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单片机项目精选(九篇)

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单片机项目

第1篇:单片机项目范文

关键词:教学;课程;困难

中图分类号:G642文献标识码:A文章编号1003-2851(2009)10-0123-01

单片机技术》是高职院校机电、电子、电气等专业普遍开设的一门专业课,是高职电子类专业必修的专业技术基础课。但因其课程的特点,导致教与学都存在困难。本文结合我校单片机教程改革进行项目驱动式教学的探索。单片机课程具有涉及学科多、内容多、概念多、逻辑性强、关联性强、抽象等特点,它是一门综合性、实践性很强的课程。对于一个单片机学习者,除要掌握单片机的专业知识外,还要有较扎实的电路硬件技术和动手能力,还要熟悉计算机操作与一般的编程方法。除此之外,单片机系统外部结构因功能不同而技术路线、实现手段、元器件、电路结构等也不同,没有固定的模式,使初学者感到既神秘又摸不着边。据了解,学生普遍都感到难学,难入门,会应用更是一个难以逾越的“门坎”。因此,对该门课程解决教与学都难的问题势在必行。

二、项目驱动式教学法介绍

(一)高职《单片机技术》教学现状。高职教材教材通篇以理论叙述为主,缺乏典型的应用实例,或者采用了一些不合适的例子,教材与实践操作脱节现象比较严重。教学的现状在大多数高职院校教师按照教材的编排顺序进行讲授,教学效果不理想。

(二)《单片机技术》项目驱动式教学探索。 1.项目驱动式教学法介绍:项目驱动式教学法是2003年7月德国联邦职教所制定以行动为导向的一种教学形式,它的特点是把整个学习过程分解为一个个具体的工程或事件,设计出一个个项目教学方案,按行动回路设计教学思路,不仅传授给学生理论知识和操作技能,更重要的是培养他们的职业能力。 项目驱动式教学法的优势主要体现在以下几个方面: 强调实践性;突出自主性;关注成长性;评价多样性。

二、教学内容改革

本课程采用了高等职业教育电子信息类专业规划教材――《项目式驱动式单片机应用教程》, 该教材的特色如下:理论和实践的密切结合;合理分解知识点,要求掌握的技能;实用的工程理念贯穿其中;方便教学与实训综合其他教材。结合其他资料,共选定了10个技能训练项目。通过实际项目,让学生认识单片机,进一步提高单片机系统开发与应用的工程综合运用能力。

表:单片机课程项目及内容

一:点亮一盏LED灯 单片机结构与引脚说明,单片机最小系统应用,掌握位操作和总线操作两种方法。

二:循环彩灯控制循环彩灯控制(顺序控制、个数控制、闪烁时间控制),掌握单片机产品开发的全过程。

三:电脑音乐发生器中断系统、定时器结构与工作方式,

四:数字温度计DS18B20应用,单点温度控制,多点温度控制系统。

五:计数器实训利用外部中断引脚接按键,中断服务程序计数,液晶显示器显示个数,最大计数为65535,实现计数器。

六:串行通信技术串行口单机通信测试,双机串行通信,485网络通信,单片机与微机通信。

七:简易信号发生器设计D/A转换芯片DAC0832介绍、锯齿波设计、三角波设计。

八:60秒定时器动态扫描概念、定时器、中断加深,用单片机的定时器及中断设计一个60秒定时器。

九:LED点阵显示4×4键盘编码显示,按键电路、按键工作原理,行列式键盘扫描方式、编程方法。

十:智能打铃系统实时时钟DS1302芯片电路及功能模块子程序,按键电路及功能模块子程序,响铃电路及功能模块子程序,主程序调用各个功能模块子程序。

三、教学方法改革

根据高职教育人才培养目标要求,我们改革传统的课程组织形式,通过实施一个个完整的项目来组织教学活动,进行项目引导、任务驱动室课程模块化教学:我们直接在实验室进行课堂教学,学中做,做中学,实现教、学、做一体化。每个学生也在计算机上编程,编译,调试程序,然后用Proteus软件进行仿真,然后把程序下载到单片机上,查看实际效果。改变了以往理论授课、实验、综合实习的三部曲模式,而是通过项目驱动方式将其融为一体。

四、评价方式改革

在考核中,既要考核学生对基本知识与技能的掌握程度,同时考核学生的创新能力。如在彩灯设计、音乐编程的学习中,鼓励学生大胆想象,充分发挥自主创新意识。期末考试采用上机加笔试,平时成绩占20%。

总之,《单片机技术》项目式驱动式教学改革,对学校的教育教学改革起到了促进作用,对教师的锻炼和成长起到了推动作用,提高了教学质量。通过项目驱动式的学习,学生的实践能力、创新能力都得到提高,从而全面提升了毕业生的职业综合素质,能更好的适应就业岗位的需要。

参考文献

[1]唐静.单片机应用技术课运用项目驱动式课程改革尝试[J],辽宁教育行政学院学报,2008,(4).

[2]马彪,孙艳霞.单片机精品课建设探索与实践,辽宁高职学报,[J]2005,(12).

第2篇:单片机项目范文

关键词:单片机系统项目式教学应用能力

一、引言

单片机应用系统的学习过程就是应用系统的开发过程,是一个基于实用的认知过程。为了使高等职业类院校的学生在学完单片机技术这门课程的同时,也能进行单片机实用产品的开发和研究,课程教学应该在单片机应用系统的学习过程中贯穿实用产品的开发与研究,在开发中熟悉、掌握单片机的基本知识和应用方法。

一般课程采用的是任务型教学方法,整个过程大致可以总结为:确定任务目标、进行任务分析、讲授相关知识、任务实施并完成等几个步骤。这种方法可以适合于各种课程的知识与技能教学。单片机系统教学如果也采用这样的教学方法就不能体现其实用性,不能把单片机应用系统的学习过程贯穿于实用产品的开发与研究中,达不到理论联系实际的教学效果。单片机应用技术课程的最大特点是实用性,这就从理论上决定了本课程的学习可以不同于其他理论课或理论基础课,它可以和实践紧密联系起来进行学习。但是在实际教学实践中,能够实现理论和实际的紧密联系并不是一件轻松的事情。

怎样才能实现上述目的,提高高职院校单片机系统的教学质量呢?首先应该构建项目式教学平台,进行项目式教学是实现上述目的的最好途径。基于项目的单片机系统教学过程大致可分为:项目引入、相关知识学习、项目实施、知识拓展等几个环节,其教学体系以培养学生应用能力为核心,以项目为驱动,以教师教材为基础,以实验为手段,以考核和课程设计为保证,整个教学体系如图1所示。

基于项目进行单片机应用技术理论学习和操作的方法,也可以应用在其他嵌入式系统课程的教学中。

二、建立适合项目式教学的师资队伍,选择合适教材

良好的教师队伍和恰当的教材是保证项目式教学正常运行的基本条件。

1.建立适合项目式教学的师资队伍

单片机应用系统教学过程是一个以教师为主导的学习过程。讲授单片机应用技术课的应该是具有一定项目开发和实践经验的教师,而不是刚毕业参加工作没有开发经验的研究生或者大学生。单片机系统教师应当定期进行培训、调研、学习,到公司和企业去进行项目和产品开发,学校要加强与企业的联系,以保证教师知识的先进性和提高教师的业务水平,还可以聘用企业、行业、科研单位人员到高校兼职,担任任课教师。

2.选择适合项目式教学的教材

在组织单片机系统教学中,教师选用的教材要和项目式的教学方法配套,切忌选择经典式的任务式教学所用的教材。因为二种教材在教材定位、编写原则、书籍特色等方面有所不同。以项目式为基础的教材一般以项目、模块或者课题为单元划分整书结构,而任务型教学以理论知识的系统性学习为基础按章节形式划分整书结构,虽然二者内容相同,并且都可以由浅入深的组织教学,但侧重点不同,前者突出实用、实验、科研,后者侧重理论、连贯、系统。从培养学生应用能力的目标来看,前者突出实际运用,更易达到学以致用的目的。

三、实验室建设是项目单片机教学体系得以实施的平台

单片机应用系统的学习离不开实验。项目式教学的内容以最新的研究成果和企业的实际案例为学习单元,培养的是学生的实际操作能力,用理论指导操作,在操作中强化理论,最终将理论最大限度地运用于实践是单片机应用技术课程教学的目的,而这一切都是以实验为基础的。

