时间：2023-03-08 14:53:01
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇单片机实训总结，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
关键词：单片机；Proteus仿真；设计
编者按：项目教学法是以项目为主线、教师为引导、学生为主体的一种教学活动，它将传统的特定课程转化为一系列教学项目，改变了以往“教师讲，学生听”的被动教学模式，有利于激发学生的学习兴趣，提高学生分析问题、解决问题的能力以及动手能力，从而提高教学质量。近年来不少学校都在尝试项目教学法，本期我们选取了3篇相关文章，其中既有针对理论性和实践性都很强的课程的项目教学，如单片机教学及实训、数字电子技术，又有借鉴德国职业教育模式的数控技术专业跨课程项目设计，都取得不错的效果，可供大家参考。当然，项目教学法在实施过程中还存在一些问题，我们期待有更多的教育工作者去发现和解决，积极探索和研究适合各专业课程的教学方法。
单片机原理与应用[1]是一门理论性和实践性都很强的课程，相应的教学及实训具有很强的技术性和应用性，在本专业教学中占有很重要的位置。项目教学的目的是在单片机原理与应用课程教学中使学生容易理解和掌握单片机的基础知识，掌握与其相关电子电路的分析、设计方法，掌握软硬件电路仿真与设计，掌握故障的分析、查找及解决方法等。
单片机教学及实训的内容组织和过程管理，在很大程度上决定了单片机教学及实训效果的好坏。在传统教学及实训过程中，偏重理论教学，实验与实训过程中验证的成分过多，学生缺少独立创新方面的锻炼。为改变这一现状，在教学及实训中采用项目教学法，指导教师提出教学及实训任务，并将任务进行剖析，分解成不同的小任务，引导学生对任务进行分析、仿真和设计，精心组织教学及实训过程，鼓励学生相互讨论、上网查阅资料和提出不同的意见，甚至抛开教师布置的任务独立选择课题，以最大限度地激发学生的主观能动性。
1 项目设计与过程管理
1.1 教学及实训项目设计
采用项目教学法进行单片机教学及实训，首要的任务就是进行项目设计。设计的内容要尽可能涵盖单片机知识点[2]，同时要能吸引学生，项目设计的难易要有梯度性，以满足不同学生的需求。例如设计校时数字钟时，基本要求为：任务一中要求8位数码管显示一串数字(学号)；任务二中要求设计完成一个数字钟(不可校时)。此外还有扩展要求。任务一扩展：8位数码管切换显示学号和生日，切换时间为1 s，通电后先显示学号；任务二扩展：扩展3个按键K1，K2，K3，能对数字钟进行时、分和秒的校时。
每个项目既有总体目标，又分别由不同的任务组成，由浅入深，循序渐进，兼顾不同层次的学生，同时精心编写教学及实训指导书，给学生相应的指导。
1.2 教学及实训过程组织
教学及实训过程的有序组织是教学及实训质量的保障，通过对教学及实训过程的有效控制，既能调动学生的积极性，也能提高教学及实训的可操作性和实践性。
1.2.1 标准化设计
教学及实训的目的之一就是模拟企业的生产过程，让学生感受未来的工作要求与标准。在教学及实训中，电路设计与技术指标采取企业标准，让学生体会标准化的生产过程，培养严谨的学习与工作作风。如硬件电路原理图和PCB版图的设计，从器件的型号到PCB板的尺寸、线间距及图纸大小，都有严格的标准。
1.2.2 利用好仿真教学软件
教学及实训项目的实施，是学生进行电路设计、软件设计及综合调试的过程，特别是在电路安装调试时，学生会出现各种各样的错误，需要不停地修改，但这样容易造成元器件的损坏。如果先利用仿真软件进行仿真实验[3]，这样，绝大部分的错误就可以在仿真软件上进行修改，既降低对元器件的损坏，又可以提高教学及实训效率，达到事半功倍的效果。
例如数字钟的设计，先在Proteus软件上进行硬件电路设计，然后进行软件设计，最后在Proteus仿真软件上进行综合调试，软硬件上的修改方便快捷。只有仿真成功后才可以进行电路板的焊接与调试，这样，绝大部分的错误在仿真过程中得以解决，既节约了时间，又减少了元件浪费。
1.2.3 教学及实训过程强调以学生为主
