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文档简介

1、不管你不管你对自己的前途是否充满信心对自己的前途是否充满信心,也不管你是否也不管你是否渴望辉煌成功的未来,渴望辉煌成功的未来,在本课程学习的过程中,在本课程学习的过程中,你将逐渐体会到本课程独特的教学思路、方式和方法你将逐渐体会到本课程独特的教学思路、方式和方法给你带来的收获,给你带来的收获,你的自信心、成就感、自豪感将会逐渐增强,你的自信心、成就感、自豪感将会逐渐增强,你的设计能力、动手能力、实践能力及其它各方面能你的设计能力、动手能力、实践能力及其它各方面能力将会得到显著提高,力将会得到显著提高,你的精神面貌也将会发生巨大的变化,你的精神面貌也将会发生巨大的变化, 你的心态也许会发生些许改

2、变。你的心态也许会发生些许改变。 单片机原理与应用单片机原理与应用课程教学基本情况调查表课程教学基本情况调查表 本课程是一门实践性较强的设计类课程,如果掌握科学合理的本课程是一门实践性较强的设计类课程,如果掌握科学合理的授课方法和学习方法,对切实提高教学效果和同学们的实践能力将授课方法和学习方法,对切实提高教学效果和同学们的实践能力将会起到事半功倍的效果,否则,又会是一门稀里糊涂学完,稀里糊会起到事半功倍的效果,否则,又会是一门稀里糊涂学完,稀里糊涂掌握,对同学们的设计能力、实践能力及其它各方面能力都不会涂掌握,对同学们的设计能力、实践能力及其它各方面能力都不会有太大提高的可有可无的有太大提高

3、的可有可无的“摆设摆设”课程。课程。 为此,我们根据几年来为此,我们根据几年来“以设计为主线,以实践能力培养为核以设计为主线,以实践能力培养为核心的教学改革与实践心的教学改革与实践”所取得的一系列成果和经验,设计了本调查所取得的一系列成果和经验,设计了本调查问卷,希望同学们如实填写。问卷,希望同学们如实填写。1、你是否渴望辉煌成功的未来?非常渴望 渴望 无所谓 不渴望 2、自进入大学后你最喜欢学习哪些课程,为什么? 3、自进入大学后你最喜欢听哪些老师的授课,其授课分别有什么特点? 4、你认为部分教师授课存在哪些问题?(可多选)照本宣科 枯燥乏味 满堂灌 理论不联系实际 应付了事 其它 5、你认

4、为部分教师课讲得不好的原因是什么?(可多选)学校对一线教师不重视 课讲得再好也没什么用 投入与产出不成正比 老师待遇太低 对学生不懂事理感到失望 经验问题 知识水平问题 不太了解 其它6、对设计类较强的课程你认为应如何讲和如何学才能实现最佳效果? 如何讲? 如何学? 7、你认为有的同学总是逃课的原因是什么?(可多选)课程不重要 管理不严 内容简单 内容太难 课讲得不好 其它 8、你目前对未来的就业或个人发展前景的态度是什么?充满自信 总是迷惘 有时自信有时迷惘 不太考虑,那是父母的事情 不太考虑,抓紧一切时间提高自己的各方面能力9、你认为对你在大学期间健康成长影响最大的是哪些人?(可多选)父母

5、 同学 学长 朋友 辅导员 任课教师 学校领导其它 11、你认为父母在你大学期间对你的最大帮助应该是什么?(可多选)提供费用 学习动力 处世之道 自信心 实践能力 奋斗目标 其它 12、你认为同学和朋友在你大学期间对你的最大帮助应该是什么?(可多选)生活照顾 学习方法 处世之道 自信心 实践能力 奋斗目标 其它 13、你认为辅导员在你大学期间对你的最大帮助应该是什么?(可多选)生活照顾 学习方法 处世之道 自信心 实践能力 奋斗目标 其它 14、你认为任课教师在你大学期间对你的最大帮助应该是什么?(可多选)生活照顾 学习方法 处世之道 自信心 实践能力 奋斗目标其它 15、你认为学校的哪些活动

