樓俊君+康姝藝+黃云峰+趙永熹

摘要：本文以大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽為導(dǎo)向，探討了如何將其與單片機(jī)實(shí)踐課程結(jié)合，達(dá)到為大賽選拔人才、鍛煉學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的目的。本文從教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容組織、教學(xué)方法手段、課程考核方式等多方面作了深入的探討，期望通過該門課程的建設(shè)為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：電子設(shè)計(jì)大賽；單片機(jī)實(shí)踐；課程建設(shè)

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）31-0223-01

1 前言

全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽是教育部倡導(dǎo)的大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽之一，是面向大學(xué)生的群眾性科技活動(dòng)，自1997年第一屆開始至今已舉行了13屆。由教育部和工信部共同發(fā)起的這項(xiàng)活動(dòng)極大地促進(jìn)了普通高等院校信息與電子類學(xué)科體系的改革，推動(dòng)了高校課程建設(shè)和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)工作，參與的學(xué)生在實(shí)踐方面獲得了很大鍛煉，在未來(lái)工作中的競(jìng)爭(zhēng)力也得到了提高。

我院自去年參與大賽以來(lái)，克服了時(shí)間緊、經(jīng)驗(yàn)缺乏的不足，發(fā)揚(yáng)了勤奮刻苦、團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神，獲得了四次上海賽區(qū)三等獎(jiǎng)的好成績(jī)。電子設(shè)計(jì)大賽涉及的內(nèi)容廣，有模數(shù)混合電路、單片機(jī)、可編程器件、PC機(jī)的開發(fā)應(yīng)用等方面。為更好地為電子大賽服務(wù)，選拔競(jìng)賽人才，也為了更好地鍛練學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，我院于今年面向自動(dòng)化專業(yè)卓越班學(xué)生新開設(shè)了單片機(jī)實(shí)踐課程，并希望以此為試點(diǎn)，推廣到其他非卓越班的自動(dòng)化專業(yè)課程中。如何設(shè)計(jì)好單片機(jī)實(shí)踐課程的教學(xué)內(nèi)容，建設(shè)好這門實(shí)踐課程，成為該門課程指導(dǎo)教師工作的重中之重。

2 實(shí)踐課程內(nèi)容建設(shè)

由于本實(shí)踐課程是第一屆開課，之前并無(wú)相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容資料可參考，所以需要緊密結(jié)合前期《單片機(jī)原理》理論課程教學(xué)內(nèi)容并在此基礎(chǔ)上有一定的拓展和延伸。目前該門課程的前續(xù)理論課程《單片機(jī)原理》在教學(xué)上存在著實(shí)踐比重小而理論比重大的情況，學(xué)生的學(xué)習(xí)著重基礎(chǔ)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，而動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)少，造成學(xué)生認(rèn)為單片機(jī)的學(xué)習(xí)就是背理論知識(shí)的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。針對(duì)上述理論教學(xué)的不足，考慮在開設(shè)的本實(shí)踐課程中加以補(bǔ)充和改進(jìn)，通過將設(shè)計(jì)實(shí)踐課程和理論課程結(jié)合，達(dá)到單片機(jī)教學(xué)的循序漸進(jìn)的良好效果。具體做法如下。

在教學(xué)理念方面，俗話說興趣是最好的老師。我們改革以往實(shí)踐課程僅僅簡(jiǎn)單地布置任務(wù)的做法，而是在講解時(shí)把思路擴(kuò)展開來(lái)講，不僅講在設(shè)計(jì)實(shí)踐中所用的單片機(jī)技術(shù)，還要把單片機(jī)目前發(fā)展?fàn)顩r介紹給學(xué)生，介紹單片機(jī)領(lǐng)域的風(fēng)云人物如周立功，介紹他們的成功創(chuàng)業(yè)過程及他們的創(chuàng)業(yè)網(wǎng)站，讓學(xué)生知道技術(shù)也是資本，也是可以創(chuàng)業(yè)的。再讓學(xué)生上網(wǎng)搜索單片機(jī)類產(chǎn)品，讓學(xué)生感知單片機(jī)產(chǎn)品開發(fā)離自己不是很遠(yuǎn)。然后鼓勵(lì)學(xué)生上網(wǎng)搜索單片機(jī)網(wǎng)站，加入單片機(jī)論壇，在和網(wǎng)友的交流中激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