以实验室为教学及实训室，每名学生一台电脑，一组元器件，一套工具，创造独立的工作环境与氛围。在此基础上，强调学生独立完成教学及实训任务，调动学生的积极性与主动性。例如项目硬件设计、软件编写，完全以学生为主，尊重学生的选择，哪怕是错误的实现方法，也要慢慢引导，使其领悟到错误的原因。教师通常在项目实施前期对项目功能、重点理论与操作方法等做简要介绍，对教学及实训过程中的共性问题进行讲解，项目完成后进行问题的剖析总结，做辅和引导性的工作。
1.2.4 教学及实训考评方式强调过程考评
考评的方式、方法在很大程度上影响教学及实训过程的实施和效果，如果只看结果而忽略过程，就会打击部分学生的积极性。例如，一名学生积极努力地去实现项目中的某个子任务，但没有完成，如果给出较差的考评就可能使其失去信心和主动性，或者干脆放弃后面的任务。
因此，考评要注重教学及实训过程，兼顾结果，要让那些努力的学生取得不错的成绩，使取得成功的学生成绩优秀，这样就能调动学生的积极性和主动性，促使其继续查找问题、更改设计并取得好的成果。
1.3 教学及实训过程总结
教学及实训采用项目教学法，而且是采用项目中任务的递进方式进行，在每个任务完成以后，都要进行总结，首先搜集教学及实训中出现的各种问题，其次是与学生一起分析发生问题的原因，最后是找出问题的解决方法并避免问题再次发生。这样，既总结分析了当前的问题，又为后面的教学及实训打下基础。
2 结束语
单片机教学及实训是一项综合性很强的教学过程，除了单片机知识，还涵盖了数字电路、模拟电路等知识，既有硬件设计，又有软件编程。既要设计涵盖知识面丰富的项目，又要精心组织其过程。这就需要教师不断地加强科学研究，并把科研成果反映在教学及实训中；还需要教师不断地改进教学及实训方法，提高教学及实训效果。
参考文献
[1] 谢维成,杨加国.单片机原理与应用及C51程序设计[M].北京:清华大学出版社,2009.
本文通过对目前单片机实训室的现状描述，提出了单片机实训室建设的必要性和可行性，并且总结了建设高职单片机实训室的特色要求。
【关键词】
单片机；实训室；可行性；必要性；特色
1 单片机实训室建设的背景、功能
电子信息学院单片机实训室自2001年建成投入使用以来，每学期均承担各类单片机课程上机实验300课时以上，并为课程设计、课程实训、毕业设计等提供了实践条件。该实验室为电子信息学院所属专业实验室，主要承担计算机类、电子信息类专业实验课程和实训课程教学任务，并且提供学生登陆互联网服务。可通过实验室上机实验，让学生进一步从实践角度了解和掌握本专业所属课程理论知识，初步锻炼实际操作计算机分析问题和解决问题的能力，提高专业知识的水平。
随着我国电子信息产业的高速发展，单片机因其集成度高、处理功能强、可靠性高、系统结构简单、价格低廉、易于使用等优点广泛用于航空、航天、工业、农业、能源、交通、通信等各个领域，就连人们日常生活中使用的各种家电产品、数码产品、电话、Caller ID、LCD、电子玩具等都用单片机来实现。在技术推广方面，目前仅在国内已有上万个介绍单片机技术的网站，相关的专业杂志应有尽有，许多大中城市都设有单片机术应用培训班。据全国各大城市历次的专业人才需求信息表明，单片机开发、应用人才（特别是高技能型人才）一直供不应求。因此，培养单片机应用高技能人才具有良好的市场前景。
由于单片机实训室自建成以来，一直在使用一批购置于2005年的实验仪，从2008年开始，由于设备老化而导致的计算机损坏日益增多，维修已无法继续维持单片机实训室的正常运转。另外随着KEIL、PROTEUS、伟福6000等软件在教学中发挥的作用日益增强，单片机实验室现有的计算机性能已不能满足教学需求，还有原有试验箱损坏也很严重。因此整体建设单片机实训室是目前课程建设需要解决的紧迫性问题。
2 单片机实训室建设的必要性、可行性
2.1 单片机技术发展现状决定了单片机实训室建设的必要性
现代人类生活中所用的几乎每件有电子器件的产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电子产品中都含有单片机。汽车上一般配备40多片单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百片单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算机的总和，甚至比人类的数量还要多。
2.2 单片机人才的需求决定了单片机实训室建设的必要性