6、对学生的未来影响较大?(可多选)班级或学院活动 社会调查 科技竞赛 实验室工作 教师科研 其它 16、你参加过学校的哪些活动?(可多选)班级或学院活动 社会调查 科技竞赛 实验室工作 教师科研 其它 17、你最期望参加学校的哪些活动?(可多选)班级或学院活动 社会调查 科技竞赛 实验室工作 教师科研 其它 18、你期望老师为你提供哪些帮助? 学号: 姓名: 联系电话: Email: 单片机原理与应用单片机原理与应用课程教学学生基本情况调查表统计分析课程教学学生基本情况调查表统计分析 在本课程的授课过程中,我们将根据同学们的反馈情况,对教在本课程的授课过程中,我们将根据同学们的反馈情况,对教学内

7、容进行适当的调整,采取更具有针对性的教学方式和方法,切学内容进行适当的调整,采取更具有针对性的教学方式和方法,切实提高同学们的设计能力、实践能力及其它各方面能力,同时对实提高同学们的设计能力、实践能力及其它各方面能力,同时对“以设计为主线,以实践能力培养为核心的教学改革探索与实践以设计为主线,以实践能力培养为核心的教学改革探索与实践”所取得的一系列成果和经验进一步验证和完善。所取得的一系列成果和经验进一步验证和完善。 感谢同学们的大力配合与支持!感谢同学们的大力配合与支持!以设计为主线,以实践能力培养为核心的教学改革以设计为主线,以实践能力培养为核心的教学改革探索与实践过程简要介绍:探索与实践

8、过程简要介绍:为了提高教学质量和人才培养质量,为了提高教学质量和人才培养质量,20112011年,年,在学校各级领导的大力支持下,在本课程教学过程在学校各级领导的大力支持下,在本课程教学过程中,进行了中,进行了“以设计为主线,以实践能力培养为核以设计为主线,以实践能力培养为核心的教学改革探索与实践心的教学改革探索与实践”,并取得了良好的成效:,并取得了良好的成效:同学们同学们的表达能力、沟通能力、自主学习能力、综的表达能力、沟通能力、自主学习能力、综合设计能力及其它各方面能力都得到很好的培养和合设计能力及其它各方面能力都得到很好的培养和锻炼,为锻炼,为同学们同学们的后续学习和将来顺利踏入社会奠

9、的后续学习和将来顺利踏入社会奠定了良好的基础。定了良好的基础。部分受益同学(学长)举例:部分受益同学(学长)举例:李敬新:中科院计算所;李敬新:中科院计算所;段代峰:某企业副总经理;段代峰:某企业副总经理;徐雷霆:某部团参谋;徐雷霆:某部团参谋; 郭郭 振:西安通信技术研究所;振:西安通信技术研究所; 。许多同学如是说:许多同学如是说: 不管以后我们是否从事与单片机相关的产品研发工作,在本不管以后我们是否从事与单片机相关的产品研发工作,在本课程学习过程中,张老师所传授给我们的经验、思路和方法等等,课程学习过程中,张老师所传授给我们的经验、思路和方法等等,将会使我们终生受益!将会使我们终生受益!

10、 在人才招聘现场,许多同学充满自信,找到了心仪的工作;在人才招聘现场,许多同学充满自信,找到了心仪的工作;在考研的征途,许多同学自信满满,今年本专业考研被录取的人在考研的征途,许多同学自信满满,今年本专业考研被录取的人数新的记录,许多同学考取到自己心仪的学校,多为名校。数新的记录,许多同学考取到自己心仪的学校,多为名校。 把以设计为主线,以实践能力培养为核心的人才培养理念把以设计为主线,以实践能力培养为核心的人才培养理念应用到教材的编写、课堂教学、课外作业、实验教学、考试、应用到教材的编写、课堂教学、课外作业、实验教学、考试、考核等一系列涉及到课程教学内容的方式方法等与教学有关的考核等一系列涉