单片机应用技术的学习过程可能要在实验室花费大半的时间。传统的单片机实验室由实验箱构成,应用的软件种类少,硬件改动难,只能做一些基本的实验,已经不能满足现代单片机的学习需求。

新型的实验室以软件和硬件相结合的方式,突出软件的调试、仿真功能,培养学生的动手能力。将Keil、Wave、Proteus、Protel等软件、仿真器和编程器贯穿用于教学中。使用的一般过程是用Keil、Wave、MPLAB-IDE等软件(根据芯片种类选一种)进行程序设计、软件调试和仿真,用Proteus对硬件电路进行设计和仿真,最后用Protel绘制电路原理图和印制版。由于单片机软件种类较多,比如PCB设计主流软件有Protel、PADs、Cadence Allegro、Mentor WG等,学习时可根据实验室现有装备情况、市场需求、学生就业趋向等进行选择。

四、课内课外相结合,鼓励学生主动学习

单片机应用系统授课时间大约32~40学时,在这么短的时间里实现产品的开发与研究几乎是不可能的,这就需要扩展教学时间,使教与学由课堂内延伸到课堂外。项目式教学以实践为入口,注重实用,利用人的好奇心,有利于激发学生的学习兴趣,反过来,对单片机应用技术的兴趣又激励着学生能主动利用课余时间学习,使二者之间形成良性循环,为基于项目式单片机系统的教学目标的实现提供可靠的保证。

为了能更好地引导和帮助学生的课内、外学习,教师和实验员有必要采取一些辅助手段。比如:一是开放实验室。教师可以安排责任心强的学生负责课余时间实验室的管理,基本做到宿舍不熄灯,实验室不关门,给好学的学生提供实验条件。二是对学生进行分组。教师以项目为基础进行教学非常有利于学生分组学习,因为可以以项目本身作为分组的标准,当然也可以选择其他的分组方法。主要分组方法有:

一是以项目为标准划分:同一项目分组、不同项目分组。

二是从学生层次上划分:可分为强弱互助型小组、 强强联合型小组、弱弱共济型小组等。例如强弱互助型小组是把基础较好、学习能力较强的学生和基础较弱、各方面表现欠佳的学生组成一个学习小组。这种小组实行“一对一”互帮互学办法,促进后进学生更快地进步。这种学习小组非常适合于日常教学的各个环节,教师做好引导工作,制定合适的激励措施,真正达到全组同学共同努力、共同提高的目的。

三是按学生兴趣划分小组。教师在平时多观察学生的个性,把兴趣相近的学生组成一个小组。这种分组方法特别适合建立各种课外兴趣小组时使用,因为小组成员志趣相同,更容易凝聚成一个充满合作精神的团体。

五、改革考核形式,实行项目特色考核

改革期末评分方法,实现教考分离是项目式教学特有的一种评分方法。由于单片机应用技术课程是以培养学生实践能力和应用能力为目的,因此考核也应针对几方面的能力进行考核,考核的方式方法和考核的内容将直接影响教学过程的实施,关系到教师如何教和学生如何学。在期末考核时,教师应结合学生平时的表现,进行综合评定。例如:

平时:60%~80%――基于项目的成绩。

考试:20%~40%――基于测试和测验。

基于测试和测验的成绩主要在学期末进行评定。由专业教师根据教学大纲编制试题库,题库分应知和应会两方面内容。期末考核也分为应知和应会二部分内容。应知考试是对各知识点的考核,包括基本概念、基本原理、基本器件;应会是对学生的编程、制版、调试等进行操作考核,应会考试要求学生现场调试结果,教师根据学生完成的准确性和熟练程度按评分标准现场评分。

基于项目的成绩,主要是对学生在实验操作、课题开发与研究过程中的表现状况、进行状态、完成速度与完成质量等方面情况以分数形式体现的综合评价。整个考核主要是对编程能力、软硬件分析能力、软硬件调试能力,综合运用能力的考核,可以用直接参照、加权平均、综合评分等方法进行打分。这一成绩应该在整个分数中占较大比例。由于每一个项目除了教师讲授、演示外,许多工作由学生动手、教师指导来完成,每一个课题的成功都离不开学生的努力和创新,学生的发挥在项目开发中会表现的淋漓尽致,这种评分的价值甚至比考试更加重要,尤为客观和真实。

六、增加课程设计,进行项目自主开发或产品的开发

产品的开发过程实际上是把一个大的项目分解成若干个小的项目进行开发,一些小的项目是单片机项目,另一些小的项目不一定是单片机项目,而是产品相关的其他领域项目。基于项目的教学方法可以以课程设计的完成作为课程教学结束的标志,课程设计中要贯穿单片机相关的实用产品开发,最后要有经过调试的、完整的电路原理图、仿真电路图、源程序清单、参考印制版图。在设计和开发过程中,教师加强学生的能力培养,包括元器件应用、传感器应用、电子技术应用、电路设计、执行机构设计、编程控制设计等综合能力。课程开发的经验和过程也完全可以在毕业设计时采用。有实践经验的教师更容易组织此类教学,此类教学也更能培养学生的学习兴趣,提高单片机系统课程的教学效果,培养出实用型人才。

参考文献:

[1]史成芳,程荣龙.基于“案例驱动”的单片机教学方法研究[J].实验科学与技术,2010(12).

[2]冯毅,何建民,刘湘屏. 基于项目的单片机教学改革探索[J].黄山学院学报,2011(3).

[3]屠志恋.单片机教学改革的研究与实践[J].职业,2011(9).

[4]宋东亚.项目教学法在单片机教学中的应用[J].价值工程,2011(36).

[5]李志杰.新形势下嵌入式系统教学体系探讨[J].单片机与嵌入式系统应用,2010(12).

第3篇:单片机项目范文

关键词: 单片机课程; 项目式教学; 控制器; 创新意识

中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1006-8228(2014)12-53-02

Reform and practice of SCM course in colleges based on project

Sun Yuan, Chen Limei

(Beijing Wuzi University, Beijing 101149, China)

Abstract: According to the disadvantages in the traditional SCM (single-chip microcomputer) courses, the project teaching method is proposed. The selection of project, the design of project and the implementation of project in the process of teaching are discussed.Take the gas controller as a project case, how to imbed the project teaching method into the teachingof the SCM hardware and software is introduced. With project as the main line, the entire project is gradually developed. It shows the superiority of project teaching method in SCM teaching. It can arouse students' interest and enthusiasm, stimulate their creativity, imagination and help them quickly adapt to the related work after graduation.

Key words: SCM course; project teaching method; controller; creativity

0 引言

单片机课程是我校信息学院计算机技术与物联网工程的专业基础课。在传统的授课模式中,教师一般都会采用“以讲为主,实验为辅”的方式,授课重点强调对原理性知识的理解和掌握,讲解过程中涉及很多抽象的理论知识,一般先将单片机的各个环节如总线、并行接口、中断、堆栈、地址、数据类型和语法等分开讲解,各部分无论讲得多么细致,学生还是很难建立起一个基于单片机测控器件的整体概念,这样就把本来是一个合理的有机体变得支离破碎,学生普遍感到难学,导致课程变成了“天书”,学生逐渐失去了学习的信心和兴趣。引入项目式教学方法可以大大改善单片机教学中“学”与“教”的关系,提高学生的学习兴趣,为学生在学习和就业方面架起桥梁,增加毕业生就业机会。

1 项目式教学方法

项目式教学是师生通过共同实施一个完整的“项目”工作而进行的教学活动。在职业教育中,项目是指以生产一件具体的、具有实际应用价值的产品为目的的任务。在整个教学过程中体现了学生的主体作用,使课堂教学的质量和效益得到更大幅度的提高。通过项目教学法学习的学生,他们的动手能力、解决实际问题的能力及创新能力将有很大的提高[1]。打破传统的教学模式,将教学资源整合,引进“产品导向、项目递进”式的项目教学,从成熟的生产或生活中基于单片机项目案例入手,让学生首先看到结果是单片机能够做什么,“原来单片机可以完成这么多功能”,很多学生在惊讶的同时会提出很多问题,自己想掌控单片机,如果自己学会了,那么也可以设计很多智能器件,这时老师可以将这些测控器项目一层一层打开,由浅入深,由深入浅,由整体到部分,由部分到整体,将单片机主要的内容环环相扣讲给学生,学生可以在总体和细节上掌握单片机,而不是以前只见树木不见森林的讲解方法。项目式教学法使学生有独立进行计划工作的机会,在一定的时间范围内可以自行组织、安排自己的学习行为,使学生变被动灌输为启发求知。项目式教学不仅是已有知识、技能的应用,而且还要求学生运用新学习的知识、技能,解决过去从未遇到过的实际问题[2]。