随着我国电子信息产业的高速发展，单片机因其集成度高、处理功能强、可靠性高、系统结构简单、价格低廉、易于使用等优点广泛用于航空、航天、工业、农业、能源、交通、通信等各个领域，就连人们日常生活中使用的各种家电产品、数码产品、电话、Caller ID、LCD、电子玩具等都用单片机来实现。在技术推广方面，目前仅在国内已有上万个介绍单片机技术的网站，相关的专业杂志应有尽有，许多大中城市都设有单片机术应用培训班。据全国各大城市历次的专业人才需求信息表明，单片机开发、应用人才（特别是高技能型人才）一直供不应求。因此，培养单片机应用高技能人才具有良好的市场前景。
2.3 单片机实训室建设的可行性
陕西国防工业职业技术学院是一所由陕西省人民政府举办的全日制普通高校。1958年建校以来，学院立足陕西，面向国防，为国家航空、航天、兵器、船舶、核工业、军工电子等军工企事业单位和机电、电子、化工、能源、建筑、计算机信息、经贸等行业培养了大批高素质高技能人才。学院为“国家示范性高等职业院校建设计划”骨干高职院校首批立项建设单位、国家国防科技工业高职教育实训基地、中央财政支持建设实训基地、全国数控技术人才培训基地、全国紧缺人才培训基地、教育部高职高专人才培养工作水平评估优秀院校、陕西省首批示范性高职院校、陕西省高等职业教育先进院校等，从本学院发展角度为单片机实训室的建设提供了社会可行性。
目前，陕西国防学院已在国家示范建设中投资20万扩建单片机实训室，从经济上也保证了嵌入式系统实训室建设的可行性。
另外，从企业资源方面，有单片机实训操作提供商上海上溢教学仪器有限公司、湖北众友有限公司和周立功公司西安办事处等提供的大量技术支持，为单片机实训室建设保障了技术上的可行性。
3 单片机实训室建设的特色
3.1 开发系统的优势
陕西国防学院单片机实训室主要采用SYJDP-01单片机开发应用技术实验系统，该系统主要针对《单片机原理及应用》课程教学精心设计。平台采用ATEML89C51芯片，包括软件项目（存储器块清零、二进制BCD码转换、二进制ASCII码转换、程序跳转表、内存移动块、数据排序）、硬件基础项目（PWM转换电压实验、8253定时器实验、ADC0809模数转换实验、DAC0832数模转换，EEPROM外部程序存储器实验、IC卡读写实验、USB接口通讯实验等五十个项目）。
SYJDP-01单片机开发应用技术实验系统包含了多个单片机软件项目和软件硬件结合项目与教学、研究、开发密切相关的功能模块，非常有利于各相关专业教学中的教学课程实践，并起到对学生学习过程“以点带面”，多领域知识融会贯通的效果，有助于学生综合学习、应用能力的提高。该单片机教学实训系统特色如下：
（1）电源输入：工作电压220V± 5%（50Hz），输入时指示灯亮。
（2）电源输出：有保险丝和漏电保护开关二级保护功能。输出单相交流220V工作 电压有高精度电压表电流表指示。
（3）功率输出函数发生器。
（4）高精度外测电压表一只，量程直流100V。
3.2 一体化教学的场所
顺应课程改革的需要，将以往单片机理论加实践的教学改为理实一体化的教学模式，完全将单片机课程的教学放置于实验室中，教师边讲，学生边练，实习“教学做”一体化的模式。在学习的过程中学生不仅仅掌握理论知识，更重要的是通过亲自动手操作，完成具体的单片机系统实物开发与制作，提高了学生的综合能力，增进了学生之间的联系。
随着科学技术的发展，单片机技术广泛应用于工业、农业、家庭生活等领域，因而《单片机应用技术》这门课程在高职高专相关专业教学中越来越重要。单片机技术涉及的知识面广、理论性强、更新快、实操性要求高，而高职学生基础较薄弱。为了更好地把这门课程教好，要整合教学内容和考核方式，减轻学生的学习负担，纠正学生的学习态度，以提高学生的综合能力，做到情景学习、任务学习，最后能学以致用，零距离上岗。
2.教学内容的整合
传统的教学都是按知识系统的组成原理，逐步介绍单片机的硬件组成及内部结构、指令系统、软件编程、定时/计数及中断、硬件外部接口及扩展、综合应用、按部就班地进行讲解，课程内容涉及模拟电子技术、数字电子技术、微机原理、C语言或汇编语言、PROTEUS仿真软件和KEIL软件。在课程总实训过程中进行作品制作时还与电子装配工艺这些课程有关，高职高专的学生根本没有较深入地学完上述课程，基础较差，理论知识的讲解根本无法让学生理解和领会。为了提高学生的学习积极性，在教学过程中，尽量把知识要点与内容穿插好，应用到各个情景中来，通过一个一个的情景设计以达到学以致用的目的。运用单片机典型实用的例子，学生理解了单片机是如何应用的，并掌握了相关的知识点。情景设计是单片机知识整合的重要手段，要把知识要点都应用到各个情景中来，又要确保情景内容不要重复和情景场面不能太多。在情景教学中，以资讯――计划――决策――实施――检查――评估为主线，具体设计内容如下：