11、及到课程教学内容的方式方法等与教学有关的各个环节中,在各个教学环节以设计为主线开展教学工作,着各个环节中,在各个教学环节以设计为主线开展教学工作,着重强调对同学们实践能力的培养,彻底改变传统的重强调对同学们实践能力的培养,彻底改变传统的“填鸭式填鸭式”、“灌输式灌输式”等落后的教学方式,运用启发式教学、研讨式教学、等落后的教学方式,运用启发式教学、研讨式教学、设计型教学、案例教学、基于问题的学习及本科生参与科研等设计型教学、案例教学、基于问题的学习及本科生参与科研等多种科学的理念和方法,提高同学们的学习兴趣和设计兴趣,多种科学的理念和方法,提高同学们的学习兴趣和设计兴趣,并且设计合理的课外设计

12、作业体系和成绩考评体系,激发同学并且设计合理的课外设计作业体系和成绩考评体系,激发同学们的学习激情,在有限的教学时间内,培养同学们设计能力、们的学习激情,在有限的教学时间内,培养同学们设计能力、实践能力及其它各方面能力,引领同学们健康成长,全面提高实践能力及其它各方面能力,引领同学们健康成长,全面提高教学质量和人才培养质量。教学质量和人才培养质量。 改变传统教学思路,把改变传统教学思路,把“考核考核”变为变为“培养培养” 传统教学的方式,以教为主,通过传统教学的方式,以教为主,通过“考试考试”检验检验同学们同学们学习的效果,主要靠死记硬背,枯燥学习的效果,主要靠死记硬背,枯燥乏味,乏味,同学们

13、同学们不爱学,但又无可奈何。不爱学,但又无可奈何。以设计主线、以实践能力培养为核心的教学以设计主线、以实践能力培养为核心的教学模式,以同学们的能力培养为主,通过设计合理、模式,以同学们的能力培养为主,通过设计合理、灵活的教学方式,逐步树立起同学们的成就感和灵活的教学方式,逐步树立起同学们的成就感和自豪感,增强同学们的自信心,激发同学们的学自豪感,增强同学们的自信心,激发同学们的学习激情,提高习激情,提高同学们的同学们的设计能力及其它各方面能设计能力及其它各方面能力,使力,使同学们同学们在轻松愉快的学习气氛中,在不知在轻松愉快的学习气氛中,在不知不觉中,各方面能力都得到全面提高。不觉中,各方面能

14、力都得到全面提高。设计合理的课外设计作业体系及作业内容设计合理的课外设计作业体系及作业内容 在教学过程中,根据同学们能力培养的需要,在教学过程中,根据同学们能力培养的需要,设置设置4-54-5个课外设计作业和一个综合设计大作业。个课外设计作业和一个综合设计大作业。 每个课外设计作业分别按照系统分析、系统每个课外设计作业分别按照系统分析、系统设计、原理图设计、程序流程图设计、源程序设设计、原理图设计、程序流程图设计、源程序设计、系统仿真调试和调试结果分析等进行系统分计、系统仿真调试和调试结果分析等进行系统分析和设计,并按照课程设计论文形式写出设计作析和设计,并按照课程设计论文形式写出设计作业。业

15、。 让同学们在反反复复的设计过程中,掌握系让同学们在反反复复的设计过程中,掌握系统设计的思路和方法。统设计的思路和方法。以设计性、创新性实验取代传统的演示性、验证以设计性、创新性实验取代传统的演示性、验证性或操作性实验性或操作性实验 在实验教学过程中,以设计为主线,充分调在实验教学过程中,以设计为主线,充分调动同学们学习的主动性、积极性和创造性,使同动同学们学习的主动性、积极性和创造性,使同学们在掌握一定理论知识和实验技能的基础上,学们在掌握一定理论知识和实验技能的基础上,完成从实验设计到书写论文式的实验报告的全过完成从实验设计到书写论文式的实验报告的全过程,从而不断地提高同学们的设计能力、实