2 项目式教学案例分析

2.1 如何进行项目总体规划

本文以基于单片机天燃气采集和泄露报警器为案例来介绍项目的总体规划。天燃气控制器除了用于常规的显示等功能之外,还需要能够实现天燃气的采集、存储、调整、显示、上传和接收数据等,以及燃气泄露报警等功能,如图1所示。

[单片机][显示][键盘][通信接口][天燃气采集][天燃气泄露][存储扩展]

图1 燃气控制器功能图

煤气控制器外观中主要分四个模块:①信号输入功能;②显示功能;③存储功能;④通信功能等。学生首先看到的是一个用于实际天燃器采集和泄露报警的产品,从这个产品的功能出发,对单片机系统案例进行剖析、总体讲解。单片机应用系统的开发是以单片机为核心,配合一定的外部电路及程序,从而实现特定测量及控制功能的应用系统。单片机的任务是指,以单片机为核心,构建硬件部分和软件部分组成,配以一定的电路和软件,实现某几种功能,完成相应的任务。硬件是系统的基础,软件则是硬件的基础上对其合理的调配和使用,从而完成应用系统所要完成的任务。单片机的设计应包括硬件设计和软件设计两大部分。

2.2 项目中硬件部分的讲解方法

项目设计中硬件设计分两部分。①单片机扩展部分设计:包括存储器扩展和接口扩展。本控制器对存储器进行扩展EEPROM,还有通信端口的扩展。从这个实际的扩展中讲解单片机为什么扩展,如何扩展;再引申到存储器的扩展,指EPROM、EEPROM和RAM的扩展。其接口扩展是8255、8155、8279以及其他功能器件的扩展。②各功能模块的设计:燃气控制器有输入模块、显示模块、通信模块、存储模块。在硬件上如何扩展这些模块,如信号测量功能模块、信号控制功能模块、人机对话功能模块、通信功能模块等,根据系统功能要求配置相应的A/D、D/A、键盘、显示器、打印机等设备。

在硬件设计时,注重总体方案,并需进行详细的技术论证。硬件电路的总体设计比较重要的是硬件电路原理图。在硬件系统中,电路的各部分都是紧密相关、互相协调,任何一部分电路的设计如果考虑的不充分,都会给整体方案带来难以预料的影响,所以设计者应在总体方案设计时反复论证、比较,寻求最合理的总体方案。在硬件设计过程中要用到Protel等印制板辅助设计软件,在Protel软件中首先画连接原理图,然后再用Protel将原理图转换为印制板图即PCB图,检查无误后,交给印制板生产厂家,印制板生产调试好后,将元器件焊接到印制板上就完成了硬件系统的设计,具体部骤如下:

⑴ 绘电路图。教学中要求学生利用最少的知识完成电路图的绘制;

⑵ 生成网络表,检查错误;

⑶ 规划电路板并手工布局;

⑷ 自动布线,并输出各层图纸。

学生完成这四个任务后,基本了解了硬件设计中设计电路板的全过程。尽管每个任务看上去都很简单,但过程是完整的,学生完成这个项目,就已完全掌握了设计过程,尽管项目完成得还不是很完美。如果课时不够充分,对于电路板的制作过程可以放到实践周中集中讲解效果会更好,但在通常的单片机课程讲解中,整个硬件的设计应该讲解清楚,还要通过这个控制器的案例将硬件布局优化和调试讲给学生,由一个单片机控制器硬件的设计引申出同一类的硬件设计[3]。

2.3 项目中软件部分的讲解方法

一个单片机能够聪明地执行某种任务,除了它们强大的硬件外,还需要它们运行的软件。其实单片机并不聪明,它们只是完全按照人们预先编写的程序而执行之。燃气控制器中的程序根据硬件的特点,采用模块化的编写方法,将程序的功能分成几大模块,例如初始化模块、燃气泄露报警模块、读表模块、写入24C16模块、键盘模块、通信模块等。在每个功能模块的基础上再细分几个子模块,在程序的编写上采用分层的方法处理,由于单片机有主程序较短的特点,主要的处理工作分层展开,通过子程序的调用一层一层地实现程序的功能,逐步细化、求精,使程序清晰、可读性强、可重用性强、便于调试扩展。通过燃气控制器软件部分的讲解将程序设计方法和思想渗透到各个程序的编写中。硬件设计之后,软件的任务是合理有效地驱动这些硬件,让硬件充分有效地分发挥其功能。在软件的设计中通过软件可以更好地理解硬件是如何使用和工作的。

MCS-51单片机的程序设计通常分为下面三个步骤。

⑴ 制作程序流程图

对所提出的算法找出最合理、最简便的解决方法并作出程序流程图,程序流程图用以表示人们利用一定的算法解决问题的思路。流程图有粗略和详细两种,粗略的流程图可以给出解题的大致步骤,而详细的流程图则给出每一步骤的细节。对一些大的问题,应先给出粗略的流程图以得出总体概念,然后作详细的流程图对每一步骤作具体的描述。

⑵ 资源分配

根据算法的要求合理地分配系统资源,如存储器分配、输入输出接口的分配等。在MCS-51系统中,程序和数据存储器分别编址,而存储器又分为内部和外部存储器,又有位寻址的存储器,因此资源分配得合理,将会给编制程序带来方便,不然可能会增加麻烦,甚至使程序产生错误。

⑶ 源程序编制及调试

源程序编制就是将流程图表达的算法用程序实现,MCS-51系统的程序可用编辑器编辑,在集成的调试环境中读入,也可直接在集成的调试环境中输入,集成调试环境包括了程序的调试工具,如单步、断点、全速运行程序,还能实现寄存器检查、存储器内容检查等功能。

通过总体论证之后,将燃气控制器的程序让学生花一段时间略读,使学生可以大致了解一个成熟的单片机控制器程序的整体模块框架。接下来,教师引导学生从总体上掌握程序的主框架,包括在此框架下如何扩展更多功能。总框架了解之后,再精讲各个模块,对典型的有代表的模块仔细讲解。类似的程序让学生自己消化,可以让学生采用查阅资料、研讨、和教师讨论等形式完成。这时教师将单片机中存储器分配、定时计数系统、通信系统、看门狗、中断系统、扩展等与程序处理相结合,让学生充分了解单片机的各模块是如何有条不紊地工作的,以及如何扩展功能等。

在整个软件的讲解中将单片机汇编语言或者C语言融入到各个环节中,使计算机语言更生动、更有生命力,学生学习语言时关注点在其应用而不侧重语法,语言用得多了自然就熟能生巧了[4]。

3 结束语

采用单片机课程项目式教学方法能够克服以往知识点散乱,单片机的各个环节不能有机结合的缺点,力求做到围绕单片机系统项目开发而展开教学,使学生通过典型案例的学习了解同一类项目的开发过程从而能够学会应用单片机解决实际问题[5]。我校开展与企业“一来二去”合作模式,“一来”即把企业家引进学校来, “二去”即老师去企业学习,学生去企业锻炼。通过此合作模式,在加强校企合作的同时,为学生的实践、实习和创新能力培养搭建了良好的平台。有了这样的校企合作平台,可以将企业中的成型项目带到教学中来进行研究和讲解消化,再到企业中创新地应用到新的项目中去。此合作模式可以提高学生的学习兴趣,希望可以为同类型的课程探索提供参考。

参考文献:

[1] 蒋国金.项目式教学中教师如何扮演好各种角色[J].职业教育,

2011.10:140-141

[2] 韩党群,杨勇.项目式教学人才培养模式[J].西安航空技术高等专科

学校学报,2011.9(5):90-91

[3] 孙媛,刘丙午编著.单片机技术及应用[M].机械出版社,2009.