在實(shí)踐內(nèi)容組織方面，以項(xiàng)目化設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，實(shí)踐項(xiàng)目的設(shè)置參考電子大賽題目的命題要求，包括基本要求和自主發(fā)揮兩大塊，使大部分同學(xué)能完成基本設(shè)計(jì)要求，又便于優(yōu)秀學(xué)生有發(fā)揮和創(chuàng)新的余地。項(xiàng)目組織形式亦參考大賽的形式，3人一組共同完成一個(gè)項(xiàng)目，各有其側(cè)重點(diǎn)，每位同學(xué)分別負(fù)責(zé)軟件設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)和最后報(bào)告的撰寫，這樣各有分工，以鍛煉學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。

在教學(xué)方法和手段方面，我們摒棄了之前陳舊落后的啟東微機(jī)實(shí)驗(yàn)箱，要求學(xué)生在我院2015年新購(gòu)進(jìn)的西安唐都公司生產(chǎn)的全新的SST51單片機(jī)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)及開發(fā)板上完成硬件電路的部分或全部調(diào)試。即應(yīng)用“PROTEUS仿真軟件+西安唐都的SST51單片機(jī)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)開發(fā)板”這樣雙平臺(tái)的模式，以項(xiàng)目化的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)踐。

PROTEUS是英國(guó)LABCENTER公司開發(fā)的電路分析和實(shí)物仿真軟件，在實(shí)踐中應(yīng)用PROTEUS仿真技術(shù)能起到活學(xué)活用的目的，其仿真結(jié)果不僅具有準(zhǔn)確性、可靠性和可讀性，并且直觀形象，能提供一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)平臺(tái)。當(dāng)然仿真軟件不能解決電路構(gòu)建、系統(tǒng)調(diào)試、故障排除過程中的所有問題，所以仿真只是一個(gè)初步要求，在仿真成功后要求學(xué)生在SST51單片機(jī)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)開發(fā)板上完成實(shí)際程序的下載和調(diào)試運(yùn)行工作。即實(shí)踐課的內(nèi)容流程遵循如圖1所示的過程。

當(dāng)然在實(shí)踐課程的開展過程中也碰到了一些實(shí)際的問題，比如SST51電路板由于硬件資源固定，缺少設(shè)計(jì)方案中的元器件，導(dǎo)致沒法完成硬件調(diào)試，這就需要在今后的課程中改進(jìn)，允許學(xué)生自行設(shè)計(jì)選用接口芯片和所需的元器件，設(shè)計(jì)接口電路板并在面包板上自行焊接完成。還有本課程由于課內(nèi)教學(xué)時(shí)間緊任務(wù)重未來(lái)還需考慮學(xué)習(xí)并制作微視頻，彌補(bǔ)課內(nèi)時(shí)間的不足，為學(xué)生學(xué)習(xí)提供重要保障。

3 課程考核方式設(shè)計(jì)

考核方式是教學(xué)過程中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。實(shí)踐課程如何合理考核一直是一個(gè)難題。因?yàn)閷?shí)踐教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控沒有較好的量化標(biāo)準(zhǔn)，而設(shè)計(jì)合理的考核方式可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力夯實(shí)教學(xué)效果。借鑒電子設(shè)計(jì)大賽最終的成績(jī)?cè)u(píng)定方式，我們確定單片機(jī)實(shí)踐課的考核主要依據(jù)作品的完整度（占30%）、最終的設(shè)計(jì)報(bào)告（占30%）和面試答辯（占40%）三方面組成。先是作品展示，由教師根據(jù)作品的工作量和完整性給出一個(gè)分?jǐn)?shù)，其次是面試答辯環(huán)節(jié)，由學(xué)生對(duì)作品的功能、原理設(shè)計(jì)過程、設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)等進(jìn)行介紹，并由老師對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)提問，根據(jù)學(xué)生的表述和對(duì)問題的回答情況給出一個(gè)分?jǐn)?shù)，最后老師根據(jù)提交的設(shè)計(jì)報(bào)告再給出一個(gè)分?jǐn)?shù)。這種考核方式增加了指導(dǎo)老師的工作強(qiáng)度，因?yàn)槊總€(gè)小組需要10分鐘的答辯時(shí)間，按3人以小組算，考核過程也需要3到4次課，但經(jīng)過這樣的課程答辯，鍛煉了學(xué)生的表達(dá)能力，為學(xué)科競(jìng)賽打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

4 結(jié)論

以全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽為導(dǎo)向，我們進(jìn)行了單片機(jī)實(shí)踐課程建設(shè)的初步探索。我們的目的不僅教給學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方法，更是鍛煉學(xué)生各有分工、團(tuán)體協(xié)作的合作能力，為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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