基于工作过程的单片机课程教学设计探讨

基于工作过程的单片机课程教学设计探讨摘要：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22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。参考文献：1姜大源.职业教育学研究新论M.北京：教育科学出版社，2007.2耿永刚，陶国正，等.单片机与接口应用技术M.上海：华东师范大学出版社，