[4] 秦学礼,杨儒亮等.高职计算机应用专业课程体系建设与探索[J].计

第4篇:单片机项目范文

【关键词】职业教育;单片机课程;项目教学法

随着职业教育的快速发展,高新技术知识也深入到职业教学的领域中,以单片机课程为代表的高新技术课程给专业教师的教学构成巨大的挑战。这主要因为单片机课程具有软件与硬件应用相结合、知识内容比较抽象的特点。另外,职教学生基础知识掌握不牢靠,对单片机综合应用能力较差。在实际的教学过程中,教师如何把单片机知识深入浅出地传授给学生,使学生尽快、熟练地掌握单片机应用新技术。笔者通过多年的单片机课程教学实践,尝试了不少教学方法。最终采取项目教学法实施单片机课程教学,通过教学考核比较,收到了较好的教学效果。

项目教学法[1]是通过实施一个完整的项目而进行的教学活动,其目的是在课堂教学中把理论与实践教学有机地结合起来,充分发掘学生的创造潜能,提高学生解决实际问题的综合能力。它是由学员组成的一个小组,接受一项确定的工作,他们自己计划并且完成工作。结束时应当有一个正确的结果。

项目教学法的关键,是设计和制定一个项目的工作任务。教师在项目确定上要学会分析教材,合理组合,选出典型的工作任务作为项目。项目的难度遵循循序渐进的原则。具体地讲,任何一门课程的教材都有一定的编写规律,对授课老师而言,在组织教学的过程中,首先要研究教材,分析出教材的编写规律。更重要的是,需要将教材的内容进行必要的“分割”,提取所需要的项目任务,尽量做到难易适中,以适应学生的学习承受能力。其次,要将这些“分割”的内容进行有机的组合,突出教学内容的层次性和科学性,保证在实际教学过程中,有利于学生快速、准确地掌握新知识。单片机课程是软硬件知识结合的课程,硬件是基础,软件是应用。传统教学法是先硬件学习,后软件学习,也就是先理论,后实际操作的方法,即将理论知识和实际应用割裂开来。只按照相应的知识点实施教学,虽然它保留了知识的整体性,但缺少重点知识与实际应用之间的有效衔接,缺乏理论与实际紧密联系的效果。如果按照此方法实施教学,将出现教学内容抽象,学生难以掌握的实际情况。笔者在实际教学的过程中,打破原有教材内容的讲授顺序,把教材内容分为八个项目。具体依次为:设计流水灯项目,设计表决器项目,设计计算器项目,设计电子时钟项目,设计汽车转弯灯模拟实验项目,设计智能交通灯项目,设计电子琴模拟器项目以及设计直流电动机驱动实验项目。每个项目都涉及到单片机课程的相关软件和硬件知识,如设计电子时钟的项目,它包含单片机显示硬件电路与定时器软件编程方法。通过一个项目,将两个知识点有机结合,通过实验实现,使学生通过项目学到重要知识。另外,在项目的编排上,前面的项目为后面的项目做好铺垫工作,或者并列平行的项目做到先易后难。

项目教学法与传统的教学法[2]相比,有很大的区别,主要表现在改变了传统的三个中心,由以教师为中心转变为以学生为中心,由以课本为中心转变为以“项目”为中心,由以课堂为中心转变为以实际经验为中心。所以,在运用项目教学法进行教学设计的时候,学生是认知的主体、是知识意义的主动建构者,根据项目教学的教法思路和教学设计原则,笔者设计了项目教学法的教学步骤,具体如下六个步骤:

1)情景案例设置。创设学生当前所学习的内容与现实情况基本相接近的情景环境,也就是说,把学生引入到需要通过某知识点来解决现实问题的情景。

2)思索探究。在教师的指导下,对典型案例所涉及的知识点与技能点进行探究,尽量让学生独立思考,对知识点进行理解,消化示范项目的解决要点,为解决练习新的项目打下基础。

3)确定新的项目。小组通过科学的探究、讨论,并在教师的引导下确定新的项目。

4)协作学习。开展小组交流、讨论,组员分工协作,共同完成新项目。

5)学习评价。学生学习的效果直接由完成新项目的情况来衡量,包括教师评价、学习小组评价和自评三部分。

当剖析教材工作完成形成若干个项目后,就可以按以上教法具体实施。笔者认为:项目教学法可分为理论教学部分与项目实际应用部分。思索探究阶段可实行理论教学,其他部分可在项目实际操作中进行,且时间比例选取应适当。对每一个新的项目实施,学生需要加强上机训练,通过练习强化新的知识点。另外,理论教学课应利用多媒体教学设备,采取比较直观的课件演示手段给学生留下强烈的视觉冲击感,同时,要顾及师生间的互动交流,采用启发式提问、学生分组演示等方法,使学生积极参与教学,以提高他们的学习兴趣。实习课是理论教学课的有效延伸,是项目实际操作的核心教学形式。每次实习课,授课教师都要将新的项目内容分解成若干个小项目,要求学生进行针对性的项目设计与练习,下课前要将练习情况进行及时总结。单片机课程在授课过程中教师应倡导学生创新性设计,在学生练习过程中,对出现的错误要及时指导和纠正,避免“船到江心补漏迟”现象发生。

笔者对本校同年级同专业,学习成绩分布接近的两个中职班级分别实行传统式教学(简称传统教学班)和项目化教学(简称项目教学班),经过相同的教学周期,按照同一套试卷进行考核,经阅卷统计得出以下结果[3]。

表1 考核成绩分布表

通过表1可以看出,项目教学班的整体成绩要由于传统教学班,并且高分值占有率较高,这说明该教法适合学生的认知能力,易于被学生接受。

如果按照试卷题型的得分率进行统计,结果如表2。

表2 题型得分率表

通过表2可以看出,项目教学班与传统教学班在基础知识掌握方面差距不大,但在解决实际应用的综合题型(如编程题、问答题)方面,显示出较大的优势。这也是项目教学的优点。

俗话说:“学有法,教无法”。只要我们适中坚持实事求是的科学态度,在尊重科学知识,勇于实践的基础上,创新教法,改革教学模式,就一定能够有效地服务于职业学生,服务于职业教育,服务于社会。

【参考文献】

[1]吕福松.“研究传统”:教育学理论之理性反思[J].江西社会科学,2002(Z2).

第5篇:单片机项目范文

1.1指导思想

高技能人才“高”在有岗位要求的专业知识和职业素质;“高”在既具有独立思维能力,同时又具有出色的动手实践能力;“高”在具有很强的自主学习能力和环境适应能力。技能从其特点和表现特征可分为心智技能和操作技能,传统单一化教学模式下,技能训练以经验传授和动作技能熟练为标准,而新型工业化时代对学生的技能要求则不仅仅是具有扎实的基本功和经验技术,还应该具有出色的动手实践能力和较强的创新意识,能够独立处理问题,这是高级应用性人才的标志。面对课堂教学中学生“学了却不会用”的问题,面对如何提高学生心智技能的问题,项目教学法按照先用后懂,边用边学的授课模式,先培养学生的专业兴趣,然后逐步引导学生动手实践,并且在实践过程中及时解决随时出现的问题。一体化教学模式不仅要求学习教材内容,而且要求学生主动搜索相关的课外的或其他专业的知识内容,以充分理解本专业内容的精髓。在课程结束后,学生应该懂得如何自主查阅和分析相关资料,掌握独立解决问题的思维和能力,以切实提高学生的心智技能。

1.2主要特点

1.2.1积极引入工程项目作为授课内容项目教学法基于任务驱动授课思路,从工程项目中找教学内容,在课堂上通过引导学生分析和设计工程案例来培养其专业兴趣,使其在分析、设计的过程中体验养成独立自主的思维习惯,并获得成就感。最终,在任务驱动模式下,学生不仅能透彻理解教材内容,全面掌握了相关理论知识,并且能够掌握实用性的专业节能,这对于提高其心智技能大有裨益。

1.2.2培养学生的综合学习能力

项目教学法是整合了多门学科、技能的一种综合技能教学方法。它强调知识是一套综合型的系统,重在培养综合技能型人才。例如在用单片机控制的生产线系统中,包含模电、数电、传感器、电机拖动、微机原理等课程的内容,用到传感器、点阵显示器、报警器、继电器、单片机、电动机等多种元器件,能够培养和训练学生对知识的综合运用能力。

1.2.3发挥教师的积极性和创造性

高校应该全面贯彻落实民主管理理念,针对教师管理工作制定更为人性化的规章制度,以一体化教学指标来衡量教师的授课能力,充分调动每个教师的积极性,使校园充满生机活力。

1.2.4降低教学成本

项目教学法旨在理论分析和专业设计提高学生的心智技能。基于中高级维修电工的职业要求,我们在教学中应该适当摒弃一些技巧训练,加强学生对单片机的进行调试过程和故障维修的训练,以合理调配教学资源,避免课程重复,增加不必要的成本支出。