16、践能程,从而不断地提高同学们的设计能力、实践能力、研究能力及创新意识,树立严谨的工作、科力、研究能力及创新意识,树立严谨的工作、科研作风,培养创新精神。研作风,培养创新精神。考核考核( (综合成绩评定综合成绩评定) )内容和方式方法的改革内容和方式方法的改革 取消传统的靠死记硬背、临阵磨枪等方式才取消传统的靠死记硬背、临阵磨枪等方式才能取得高分的卷面考试,构建一套以设计为主线、能取得高分的卷面考试,构建一套以设计为主线、面向同学们能力培养的综合成绩评定体系。面向同学们能力培养的综合成绩评定体系。 在成绩评定时,把同学们的设计能力、实践在成绩评定时,把同学们的设计能力、实践能力等作为主要的参考依

17、据,鼓励同学们全力以能力等作为主要的参考依据,鼓励同学们全力以赴提高自己的设计能力、实践能力、创新能力及赴提高自己的设计能力、实践能力、创新能力及其它各方面能力。其它各方面能力。 使同学们彻底摆脱了传统卷面考试的束缚,使同学们彻底摆脱了传统卷面考试的束缚,能够全力地进行能力的培养和锻炼,在轻松愉快能够全力地进行能力的培养和锻炼,在轻松愉快的氛围中,使各方面能力得到快速地提升。的氛围中,使各方面能力得到快速地提升。以设计为主线,以实践能力培养为核心的教学模式的推广应用以设计为主线,以实践能力培养为核心的教学模式的推广应用 本教学模式的方式方法已被本学院许多老师所采用。本教学模式的方式方法已被本学

18、院许多老师所采用。 探测识别技术、探测识别技术、EDAEDA设计等课程也已采用此教学模式,均设计等课程也已采用此教学模式,均取得了较好的效果。取得了较好的效果。 有信心?没有信心?有信心?没有信心? 现在有没有信心都是很正常的。现在有没有信心都是很正常的。 随着本课程的逐步开展,同学们的各方面能力肯定会有大随着本课程的逐步开展,同学们的各方面能力肯定会有大幅度的提升,你们的自信心也会越来越强,等到本课程结束时,幅度的提升,你们的自信心也会越来越强,等到本课程结束时,你们的精神面貌肯定会焕然一新!你们的精神面貌肯定会焕然一新!1.3 1.3 单片机原理与应用基本概述单片机原理与应用基本概述194

19、61946年年2 2月月1515日,第一台电子日,第一台电子数字计算机问世,标志着计数字计算机问世,标志着计算机时代的到来。算机时代的到来。:开创了计算机科学技术的新开创了计算机科学技术的新纪元,对人类的生产和生活纪元,对人类的生产和生活方式产生了巨大的影响方式产生了巨大的影响 。冯冯诺依曼提出诺依曼提出“程序存储程序存储”和和“二进制运算二进制运算”的的思想,构建了计算机经典结构。思想,构建了计算机经典结构。电子管计算机电子管计算机晶体管计算机晶体管计算机集成电路计算机集成电路计算机大规模集成电路计算机大规模集成电路计算机超大规模集成电路计算机超大规模集成电路计算机结构结构仍然没有突破冯仍然

20、没有突破冯诺依曼提出的计算机的经典诺依曼提出的计算机的经典结构框架结构框架运运 算算 器器输入信息输入信息存存 储储 器器控控 制制 器器输入设备输入设备输出设备输出设备输出信息输出信息多板机(系统机,工业多板机(系统机,工业PCPC机机 也属于多板机)也属于多板机)单板机单板机单片机单片机 把微型计算机集成在一个芯片上即构成单片微型计把微型计算机集成在一个芯片上即构成单片微型计算机算机(Single Chip Microcomputer)(Single Chip Microcomputer),简称单片机。,简称单片机。单片机是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成单片机是一种集成电路芯片,是采

21、用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPUCPU、随随机存储器机存储器RAMRAM、只读存储器、只读存储器ROMROM、多种、多种I/OI/O口和中断系口和中断系统、定时器统、定时器/ /计时器等功能(可能还包括显示驱动电计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/DA/D转换器等转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。型计算机系统。CPU(CPU(运算器运算器+ +控制器控制器) )、RAM(RAM(数据数据

