主頁 > 技術(shù)文章 > 關(guān)于結(jié)合電子設(shè)計(jì)競賽的單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)改革研究 2024-10-10

關(guān)于結(jié)合電子設(shè)計(jì)競賽的單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)改革研究

摘要：單片機(jī)是電子類專業(yè)的必修課程，是一個應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科。當(dāng)今社會，企業(yè)已經(jīng)越來越重視員工的實(shí)踐能力。分析了高校單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)中存在的問題，結(jié)合全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽，研究單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)改革，闡述了具體實(shí)施方案與初步的成果。
一、單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)中存在的主要問題：
　　目前各高校由于觀念、資金、師資和環(huán)境等方面的原因，單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)存在以下幾方面問題：
　　第一，實(shí)踐教學(xué)觀念仍存在偏差。由于受傳統(tǒng)文化教育觀念的影響，部分師生重理論、輕實(shí)踐的觀念仍客觀存在，實(shí)踐教學(xué)缺乏整體性、關(guān)聯(lián)性和系統(tǒng)性，仍處于理論課程的從屬部分，甚至部分實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)流于形式。
　　第二，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的弊端仍然存在。實(shí)踐教學(xué)課程的設(shè)置較為零散，順序和內(nèi)容仍需優(yōu)化；在開設(shè)的實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證型的內(nèi)容多，開放性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新型的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容少，同時實(shí)驗(yàn)內(nèi)容存在單一性，而多知識點(diǎn)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)少，并且在所開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程中缺少與工程實(shí)際相結(jié)合的綜合性、研究性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，不利于學(xué)生個性的發(fā)展和綜合能力的提高。
　　第三，實(shí)踐教學(xué)師資力量有待提高。教師中能夠滿足實(shí)踐實(shí)訓(xùn)技能要求的人數(shù)比例不高，一部分年輕教師從高校畢業(yè)后進(jìn)入學(xué)校從事教學(xué)工作，缺乏實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的專門訓(xùn)練，自身尚不能成為行家，難以勝任相關(guān)的實(shí)踐指導(dǎo)工作。
　　第四，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)投資有限，校內(nèi)外實(shí)踐基地的建設(shè)不盡完善，不能滿足教學(xué)實(shí)踐的需要。
　　第五，實(shí)踐教學(xué)缺乏科學(xué)的評價(jià)與考核方法。現(xiàn)行的教學(xué)評價(jià)機(jī)制不能起到強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)和鼓勵實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革創(chuàng)新的積極性，相反存在著制約傾向。
二、電子設(shè)計(jì)競賽促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)改革：
　　大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽的目的在于推動電子信息類課程建設(shè)，引導(dǎo)高等學(xué)校在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、協(xié)作能力和理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)風(fēng)，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐素質(zhì)、提高學(xué)生針對實(shí)際問題進(jìn)行電子設(shè)計(jì)制作的能力；吸引、鼓勵廣大青年學(xué)生踴躍參加課外科技活動，為優(yōu)秀人才的脫穎而出創(chuàng)造條件。本文從師資隊(duì)伍建設(shè)、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)模式等方面探討實(shí)踐教學(xué)改革。
　　1.師資隊(duì)伍建設(shè)
　　隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，教學(xué)內(nèi)容往往落后實(shí)際幾年甚至更多，這就要求教師能適應(yīng)和趕上這種發(fā)展、變化，要有更寬更新的知識面和更豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，不斷地將新內(nèi)容、新技術(shù)、新方法充實(shí)到教學(xué)中去。我們研究制定了教學(xué)隊(duì)伍知識、技術(shù)不斷更新的科學(xué)有效的培養(yǎng)培訓(xùn)制度。鼓勵教師到國內(nèi)知名高校和高新技術(shù)企業(yè)學(xué)習(xí)深造，同時積極邀請高水平的技術(shù)人才給教師作報(bào)告。
　　2.依托電子設(shè)計(jì)競賽豐富單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容