1.2.5深化教学改革

在“提高教学质量,深化内涵建设”的总体要求下,高等职业教育必须审时度势,改革旧的教学思路,使教学质量有质的突破。不求变,一味的墨守陈规、照本宣科,即使备课仔细、教学认真、批改作业严谨、考试纪律严明,教学质量也不会有本质的提高。提高教学质量的本质在于改善教学理念,创新教学方法,最终才能推动教学改革,推动高等职业教育的发展。实践证明项目教学法能够有效的提高教学质量,推动教学改革。

1.3项目教学法在课堂教学中的方案设计(以单片机教学为例)

1.3.1每一节设计一个简单实例

讲课中先介绍实例的用法和作用以激发学生的学习兴趣,然后与学生一起利用已学知识分析电气原理图和程序,发现并提出几个不懂的问题,学会教材本节的教学内容就能解决实例中提出的几个问题,达到既学会一个小项目又学会本节基本概念和原理的目的。

1.3.2每一章分析或设计一个完整的实用工程项目

项目主要采用原理分析的方法,主要目的在于引导学生学会设计系统电路、查阅资料和分析故障。主要教学内容包括:电气原理图设计和分析、程序设计与分析、模拟仿真调试、故障分析与排除(如能指导学生完成实物制作更好)。

2项目教学法的案例

2.1单片机编程器的制作

编程器是单片机应用中不可缺少的工具,主要作用是把编写好的程序写入单片机或存储器中。买一个成品的品牌编程器需要几百甚至几千元,在编程器网上查到一款售价60元的编程器,买到的是电路板、元器件和软件,买回来后自己动手焊接和调试,制作成一个单片机编程器,既可以练习焊接工艺,又可以使学生掌握单片机的用法,更重要的是教会学生如何从网上查找资料,介绍给学生一些好的电气专业网站,引导学生从网上学知识,改变学生上网只知道打游戏、聊天看电影的不良习惯。

2.2电动门上“山东劳动职业技术学院欢迎您”显示器的设计

在银行、车站经常看到的“点阵式LED显示屏”学生很感兴趣,项目“电动门上‘山东劳动职业技术学院欢迎您’显示器”通过查找专业资料设计好原理图,从IT168下载站下载一个“字模生成器”,然后指导学生用PROTEL画图软件绘出电路板,找专业厂家制作,从电子大楼买回元器件制作调试完成。该作品在山东劳动职业技术学院第二届大学生科技文化艺术节科技制作活动中获得一等奖。

2.3“红外微机遥控器”的设计

在多媒体教室的遥控器只能遥控投影机而不能遥控微机,需要调整幻灯片时经常要回到电脑旁点击鼠标,一名学生在电脑报上查到一个“红外微机遥控器”的电路,又从网上下载一个串行口检测的专用软件,指导学生大胆实践,成功实现了利用原来投影机遥控器控制微机的功能,现已成功的应用在多个多媒体教室中,仅用5元的制作成本。

3项目教学法的展望

第6篇:单片机项目范文

【关键词】项目教学;单片机;开发板;实践

教育部正在酝酿一种改革,启动高校转型改革,1200所国家普通高等院校,将会有600多所也就是将近一半转向职业教育。那也就是说,培养技能型人才的高校比例将会大幅上升。我校为应用型本科院校,开展的应用型本科教育实际上就是本科的职业教育。

单片机原理及应用是我校电气工程及其自动化、自动化等专业一门非常重要的主干课程。单片机广泛应用在电力电子技术、工业自动化、智能仪器仪表等多个领域,但是相关工作岗位要求学生有很强的系统设计能力和项目开发的能力,如何培养技能型人才,让学生学以致用,实现毕业后与工作岗位的无缝对接,具备工作岗位的专业技能,对单片机相关课程现有的传统教学模式提出了挑战。

一、单片机项目教学法及其实践平台

目前,单片机课程传统的教学模式是“理论教学”、“课内实验”和“课程设计”。教学内容相对比较单一,综合训练和工程背景不强、,造成学生对单片机技术理解不透彻、实践动手能力普遍较弱。[1]

项目教学法主张先练后讲,先学后教,强调学生的自主学习,主动参与,从尝试入手,从练习开始,调动学生学习的主动性、创造性、积极性等,学生为主体,教师为主导,围绕具体的项目构建教学内容体系,通过师生共同参与完成一个具体的项目而展开的教学活动。项目驱动法教学是以实践应用为根本目标,在项目的教学实施过程中,学生按需学习,亲身实践,学习成为一个参与的创造实践活动,项目完成的过程有利于培养分析和解决问题的能力,加强对学生自学能力、创新能力的培养。[2]

在单片机项目教学法中引入单片机开发板,keil开发软件。

图1 单片机开发板

1.开发板简介

单片机开发板如图1所示,为单片机项目教学提供硬件环境。该开发板采用方便易学设计理念,各功能模块完全独立,互不干扰,模块之间用排线快速连接。一方面可以锻炼动手能力,同时可加强初学者对实验板硬件的认识,熟悉电路,快速入门;另一方面,因为各功能模块均独立设计,完全利用此板上的模块资源,可以根据自身需要构建一个相应的最小系统板。系统单片机采用宏晶STC单片机,该单片机集成Flash 程序存储器,并且具有 ISP在系统可编程功能,无需编程器,应用宏晶公司提供的下载软件,可由串口直接下载程序,几秒钟即可完成,为项目教学中的编程调试提供极大方便。

2.keil软件应用

Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统,如果你使用C语言编程,那么Keil几乎就是你的不二之选,即使不使用C语言而仅用汇编语言编程,其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。Keil提供一个集成开发环境(uVision),这个集成开发环境包含:编译器,汇编器,实时操作系统,项目管理器,和一个功能强大的仿真调试器。Keil软件在单片机项目教学过程中主要让同学学习单片机编程。

二、项目教学方法的实施

项目的内容是项目教学的基础,项目的设计是项目教学的最重要的环节,通过各个项目的实施,不仅要让同学掌握单片机的基础知识,还要培养同学的系统设计和开发能力。

本文将开发板提供的硬件环境和传统单片机教学内容相结合,打破传统单片机教材的章节结构,根据难易程度设计了三个层次的项目内容,每个层次由几个具体项目组成,每个项目大概4到8课时。[3][4]

1.基础训练

项目1:单片机认知,keil软件应用,下载软件应用。

主要内容:了解单片机的性能,单片机的引脚功能,学习使用keil软件开发平台,了解开发板的主要功能模块,开发板下载软件下载流水灯的程序。

实施效果:通过该项目的实施,让同学掌握keil软件的基本应用,对单片机系统开发过程有初步认识。

项目2:输入输出接口,led指示灯应用,按键,数码显示等。

主要内容:了解led灯,led数码显示,独立键盘,矩阵键盘等简单输入输出接口的原理及使用方法。

实施效果:上述输入输出接口是单片机相关项目的基础,通过该项目为同学在后续的项目实施过程中提供了简单的人机交互接口,使同学对单片机在各相关行业的应用有更加感性的认识。

项目3:单片机存储器结构,寄存器应用

主要内容:顺序结构程序,分支程序,循环程序,子程序等。

实施效果:通过该项目的实施主要让同学掌握单片机的编程方法,单片机各存储器的功能以及读写方法。

2.接口模块训练

项目4:单片机中断系统

主要内容:了解STC51单片机的中断系统结构,中断相关寄存器的功能,掌握中断的编程方法和中断电路的使用。

实施效果:中断时单片机与外设交换数据的重要手段,通过该项目的实施使同学对中断有了更深入的了解,掌握中断的编程方法,中断程序结构,中断在工程应用中的意义。

项目5:单片机定时器/计数器

主要内容:掌握STC51单片机定时器/计数器的结构,寄存器的功能,各种工作模式的特点,定时器/计数器的编程方法。

实施效果:项目分别针对实际生产生活过程中的应用进行了定时器,计数器的练习。

项目6:串行通信接口

主要内容:掌握STC51单片机串行通信接口的结构,寄存器的功能,各种工作模式的特点,串口的通信协议和编程方法。

实施效果:通过该项目的实施使同学了解串行通信的基础知识,完成单片机和PC(串口调试助手)之间的通信,完成两台开发板之间的通信(要求同学自定义通信协议)。

3.综合训练

项目7:SPI总线,A/D,D/A转换器的应用

主要内容:SPI总线的引脚功能,时序。项目选用具有SPI接口的A/D,D/A转换器。

实施效果:串行总线接口有很多优点,在单片机电路的扩展过程中使用更加广泛,通过SPI总线和A/D或D/A转化器项目的实施,不仅使同学掌握SPI总线,A/D,D/A工作原理和编程方法,而且让同学掌握单片机电路串行扩展的思想,引导同学自学I2C总线和单总线等串行总线。

项目8:温度可调声光报警系统

主要内容:温度采集,键盘设置温度的上下线,数码显示温度,声光报警,继电器输出。

项目所用模块组合如图2所示。

实施效果:该项目相对比较综合,难度较大,可以在此基础上增加加热,降温环境,实现闭合控制,很好的提高了学生综合能力。

图2 温度可调声光报警系统

综合训练项目可以根据实际情况具体实施。

三、结束语

基于单片机开发板的项目教学方法改变了“单片机理论教学+实验教学+课程设计”传统模式,并打破了传统课本单片机教学内容的结构。教学过程中,每个项目的实施都达到了很好的效果,并为我校学生参加的单片机类的全国大赛都取得的优异成绩奠定了基础。

另外,该开发板提供的模块很多,综合训练可以根据不同同学的学习情况进行单独设置。同学可以通过增加难度,增加模块功能,或者自行设计模块和开发板对接来完成毕业设计。

参考文献

[1]唐炜.基于“项目驱动”的单片机类课程实践教学改革[J].实验室研究与探索,2010(05).