22、存储器存储器) )、ROMROM( (程序程序存储存储器器)、)、I/OI/O口口( (串口、并口)、串口、并口)、内部总线内部总线 、定时器、定时器/ /计数器、计数器、中断系统等。中断系统等。 从用途上可分成专用型单片机和通用型单片机两大类:从用途上可分成专用型单片机和通用型单片机两大类: 专用型单片机是为某种专门用途而设计的,如专用型单片机是为某种专门用途而设计的,如DVDDVD控制器和数码相机的控制芯片等。在用量不大的情况下控制器和数码相机的控制芯片等。在用量不大的情况下使用,设计和制造这样的芯片成本很高,设计和制造的使用,设计和制造这样的芯片成本很高,设计和制造的周期也很长。周期也很

23、长。 通用型单片机把所有资源(通用型单片机把所有资源(ROMROM、I/OI/O等)全部提供等)全部提供给用户使用。我们通常所用的都是通用型单片机。给用户使用。我们通常所用的都是通用型单片机。位数:是单片机能够一次处理的数据的宽度,有位数:是单片机能够一次处理的数据的宽度,有1 1位机(如位机(如PD7502PD7502)、)、 4 4位机(如位机(如MSM64155AMSM64155A)、)、8 8位机(如位机(如MCS-51MCS-51)、)、 16 16位机(如位机(如MCS-96MCS-96)、)、3232位机位机( (如如IMST414)IMST414)。存储器:包括程序存储器和数据

24、存储器。程序存储器空间较大,字节数存储器:包括程序存储器和数据存储器。程序存储器空间较大,字节数 一般从几一般从几KBKB到几十到几十KBKB(1KB=210B=1024B1KB=210B=1024B),另外还有不同的类),另外还有不同的类 型,如型,如ROMROM、EPRPOMEPRPOM、EEPROMEEPROM、Flash ROMFlash ROM和和OTP ROMOTP ROM型。数据存型。数据存 储器的字节数通常为几十到几百字节之间。储器的字节数通常为几十到几百字节之间。I/OI/O口:即输入口:即输入/ /输出口,一般有几个到几十个,用户可以根据自己的需输出口,一般有几个到几十个,

25、用户可以根据自己的需 要进行选择。要进行选择。速速 度:指的是度:指的是CPUCPU的处理速度,以每秒执行多少条指令来衡量,常用单位的处理速度,以每秒执行多少条指令来衡量,常用单位 是是MIPS(MIPS(百万条指令每秒百万条指令每秒) ),目前最快的单片机可以但到,目前最快的单片机可以但到100MIPS100MIPS。工作电压:通常工作电压是工作电压:通常工作电压是5V5V,范围是,范围是5%5%或或10%10%,也有,也有3V/3.3V3V/3.3V电压的电压的 产品,最低的可在产品,最低的可在1.5V1.5V工作。现代单片机又出现了宽电压范围工作。现代单片机又出现了宽电压范围 型,即在型

26、,即在2.5 2.5 6.5V 6.5V内都可以正常工作。内都可以正常工作。功功 耗:低功耗是现代单片机所追求的一个目标,目前低功耗单片机的静态耗:低功耗是现代单片机所追求的一个目标,目前低功耗单片机的静态 电流可以低至电流可以低至A(A(微安,微安,10-6A)10-6A)或或nAnA(纳安,(纳安,10-9A10-9A)级。有的单)级。有的单 片机还具有等待、关断、睡眠等多种工作模式,以此来降低功耗。片机还具有等待、关断、睡眠等多种工作模式,以此来降低功耗。温温 度:单片机根据工作温度可分为民用级(商业级)、工业级和军用级三种。度:单片机根据工作温度可分为民用级(商业级)、工业级和军用级三

27、种。 民用级民用级: :007070; ; 工业级工业级: :-40-408585; ; 军用级军用级: :-55-55125125 (不同厂家的划分标准可能不同)。(不同厂家的划分标准可能不同)。附加功能:有的单片机有更多的功能,用户可根据自己的需要选择合适自己附加功能:有的单片机有更多的功能,用户可根据自己的需要选择合适自己 的产品。比如有的单片机内部有的产品。比如有的单片机内部有A/DA/D、D/AD/A、串口、串口、LCDLCD驱动等,驱动等, 使用这种单片机可以减少外部部件,提高系统的可靠性。使用这种单片机可以减少外部部件,提高系统的可靠性。体积小体积小;价格低价格低;性能强性能强;