　　（1）優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。制訂實(shí)踐教學(xué)大綱時應(yīng)該適當(dāng)調(diào)整學(xué)時，以順應(yīng)單片機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，對現(xiàn)有的教材進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑鰷p，刪除一些課本中的老化的、無關(guān)緊要的、過于理論化或抽象化的內(nèi)容，增加一些在生產(chǎn)生活中可能運(yùn)用到的真實(shí)案例和最新的單片機(jī)理論知識，通過實(shí)際案例將抽象的理論具體化。在教學(xué)中，適當(dāng)加強(qiáng)C語言的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生既能看懂匯編語言也能夠運(yùn)用C語言將復(fù)雜的程序簡單化。
（2）推廣應(yīng)用proteus仿真軟件及keil編譯軟件。Proteus仿真軟件上有國際通用的虛擬儀器及電子元器件庫，學(xué)生可以更加方便地進(jìn)行電路原理圖的設(shè)計(jì)和仿真測試，觀察電路的工作狀態(tài)及軟件運(yùn)行后的變化情況。同時通過網(wǎng)絡(luò)課件等形式引導(dǎo)學(xué)生練習(xí)使用keil軟件。在單片機(jī)中，所有硬件電路設(shè)計(jì)、對應(yīng)軟件都可以在proteus和keil平臺上進(jìn)行。Keil完成單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)調(diào)試，proteus完成硬件設(shè)計(jì)及系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果查看。這些軟件極大地開拓了單片機(jī)的學(xué)習(xí)空間，降低了單片機(jī)的學(xué)習(xí)成本，提高了學(xué)習(xí)效果。
3.結(jié)合電子設(shè)計(jì)競賽，改進(jìn)單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)模式
　　（1）項(xiàng)目教學(xué)法的應(yīng)用。建立以任務(wù)或項(xiàng)目為教學(xué)主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的實(shí)踐教學(xué)模式。在學(xué)生最初接觸單片機(jī)課程時，將單片機(jī)在實(shí)踐生產(chǎn)的應(yīng)用介紹給學(xué)生，并將科研項(xiàng)目或往屆電子設(shè)計(jì)競賽的作品（如多功能函數(shù)發(fā)生器、數(shù)字存儲示波器等）帶進(jìn)課堂，激發(fā)學(xué)生對單片機(jī)課程的學(xué)習(xí)興趣。通過實(shí)踐的操作，帶領(lǐng)學(xué)生在動手實(shí)踐中深化理論知識的學(xué)習(xí)，并在動手實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生完成創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)的能力。課程設(shè)計(jì)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)不僅要求學(xué)生具有獨(dú)立分析問題和解決問題的能力，更加對學(xué)生的創(chuàng)新能力提出一定要求。在教師的引導(dǎo)和指導(dǎo)下，學(xué)生根據(jù)電子競賽方向設(shè)計(jì)具有實(shí)際意義的電路，這不僅是對學(xué)生綜合能力的提升，更是為學(xué)生將來走向社會成為應(yīng)用型人才打下良好基礎(chǔ)。
　�。�2）以競賽為契機(jī)，推進(jìn)單片機(jī)課外教學(xué)。作為一門知識更新速度較快的課程，單片機(jī)教學(xué)的實(shí)戰(zhàn)性得到重視。在全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽的推進(jìn)下，學(xué)生逐漸走出課堂，不僅僅滿足于平時課堂上學(xué)習(xí)的內(nèi)容，而是自動自發(fā)地走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，將單片機(jī)的學(xué)習(xí)當(dāng)做課余生活的重要組成部分。我校為學(xué)生成立了開放性實(shí)驗(yàn)室，并為學(xué)生購置了AT89S51單片機(jī)最小系統(tǒng)開發(fā)板、51系列單片機(jī)試驗(yàn)箱等最新實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)操作中使用到的各類元器件。同時教研室機(jī)房的每臺計(jì)算機(jī)均配備了keil編譯軟件和proteus仿真軟件，使學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中可先通過仿真軟件驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)思路、電路和程序的正確性，并在仿真成功后利用開發(fā)板或?qū)嶒?yàn)箱完成實(shí)驗(yàn)操作。以大賽為契機(jī)，讓學(xué)生在以“取得名次為目標(biāo)，提高能力為目的”思想指導(dǎo)下，主動思考，勤于鉆研，通過大量電路板的繪制、編程仿真、調(diào)試等練習(xí)將動手操作能力不斷地提到新的高度。
　　在整個競賽的準(zhǔn)備過程中，學(xué)生表現(xiàn)出單片機(jī)學(xué)習(xí)的極大熱情，每次項(xiàng)目完成后教會學(xué)生做好總結(jié)和鞏固工作并鼓勵他們探索新的任務(wù)，通過親身實(shí)踐獲得實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，養(yǎng)成科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度，掌握基本的科學(xué)方法，綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題。
　　（3）加深校企交流，為學(xué)生就業(yè)創(chuàng)造良好平臺。填鴨式的教學(xué)模式使得許多大學(xué)畢業(yè)生在就業(yè)后只會“紙上談兵”。為填補(bǔ)工程技術(shù)人才的空缺，真正讓學(xué)生帶著技術(shù)走向工作崗位，不斷通過與企業(yè)的交流進(jìn)行課程改革。還建立了完整的網(wǎng)絡(luò)平臺。在平臺上，學(xué)生不僅可以獲取最新的單片機(jī)技術(shù)知識和科技資訊，還可以與往屆畢業(yè)生進(jìn)行在線交流，對目前的就業(yè)形勢、就業(yè)方向有更好的把握。促使學(xué)生提高自身水平，為順利就業(yè)打下良好基礎(chǔ)。

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關(guān)于結(jié)合電子設(shè)計(jì)競賽的單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)改革研究

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