[2]王京港,张翠屏.基于项目驱动及Proteus仿真的单片机教学改革探索[J].中国电力教育,2013(22):138-139.

[3]彭远芳,陆勤,胡宁,杨洋.基于“项目驱动法”的单片机课程一体化教学的探索与实践[J].计算机教育,2010(06).

第7篇:单片机项目范文

关键词:高职;单片机实践课程;开放式;项目化教学

中图分类号:G714 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2013)02-0031-03

单片机课程在高职电子技术类专业中属于核心课程之一,也是该类专业高职毕业生就业的主要技能之一。单片机课程涉及内容众多,包括电子电路设计与调试、软件编程、项目管理等,同时,在高职单片机课程的教学中,对学生的学习能力和动手能力要求相对较高,强调对学生单片机应用能力的培养。因此,如何培养高职学生的单片机应用和设计能力成为该课程的教学难点。

根据高职人才培养的特色,大多数高职电子技术类专业的单片机课程多由理论课与实践课两部分构成,其中理论课侧重于以边实验、边学习的方式掌握单片机的理论知识,实践课侧重于按照项目化的形式培养学生对单片机的学习能力、实践能力、团队合作能力、创新能力。

在单片机教学改革中,实践课程的教学改革尤为重要,是高职电子技术类专业改革的热点和重点。经过近几年的发展,在这方面的改革取得了许多富有成效的成果,集中体现在对课程内容的整合加工和教学方法改革两个方面。在课程内容方面,有学者提出任务化、案例化、项目化、层次化等形式的整合和加工方式,根本出发点是分解单片机知识点,与实际应用相结合,立足于培养学生的学习兴趣,吸引学生深入学习和应用单片机技术;在教学方法上,有学者提出开放式教学、项目教学法、网络自主学习平台、驱动式教学、过程考核机制等,立足于通过改进传统教学手段和方法,根据单片机课程的自身特点,引入新式教学方法,侧重于培养学生的学习能力和动手能力。

上述改革思路和手段在实际应用中都能够取得一定的成效,且对高职单片机实践课程教学改革具有很好的指导价值。笔者在此基础上,围绕高职电子类人才培养,提出一种新型的基于企业电子产品研发流程的开放式项目化单片机实践课程教学模式,并应用于实际教学中,取得了较好的教学效果。

开放式项目化教学模式

开放式项目化教学模式的内涵包括两部分:项目化教学内容管理与开放式教学方法,二者以企业化电子产品开发流程为背景实施。先编排具有实际应用背景的以项目形式实施的教学内容,然后采取开放式教学方法进行教学管理和考核。该模式强调教学内容与教学方法的配合,可形成一个完整的有机体。

(一)项目化管理

项目化管理,或者称为教学内容项目化(任务式、案例化等),是指将单片机实践课程内容进行项目化编排,形成一系列既独立,又相互紧密联系的项目。教学安排以项目为单位进行组织,这也是大多数学校对单片机教学改革的主要手段。笔者在此基础上,进行了更加深入的改革,提出了以实际产品(应用)为背景的项目管理方式,突出项目的地位,以项目为核心,知识技能服务于项目的教学理念。在具有实际应用背景的基础上,每个项目都按照基本需求、扩展需求、创新设计三个层次进行编排,既能满足不同层次学生的学习要求,也能构建更加完善的学习空间。

在项目编排中要体现应用背景,以应用需求确定项目需求,进而实现不同需求的分级。项目是教学的核心,单片机技能学习要辅助于项目实施,教学的重点是项目完成,而不是关注项目实施中的单片机应用知识点。以电子琴项目为例,现实中有很多类似电子琴的产品,如玩具电子琴、可弹奏的电子琴乐器等。以玩具电子琴产品为例,简单的功能和要求包括可以播放简单乐谱,提供7个音阶按键等,复杂的功能包括可以播放多首乐曲,可提供更多的播放功能等。基于实际产品的应用背景,对应电子琴项目,可提出简单需求、提高需求和创新设计要求。高一层次的开发将要面对更复杂的设计要求(包括功能、可靠性等),从而可为学生的不同学习需求提供较大的空间。在电子琴项目实施中,提倡学生按照自己的技术擅长运用单片机的知识点,不从知识点和技能上做更多的限制,以强调项目完成的核心地位。

(二)开放式教学

在项目化课程内容编排之后,如何将项目在教学中实施是更加重要的问题。针对如何实现项目化教学,许多研究者进行了一些改革尝试,有的提出“过程考核法”,主张改变教学中的期末一张试卷考核制度;有的提出改变教学中的师生角色,突出学生的自主学习地位,教师发挥辅导和监督作用等;也有的提出采取开放式教学,即根据实验室条件向学生开放教学场所,提供更加充分的学习环境。笔者结合自身教学条件,在基于上述改革成果的基础上,提出结合企业的电子产品研发过程及经验,在企业化项目式管理的基础上,进行开放式教学实施。开放式教学表现为自由的项目实施形式与严格的项目考核机制相结合。

自由的项目实施形式 项目实施的自由度表现在要求学生自由组队(队员人数自由,但有上限),按照团队形式合作完成项目。项目设置完成时间点,在规定时间点内完成项目的可以提前结束本项目教学,提前离开教室(实验室)。项目实施过程可以在实验室、教室、宿舍进行,实验室在正常上课之外,由学生自主使用,24小时开放。在项目完成的过程中,鼓励团队间相互参考,更鼓励通过网络资源等各种途径寻找参考资料和帮助。鼓励项目团队完成力所能及的项目和对应的需求级别。在完成通用的几个项目之后,鼓励团队重做原有项目,力争达到项目的最高需求级别(创新需求)。教学过程的主体是学生团队,教师的作用是讲解项目、分析项目需求、指导项目实施过程中的关键点。自由的项目实施形式可实现几个基本教学目的:(1)自由组队可提高学生间的合作意向,人数不限可包容各种形式的团队组合。团队合作也能充分发挥学生间水平高低互补的作用。(2)制定项目的三个需求级别(基本、提高、创新),可让项目团队根据自身实力选择性地完成某个级别,避免全班“一刀切”。(3)在规定项目完成时间内,鼓励完成项目的团队可选择继续完成高难度的需求或者提前完成该项目课堂学习,便于学生抓紧课堂时间,体验超值学习的成就感。(4)采取相互借鉴形式的项目实施,可解除学习束缚感,极大地刺激学生的好奇欲望,进而引发学生的学习兴趣。学生会通过模仿其他团队,或者从网上寻找类似项目的代码和设计方案完成自己的项目。(5)相互借鉴方式的项目实施的本质是借鉴已有的智慧和成果,通过消化、吸收、改造和应用的形式,移植到自身项目的实施上。这种项目实施符合基于单片机的电子产品(项目)开发流程,也是很多电子企业的常规开发思路。

