單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)教學(xué)改革與實踐

時間:2022-11-25 04:56:13

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單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)教學(xué)改革與實踐

摘要:單片機(jī)課程具有理論、實踐性強(qiáng)的特點,傳統(tǒng)的教學(xué)模式很難適應(yīng)如今的教育。為了提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)新時代高素質(zhì)技術(shù)技能型人才,針對高職“單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)”課程的教學(xué)進(jìn)行了改革與創(chuàng)新,其主要特點是采用Proteus軟件仿真+技能大賽混合實踐的方式進(jìn)行教學(xué),靈活運(yùn)用Proteus軟件降低了教學(xué)成本,利用技能大賽模擬了真實的大賽環(huán)境和單片機(jī)項目開發(fā)步驟。經(jīng)實踐教學(xué)表明,此教學(xué)方式明顯提高了單片機(jī)課程教學(xué)的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞:單片機(jī);實踐教學(xué);技能大賽,創(chuàng)新研究

單片機(jī)具有實時控制能力強(qiáng)、體積小、成本低等優(yōu)點,在家電、通信設(shè)備、儀器儀表、電力系統(tǒng)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[1]?!皢纹瑱C(jī)應(yīng)用技術(shù)”課程是電力系統(tǒng)自動化專業(yè)的專業(yè)必修課,主要目的是培養(yǎng)學(xué)生在電氣及電力供應(yīng)崗位的基本運(yùn)維能力,要求學(xué)生掌握單片機(jī)的基本功能,運(yùn)用其理論知識指導(dǎo)實踐中所遇到的問題。然而,單片機(jī)理論性強(qiáng),高職學(xué)生學(xué)習(xí)困難,很難將理論知識靈活應(yīng)用于實際工作中,為此,如何提高單片機(jī)教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)符合企業(yè)需求的高素質(zhì)技能人才具有重要意義。

1“單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)”教學(xué)改革現(xiàn)狀

“單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)”課程理論與實踐結(jié)合性強(qiáng),而傳統(tǒng)的教學(xué)按部就班,教學(xué)方法單一,理論與實踐脫節(jié)嚴(yán)重[2]。新時代是科技大爆發(fā)的時代,企業(yè)對人才的要求越來越高,傳統(tǒng)的教學(xué)方式很難培養(yǎng)出企業(yè)需求的技能人才,為了改變現(xiàn)狀,培養(yǎng)新時代高素質(zhì)的技術(shù)技能型人才,各高校紛紛加入了課程改革探索的大潮中,特別是國務(wù)院了《國家職業(yè)教育改革實施方案》,更是將教學(xué)改革推向了高潮。現(xiàn)將單片機(jī)課程教學(xué)的主要改革成果總結(jié)歸納如下。1.1教學(xué)平臺改革。教學(xué)平臺主要有虛擬仿真,如Proteus仿真模擬實際工程案例[3];實驗板/實驗箱,如模塊化的單片機(jī)口袋實驗板[4];自制設(shè)備,如個人實驗板或面包板;競賽作品,如智能小車競賽作品等。1.2教學(xué)內(nèi)容改革。教學(xué)內(nèi)容改革主要有教學(xué)內(nèi)容模塊化和教學(xué)內(nèi)容項目化等。1.3教學(xué)方法改革。教學(xué)方法主要有線上線下混合式教學(xué),分層教學(xué)、因材施教,任務(wù)驅(qū)動教學(xué),項目分組教學(xué)等。1.4考核評價改革。考核方式主要有基于成果的考核和基于過程的考核,其中基于過程的考核最為常見。綜上所述,單片機(jī)的教學(xué)改革在一定程度上已取得了較好的成績,具有較好的參考價值,但如何將相關(guān)知識應(yīng)用到實際工作領(lǐng)域中,解決實際工程問題才是教學(xué)改革的關(guān)鍵。