28、速度快速度快;用途广用途广;灵活性强灵活性强;可靠性高可靠性高;。单片机应用系统就是以单片机为核心的硬件电路,单片机应用系统就是以单片机为核心的硬件电路,是以单片机为核心构成的智能化产品,其智能化体是以单片机为核心构成的智能化产品,其智能化体现在以单片机为核心构成的微型计算机系统,它保现在以单片机为核心构成的微型计算机系统,它保证了产品的智能化处理与智能化控制能力。证了产品的智能化处理与智能化控制能力。智能化仪表智能化仪表可编程控制器可编程控制器空调空调全自动洗衣机全自动洗衣机DVDDVD数据采集系统数据采集系统金融金融POSPOS机机移动电话机移动电话机。 嵌入式系统一般是指嵌入到对象体系中

29、,并实现对象体系智能化控制的计嵌入式系统一般是指嵌入到对象体系中,并实现对象体系智能化控制的计算机。包括硬件和软件两部分:算机。包括硬件和软件两部分: 硬件部分包括中央处理器、存储器、外设器件、硬件部分包括中央处理器、存储器、外设器件、I/OI/O端口和图形控制器等;端口和图形控制器等; 软件部分包括操作系统软件(软件部分包括操作系统软件(OSOS,Operation SystemOperation System)和应用程序软件。)和应用程序软件。操作系统控制着应用程序与硬件的交互作用。操作系统控制着应用程序与硬件的交互作用。 应用程序控制着系统的运作和行为。应用程序控制着系统的运作和行为。

30、单片机系统显然属于嵌入式系统的应用范畴。单片机系统显然属于嵌入式系统的应用范畴。 为了突出单片机在嵌入式系统中的主导地位,许为了突出单片机在嵌入式系统中的主导地位,许多半导体公司在单片机内部还集成了许多外围功能电路多半导体公司在单片机内部还集成了许多外围功能电路和外设接口,如:中断、定时和外设接口,如:中断、定时/ /计数、串行通信、模计数、串行通信、模/ /数数转换(转换(ADCADC,Analog-to-Digital ConverterAnalog-to-Digital Converter)、数)、数/ /模模转换(转换(DACDAC,Digital-to-Analog Converte

31、rDigital-to-Analog Converter)、脉冲)、脉冲宽度调试(宽度调试(PWMPWM,Pulse Width ModulationPulse Width Modulation)等单元,)等单元,进一步突出了单片机的控制特性。进一步突出了单片机的控制特性。 单片机单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。哪个领域没有单片机的踪迹。导弹导弹的导航装置的导航装置 ,飞机,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各

32、种业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能智能ICIC卡卡,民用豪华轿车的安全保障系统,民用豪华轿车的安全保障系统,录像机录像机、摄摄像机像机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开等等,这些都离不开单片机单片机。更不用说自动控制领域的。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。 单片机的功能越来越强大,应用越来越广泛。单片机的功能越来越强大,应用越来越广泛。 单片机的学习、开发与应用将造就一大批计算机应单片机的学习、开发与应用将造就一大批计算机

33、应用领域与智能化控制领域的工程师与科学家。用领域与智能化控制领域的工程师与科学家。 确实不太好学,为什么?确实不太好学,为什么? 单片机原理与应用涉及太多的内容:硬件、软件、单片机原理与应用涉及太多的内容:硬件、软件、数字电路、模拟电路、数字电路、模拟电路、C C语言、汇编语言等等,不好学,语言、汇编语言等等,不好学,也不好教,许多人在学习的过程中一知半解,许多人半也不好教,许多人在学习的过程中一知半解,许多人半途而废。途而废。也好学。为什么这么说?也好学。为什么这么说? 掌握科学合理的教与学的方法,肯定能事半功倍。掌握科学合理的教与学的方法,肯定能事半功倍。比如:比如:“以设计为主线以设计为主线”、“以实践能力培养为核心以实践能力培养为核心”、“理论与实践相结合理论与实践

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