严格的项目考核机制 在充分自由学习的氛围中,如果没有严格的考核机制,将导致整个教学组织过程散漫无序,会使教学效果显著降低。在教学考核中,应调整平时成绩与期末考试成绩的比例系数,侧重于平时考核。在平时的项目考核中,可引入企业项目考核机制,实施一票否决制与倒扣起评分式考核机制。所谓一票否决制是指所实施的项目只有在规定的时间点内完成才能参加考核,如果超时完成则要降低考核起评分。考核要由学生团队主动提出,教师处在被动的地位,被动式考核的意义在于可给团队以无形的压力。倒扣起评分制是指对项目的三个级别(基本需求、提高需求、创新设计)制定三个起评分等级(基本需求对应60~70分,提高需求对应75~85分,创新设计按照每个创新点加10~15分)。对基本需求和提高需求的考核,按照起评分倒扣,即起评分为最高分,考核过程中对团队的任何一个队员提出三个问题,每个问题对应10分,不能回答的问题从起评分中扣分,直到扣除全部三个问题的分值(实际为考核不合格)。一票否决制是针对项目团队整体而言的,倒扣起评分则是针对团队中每个队员进行考核,通过这样的考核机制,既可以解决团队相互借鉴项目与自身实力不符的问题,又能解决团队合作过程中个别队员不作为的问题,激励团队相互配合,提高团队合作效率。

(三)教师的作用

项目的设计和编排是教师在该教学模式中的主要工作,教师需要查找和整理大量的项目素材(一般会脱离教材),并结合实际的产品和应用背景设计项目。整个教学过程的各个项目之间既要相互独立,又要紧密联系,后面的项目要适当综合前面的项目。项目涉及的单片机应用知识点要适当,但不得以单片机知识点的应用为必要条件,在任何一个项目的实施过程中,都不能强调对特定知识点的应用,而是应鼓励学生自由决定,选择自己最擅长的技术。在项目讲解过程中,要能够以实际产品或者应用引导学生思考该项目的必要性,要能够用已经完成的项目设计方案演示给学生参考,让学生自己决定是否能够做到或能够超越教师所演示的方案(可从网上搜索)。

项目的设计和编排将占用教学过程近一半的工作量,而项目考核是另一项主要工作。教师在考核过程中要坚持按照被动考核方式进行,不主动对团队的项目实施进行考核,只有在团队提出请求时才进行考核。教师在考核中首先要关注该项目的实施级别(基本需求、提高需求)和完成情况,如果完成则开始考核,否则拒绝进行考核。在考核时,首先要求团队对项目进行演示,观察演示效果,并亲自验证效果的正确性、合理性和可靠性等;根据演示效果,确定具体的起评分,然后开始对每个队员进行考核,即三个问题式考核,参照具体的设计细节(硬件电路、软件设计等)进行询问,且每个队员的问题一般不重复。回答正确不加分,回答不正确的从起评分倒扣。在考核完团队成员后,询问是否有创新设计,并进行验证和评分。一个创新设计的评分在10~15分左右,且团队整体加分,对创新设计不加限制,鼓励团队通过创新设计的形式取得高分。

如果在项目实施点不能完成设计,则给该团队0分处理,但鼓励该团队继续完成该项目,同时降低项目起评分。鼓励团队继续完成项目的意义在于鼓励团队能够坚持努力,通过真实项目的成功实施获得成就感和自信心;降低起评分则是为了提出适当的警告,要求团队加强学习和合作,按时完成项目。

项目设计和项目考核是教师的主要工作,在教学过程中,对项目的介绍和技术点讲解以及在项目实施过程的监督和指导也是较为重要的工作。其中,实施过程的监督与指导侧重于监督团队能否完成项目,并进行必要的引导和提示,但不得参与团队的实际工作。按照“不问不答,有问必答”的原则进行指导,实施最低限的监督,即维护教学秩序和教学纪律,不得干涉团队的项目实施活动,不得主动干预和影响团队的项目活动,以保持学生在项目实施过程中的自由度。

与传统教学模式的比较

详细比较开放式项目化实践课程教学模式与传统教学模式的区别(见表1),可以发现开放式教学模式在教学内容、学生的学习活动过程、教学过程与效果等方面比传统教学模式有了较大的改进,能够更好地培养高职电子技术专业学生的学习能力、实践能力、团队合作能力和创新能力。

从实际产品和应用中提炼适合单片机实践课程教学的项目,以企业的电子产品项目开发流程为项目实施模式,采用企业化项目考核方式,形成自由的项目实施形式与严格的项目考核相结合的教学模式,既能充分调动学生的学习积极性,又能在考核中及时引导和管理学习进度。该教学模式的核心是引导学生自助式学习。该教学模式在我校电子信息专业两年的教学实践中取得了非常突出的成效,建立了高效的分级学习体系,初步实现了自助式学习机制。同时,开放式项目化教学模式开始逐步应用于我校电信专业其他实践课程,也取得了很好的成效,并为电子类专业的人才培养模式改革提供了新的思路和方向。

参考文献:

[1]李绍民,陈兴文,刘燕.单片机开放实验教学的探索[J].实验技术与管理,2002(6).

[2]史成芳,程荣龙.基于“案例驱动”的单片机教学方法研究[J].实验科学与技术,2010(6).

[3]胡敬朋,王聪.单片机项目教学研究及实践[J].电气电子教学学报,2009(10).

[4]嵇萍,刘泗岩.高职单片机项目化教学研究与实践[J].中国现代装备,2011(9).

[5]丁茹,李辉,郑桐,耿丽清,郝立果.《单片机原理及应用》课程教学改革探讨[J].天津工程师范学院学报,2006(4).

[6]唐永红.单片机实践教学探索[J].电气电子教学学报,2007(1).

[7]唐湘桃,刘冬香,赵华军.高职院校“工学交替”模式下实践教学体系的构建[J].教育与职业,2012(3).

作者简介:

第8篇:单片机项目范文

关键词:项目化教学;单片机;课程改革

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.08.245

0 引言

《单片机原理与应用技术》课程是我系数控设备应用与维修专业开设的一门专业技术基础课程。它是一门综合运用数字电子技术、模拟电子技术、通信技术、程序设计、电子CAD 等知识,以解决实际工程问题为目标的综合性课程。学生的学习效果直接影响学生未来解决本专业工程实践问题的能力,因此它的教学效果就显得尤其重要。项目化教学是当今职业教育教学改革发展的方向,以项目为导向,通过师生共同完成项目任务组织教学活动,通过学习工作过程而逐步培养提高学生的综合职业能力。因此,对《单片机原理与应用技术》课程进行项目化教学改革极为必要。

1 项目化教学法简介

项目化教学是以实施项目为载体,以具体的工作任务为驱动而进行的教学活动,其目的是在课堂教学中把理论与实践教学有机地结合起来,充分发掘学生的创造潜能,提高学生解决实际问题的综合能力。项目教学法的关键是设计和制定教学项目及每个项目的工作任务。项目教学法主要包括情景设置、操作示范、独立探索、确定项目、协作学习和学习评价等六步。合理的项目选择应以该课程的课程目标为导向,项目化教学的课程目标更应突出能力目标的培养。

2 课程目标设计

依据项目化教学核心思想,课程的教学目标应更加突出能力(技能)目标的设定。《单片机原理与应用技术》课程以MC-51系列机型作为实践教学的工具,通过学习单片机硬件、软件及接口技术,掌握单片机应用系统的设计方法,强化学生的理论知识和实践动手能力,为后续课程的学习打下良好的基础。具体目标如下:

(1)能力目标:1)通过本课程的学习能够独立的设计和制作简单单片机应用系统;2)通过本课程的学习能够维修单片机应用设备和产品;3)通过本课程的学习掌握单片机的学习方法,具备进一步学习扩展知识的能力。

(2)知识目标:1)掌握汇编语言和单片机的编程方法;2)掌握人机接口的硬件结构和软件编程原理及设计方法;3)掌握单片机系统的扩展技术;4)掌握单片机的A/D、D/A接口技术;5)掌握MCS-51串口通信技术技术;6)掌握MCS-51应用系统的开发技术。

(3)素质目标:1)具有综合考虑产品指标确定设计方案的素质;2)具有从产品定向到知识的素质;3)具有实事求是的精神、理论联系实际的工作方法以及严谨细致的工作作风;4)具有团队合作精神;5)提高学生的职业素养和综合素质。

3 课程项目设计及项目单元设计

基于工作过程的项目化教学以职业活动为导向,以能力为目标,以学生为主体,以素质为基础,以项目为载体,以行动过程为途径,以师生互动为方式,以学生的能力培养为教学活动最重要的目标。依据课程相关岗位职业能力的要求,围绕课程教学目标,根据认知规律,由浅入深循、序渐进设置六个教学项目,如表1所示。整个教学项目实施过程将贯穿基本知识点,采用六步教学法,以学生为主体,将分析问题、解决问题及团队协作有机融入到教学过程中。

每个项目分成若干任务单元,不同的任务单元对应各自拟实现的能力目标、相关支撑知识、训练方式手段及步骤、任务实施结果等设计内容。以“项目四:制作电子时钟”为例,进行项目单元设计如表2。

4 考核方式设计

课程的考核方式分为知识考核和技能考核两部分。知识考核主要考核学生对单片机电路及其驱动程序的理论知识的掌握情况。技能考核主要针对学生在训练项目完成过程中职业能力和职业素质提高情况的考核。将传统的单一“笔试”的考核方式变为“实践技能”的考核方式,把学生的动手能力列为考核的一项重要内容,这样有益于学习过程把控,让学生更加注重学习的过程。其中,教师打分占30%,项目组自评占20%,小组互评占50%。考核过程为全程考核,方式为实物演示+PPT汇报。教学实践表明遵循以上课程考核方法可以在很大程度上促进学生学习。

经过《单片机原理与应用技术》项目化教学实践,学生的学习效果有明显提升。项目实施过程中,学生不仅能够理解和掌握课程知识,在完成项目的过程中还锻炼了创新能力及分析问题解决问题的能力,在与小组成员协作的过程中培养了团队合作能力,为后续课程的学习打下良好的基础。

参考文献:

[1]贡雪梅.项目教学法在单片机原理课程设计中的应用[J].实验技术与管理,2009(07).