2“單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)”教學(xué)改革方案

2.1教學(xué)平臺改革。教學(xué)平臺是支撐教學(xué)實踐的載體,沒有好的教學(xué)載體勢必會影響教學(xué)的效果,特別是疫情期間,各高校大多采用線上教學(xué),實踐部分通常采用演示的方式進(jìn)行,本文采用Proteus軟件仿真+技能大賽結(jié)合的方式進(jìn)行實踐教學(xué)。Proteus軟件仿真可靈活設(shè)計多種實驗項目,減少了實踐成本,且不受地點的限制,疫情期間在家也能完成實踐內(nèi)容的學(xué)習(xí)。技能大賽能模擬真實的比賽環(huán)境和企業(yè)實際的項目開發(fā)過程,疫情過后學(xué)生返校可完成技能大賽內(nèi)容的實踐,成績優(yōu)異的學(xué)生可代表學(xué)校參加全國技能大賽。2.2教學(xué)內(nèi)容改革。模塊化設(shè)計教學(xué)內(nèi)容,將教學(xué)內(nèi)容分為硬件模塊、軟件模塊、定時器模塊、顯示模塊、中斷模塊、通信模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。課程理論知識與實際案例相結(jié)合,精簡實例項目,根據(jù)課程教學(xué)需要,每一個模塊設(shè)計一個仿真實例,并引入技能大賽考核內(nèi)容作為綜合實踐,體驗單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)實際開發(fā)過程。仿真實例如流水燈控制系統(tǒng)、倒計時控制系統(tǒng)、生日提示器系統(tǒng)、十字路通燈控制系統(tǒng)等。技能大賽實踐以“光伏電子工程的設(shè)計與實施”賽項的光伏逐日系統(tǒng)為載體,完成光伏逐日系統(tǒng)的設(shè)計與控制。2.3教學(xué)方法改革。采用線上線下混合式教學(xué)方法,以超星學(xué)習(xí)通為線上平臺,學(xué)生線上自主學(xué)習(xí)完成相關(guān)模塊理論知識的學(xué)習(xí),教師進(jìn)行線上答疑,實時解決學(xué)生學(xué)習(xí)過程中遇到的問題。線下以項目、任務(wù)驅(qū)動的方式引導(dǎo)學(xué)生完成線下的實踐,技能大賽的實踐內(nèi)容以小組的方式進(jìn)行。2.4考核評價改革。傳統(tǒng)的教學(xué)評價體系比較單一,而基于過程的考核更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動力,為避免學(xué)生刷課的現(xiàn)象,課程的考核以“過程+能力”為主,弱化理論知識的考核,注重實踐過程的考核,課程成績?yōu)榫€上學(xué)習(xí)(20%)+模塊化仿真實踐(40%)+技能大賽實踐(20%)+期末理論考核(20%),課程考核體系關(guān)系如圖1所示,實踐環(huán)節(jié)作為學(xué)習(xí)驅(qū)動器,各環(huán)節(jié)緊密相扣,能很好地促進(jìn)教學(xué),提高教學(xué)效果。

3“單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)”課程教學(xué)實施

3.1Proteus仿真實踐教學(xué)實施。以十字路通燈控制系統(tǒng)為例介紹Proteus仿真在實踐教學(xué)中的應(yīng)用。十字路通燈系統(tǒng)是生活中常見的例子,其功能是顯示東西南北方向紅綠黃指示燈的狀態(tài)和等待時間,通過按鍵能設(shè)置不同狀態(tài)指示燈的顯示時間,其考查的知識點有定時器、數(shù)碼管、中斷系統(tǒng)和按鍵控制等相關(guān)知識。十字路通燈控制系統(tǒng)如圖2所示。圖2十字路通燈控制系統(tǒng)仿真實踐完整的教學(xué)實施過程為:線上相關(guān)理論知識學(xué)習(xí)→任務(wù)分析→仿真原理圖設(shè)計→程序流程圖設(shè)計→程序設(shè)計→仿真驗證→程序修改→完成設(shè)計、提交設(shè)計報告。3.2技能大賽實踐教學(xué)實施?!肮夥娮庸こ痰脑O(shè)計與實施”是能源技術(shù)類全國職業(yè)院校技能大賽賽項,主要考查工程制圖與安裝、PLC控制、單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)、電路板焊接與檢測、組態(tài)技術(shù)和能源規(guī)劃,其中單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)包含風(fēng)光互補(bǔ)控制器和太陽能逐日系統(tǒng)。太陽能逐日系統(tǒng)的控制基本囊括了“單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)”課程所有的知識點,是本院電力系統(tǒng)自動化專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)很好的實踐平臺,其實踐教學(xué)實施的過程為:學(xué)生分組→發(fā)放任務(wù)→查閱資料→設(shè)計控制流程圖→設(shè)計控制程序→下載驗證→程序修改→完成實踐、撰寫實踐報告→實踐答辯。太陽能逐日系統(tǒng)控制板如圖3所示。

4結(jié)語

本文針對電力系統(tǒng)自動化專業(yè)“單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)”課程教學(xué)進(jìn)行了改革與實踐,通過對教學(xué)平臺、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核評價四個方面的改革,并在不同年級的多個班級中進(jìn)行了教學(xué)實踐,教學(xué)實踐表明,學(xué)生知識掌握和實踐應(yīng)用能力得到了明顯提升。

參考文獻(xiàn):

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[4]滕召勝,唐求,溫和,等.單片機(jī)口袋實驗室在實踐教學(xué)中的應(yīng)用[J].實驗技術(shù)與管理,2017,34(10):223-225,237.

作者:劉高強(qiáng) 李鵬 單位:貴州電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院