然后学中做,做中学（硬件设计制作与程序编制调试,深化知识,边学边做,不断完善功能）；接着提交作品,总结；最后完成项目.下面以“项目四模块2[2]采用定时器计数方式的转速测量电路设计与仿真”的教学为例进行说明.
1.做什么.教师先通过播放流水线计数视频,展示手机定时功能来展示定时/计数功能.然后教师发放任务书,阐明任务1的工作目标,介绍本设计需实现的功能.通过ppt展示转速测量电路功能,详细讲授定时/计数器用途.
2.怎么做.教师以独立工作法、扩展小组法方式组织各组学生制订、讨论、修改、完善转速测量电路设计方案,即学生先独立设计方案,接着再2人一组讨论,最后4人一组完善方案.
3.学中做,做中学.用案例教学法与示范训练法,教师提供电气原理框图,在PROTEUS软件上示范操作任务1转速计数器.学生通过自我负责的搭档合作,学习定时计数器结构、工作方式,专用寄存器TMOD、TCON、IE、IP的设置.教师收集学生学习过程中遇到的问题,针对重点与难点使用课件FLASH动画进行讲解.学生通过组内交流,讨论设计电路,然后绘制硬件电路图,合作编程.
教师在这过程中进行个别辅导,引导学生解决软硬件调试中遇到的问题；深入讲解定时计数器工作方式特点；使用课件演示讲解16位定时/计数器T2；采用卡片复习法,即让学生抽取写有关 键 词 的卡片,向其他人简短清晰的阐述有关该词的信息,然后全班一起评价并补充答案,帮助学生加深了解本项目中应掌握的基础知识.
4.完善.通过小组拼图法,各小组派两位同学到其他两个小组参与讨论学习设计方案、电路设计图与程序,然后回到自己小组继续完善方案、电路设计与程序,将程序下载至开发板调试.
5.总结.学生进行作品演示,总结完成此次工作任务的经验,并进行小组自评、组间互评.接着教师对完成的任务进行评分.此外,因为我们关注学生学到了什么,所以要求学生评估教学效果,提出修改教学方法的意见与建议,老师根据反馈意见修改教学方法.
6.项目完成.学生按照6S标准做好安全与卫生工作.教师检查器件整理、卫生清理工作的完成情况并评分.
四、课程考核
课程考核由过程性考核、阶段性考核和综合性考核组成,分别占课程考核的20%、30%和40%.过程性考核有常规考核和任务完成质量考核两部分组成.常规考核是考核学生的参与积极性、安全意识、卫生状态.任务完成质量考核需要针对不同任务制定详细的表.阶段性考核是在每个项目结束后,考核学生对本项目中涉及新技能的掌握能力.综合性考核分理论考核与实践考核,在本课程结束时考核学生对本课程的掌握能力.
五、总结
课程教学实施一段时间后,获得了学生、行业企业专家好评,2010年本课程被评为国家级精品课程.学生与教师也在学与教的过程中积极参加各项比赛并获得优异成绩,在2011年全国大学生电子设计大赛中获得江苏省一等奖1个,二等奖1个.2011年全国高校电子信息实践创新作品评选中获得一等奖2个.不过本课程还需不断更新教学内容,不断完善以能力考核为主的评价体系,不断深入开展与企业的项目合作,与时俱进,保证教学水平和质量.