[2]刘雪雪.谈案例教学法在单片机课程中的应用[J].职业教育研究,2006(04):91-92.

[3]王颖,任务驱动教学法在单片机课程教学中的应用[J].辽宁高职学报,2007(03):50-51.

[4]李鹰,张喜春.高职“项目化”课程改革实操指导[M].吉林:吉林大学出版社,2013.

第9篇:单片机项目范文

Key words: evaluation;MCU;project;driving test mode

中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)07-0224-02

0 引言

考核评价环节是项目化教学的重要环节,是促使学生掌握知识、提高学生应用知识的能力、培养专业素质的重要手段。良好的评价考核体系具有导向、激励、诊断、促进教学的功能,是学生提高知识应用能力的基础,也是教师不断提高教学质量的保证。形成一个科学实用的项目化教学评价体系对于项目化教学的实施至关重要。目前,我院正在对于《单片机原理及其应用技术》课程推行项目化教学改革,笔者结合本课程教学改革的具体情况,对项目化教学考核评价体系做了一系列的探索,希望本次探索能对其有效实施起到一定的帮助。

1 本课程项目化教学的特点

传统教学的特点往往是以注重教师的“教法”为主,而项目化教学的特点是以注重学生的“学法”为主,采用师生互动的教学模式进行教学,教师在整个教学活动中起着引导的作用,而学生则是活动的实践者。不仅要让学生学会理论知识,而且要培养学生自主学习的能力。项目化教学会通过项目任务驱动的方式使学生参与整个教学的全过程,采用以学生为中心的教学组织形式,让学生以分组的形式进行自主学习,引导学生对新的理论知识进行实践探索,且强调每个学生必须在团队学习中分工发挥每个人的主体作用,重视学生自主学习过程的体验。教学过程中采用具体的项目为应用主线,把单片机应用技术这门课程按典型的项目与任务对教学的具体内容进行整合形成理论教学与实践教学的无缝连接;采用项目化的结构对教学进行优化,每个项目由一个或几个任务组成;以PPT为演示平台,结合Keil软件、C51语言基础、Proteus仿真软件以及51单片机开发板实物进行课堂教学与演示。在整个教学的过程中,教师首先对相关的知识点进行讲解,使用自行开发的课件进行教学内容演示,然后对单片机典型项目进行分析,最后通过各个相应的子任务让学生自己动手进行编程和实践。

2 本课程项目化教学的考核评价体系

教学内容和方式的改变必然导致考核评价方式的转变。传统的课程考核只能考查学生对理论知识的掌握理解情况,而对于学生应用实践能力的形成、素质的培养等内容无法去有效地衡量。项目化教学的考核评价应将能力、素质、知识的考核评价融合于项目的完成过程之中。因此,我院现创新地将“驾考模式”引入单片机的考核评价体系当中,以突出考查实践为中心的考核标准。

2.1 建立以考核综合职业能力为目标的“驾考模式”考核评价体系

改革传统的考核与评价方式,建立以考核综合应用实践能力为目标的考核评价体系。为了突出培养学生的应用实践能力,充分发挥学生的主观能动性,锻炼其自主学习的能力,本课程的考核方式将引入驾考模式的流程,考核内容分为若干科目一一进行。考核内容大致分为四个科目:

①科目一设置为C语言程序和单片机原理的基础理论考试,此科目从大一第一个学期就开始设立开放性考试,考试试题从知识点题库中抽取,以学生利用课余时间自学为主,老师定期答疑为辅,考试满分为100分,90分为及格线。科目一通过之后才能获得备考科目二的资格,否则继续考科目一直到通过为止。设置科目一的主要目的在于使学生利用课后时间提前自学C语言程序和单片机原理的理论知识,提升自主学习的能力。

②科目二设置为单片机基础实践实验考核,以单片机功能模块为单位,科学地设计多个涵盖各个知识点的基础实践实验进行考核,将单片机专业课构建成6个具有代表性的典型实验,如表1所示。同理,科目二通过之后才能获得备考科目三的资格,否则继续考科目二直到通过为止。设置科目二的主要目的在于锻炼学生的应用实践能力,使其将所学的抽象的理论知识具体化。该科目6个应用实践实验考核每个都必须过关,6个实验考核等级均在及格以上才视为通过。

③科目三设置为单片机外围应用电路理论考试。设置该科目的主要目的在于使学生掌握一些电路的基本原理与实际适用范围,并学会利用单片机去控制这些电路。此科目老师会采取课堂教学的方式进行全程讲解,在讲解时将理论知识与实践技能相结合,使学生能够将理论学习与动手实践进行“无缝连接”,以激发学生的学习动力。然后设置相应的考试。考试难度会有所提高,考试满分为100分,60分为及格线。同理,科目三通过之后才能获得备考科目四的资格,否则继续考科目三直到通过为止。

④科目四设置为单片机综合应用设计考试。该科目由老师对学生进行分组测试,每一组大致由3个学生组成。设计内容由老师按照课程标准指派不同的单片机应用设计内容,但难度需保持一致性。测试时间为期两天,测试地点设为老师指定的实验室。每组学生必须在这两天内完成作品相应的硬件设计与软件设计,最终每组学生必须提交相应的实物作品与设计报告。老师最终根据设计报告与实物作品所实现的基本功能点与扩展功能点进行计分。具体计分方式将参照全国大学生电子设计竞赛的计分标准。同样,考试满分为100分,60分为及格线。设置该科目的主要目的在于提升学生的应用实践能力,使学生对单片机的综合应用能力得到最终的升华。

科目一、科目二和科目三为必考科目,每个学生都必须通过这三个科目才能拿到本门课程的全部学分。科目四为选考科目,申请科目四并通过科目四考试的同学将获得由学院颁发的单片机职业应用实践技能合格证书,此证书将直接证明学院对学生此门课程所掌握的实践技能的认可。正如同有了机动车驾驶证就可以驾车上路一样,学生通过了所有的本门课程的“驾考模式”考核之后,就能够满足相对应的上岗要求,有利于学生的可持续发展。这对于学生毕业后找份好工作有着非比寻常的肯定作用,被认可的学生的应用实践技能可与企业的需求直接对接。这种考核评价体系能够从根本上引导学生的学和教师的教,考核结果也更能体现学生的真才实学,培养出来的学生也更能满足企业的岗位需求。

2.2 “驾考模式”考核评价体系实践效果

衡阳师范学院采用“驾考模式”的考核评价体系,通过一年的课程改革实践,学生不仅具备了单片机应用的综合设计能力,还具备了一定的创新能力,其具体表现在以下两个方面:

①学生的学习潜力和主观能动性得到了极大的激发。

由于科目一设置为开放性考试,学生需自学通过考试,因此,考试压力将促使学生努力提高自身学习的主观能动性。一些基础薄弱的学生也在学习能力强的同学地带动下主动学习。

②极大地提升了学生的应用实践能力和综合应用知识的能力。

以前的单片机课程考试最终都是通过理论笔试完成考核的,学生“死学”现象严重。而现在课程考核体系改革后,理论学习基本上以学生自学为主,实践教学的时间大幅增加,通过科目二与科目四的考核使得大部分学生最终能够独立地设计制作出一些基于单片机控制的电子产品,极大的提高了学生的应用实践能力和运用知识的能力。