情景内容设计――知识准备――学习设想――项目方案设计――制作过程――过程中的学习状态和反馈――总结和提高。
信号灯控制系统的设计与制作――单片机硬件系统――单片机结构、引脚功能认识――8个发光二极管依次点亮――分组，器材的准备和认识――知识型习题和技能型习题的检查――知识总结与实训报告填写
音调发声器系统的设计与制作――单片机开发系统的组成及原理，音调发声器原理――开发系统的开发过程――用开发系统设计音调发声电路――独立完成发声器电路的连接，完成源程序的输入、调试与运行――填写综合检查表，*.HEX文件是否生成――KEIL软件的使用
交通灯控制系统的设计与制作――程序结构――根据要求选择合适的程序结构――交通灯指示，LED显示――流程框图的编写――交通灯的显示――软硬件联机调试
秒表的设计与制作――定时/计数及中断――综合定时/计数及中断的应用程序――标准频率（1HZ）进行计数、多功能易修改的秒表――产品的制作过程――整个仿真过程的操作演练――程序的烧录，整机的联调
智能小车的设计与制作――LED、键盘及接口、A/D、D/A扩展――LED显示数字和键控程序实现――遥控，传感器，智能控制，数码管显示――遥控、启停智能小车的设计――智能小车作品的演示――故障的检测与排除
3.考核方式的改革
过去，理论考核和实训考核之比为1∶1，由于单片机的实践教学要求很高，因此学生考核方式大胆进行改革，减小笔试考试成绩所占比重，将评定方式改为“平时成绩20% +项目成绩70% + 卷面成绩10%”，平时成绩以平时作业和到课率为主，卷面成绩以理论考核（期中、期末考试）成绩为主，项目成绩包括实验和实训环节。实验考核主要包括基本操作技能、实训纪律和表现、实训报告及总结、作品的工艺和演示结果。实训方面要求学生在期末之前完成几项由教师事前制定的训练项目，这些项目要求学生自主完成，教师不参与指导，在实训过程中，要填写综合检查表，综合检查表中要考虑学生在实验实训中的文件建立及命名、硬件作图、硬件连接、软件流程图设计、程序编写、程序下载、联机调试等整个开发过程中每一环节的检查，并要求学生简要描述本项目的整个工作过程;实训完成时，教学团队填写项目评估表，项目评估表中要依据计划――决策――实施――检查――评估过程中细节评分再进行项目评分，最后依照每个项目成绩评定每期综合评定实训成绩。到期末，教师根据实验实训来进行项目成绩评定。
关键词：单片机；课程；教学改革；探讨
单片机控制技术及应用课程专业性强，学习难度大，不少高校学生由于刚接触单片机，无法透彻的理解课程中的相关概念，感觉学习难度比较大。不仅挫伤其学习单片机的兴趣，而且影响其综合素质的提高，因此，怎样通过教学改革，提高课程教学效率与质量一直是高校关注热点。为此，笔者结合实际，对单片机教学谈谈自己的看法。
1 重视课堂教学，改革教学方法
课堂是学生学习单片机技术的重要场所，因此高校教师应重视课堂，充分利用课堂，在课堂上实现教学方法的改革，以提高课堂教学效率，激发学生学习单片机技术的热情。
首先，帮助学生认清课程重要性。教师在课堂上应以当今社会为背景，为学生讲解单片机控制技术及应用课程的重要性，将该课程列为专业人才培养的重点课程。同时，为学生讲解单片机技术在不同领域中的应用，使学生充分认识到学有所用，从而更加主动的参与到单片机学习活动中；其次，利用CAI课间，激发学生学习兴趣。单片机课程不仅抽象，而且注重实践性，很多学生刚接触对程序执行、时序、存储器等相关概念比较陌生，理解难度较大，因此，为提高学生的学习兴趣，教师应结合单片机教学目标，注重CAI课间的开发，利用先进的教学手段，将抽象的概念具体化与直观化，降低学生学习难度，以加深对相关概念的理解与掌握；最后，借助模拟软件，增强编程技能。单片机工作需要一定的程序支撑，但教学过程中不少教师发现，学生在编程方面知识比较薄弱。因此，为增加学生的编程能力，教师可借助模拟软件要求学生进行编程的练习，以提高学生的编程能力。
2 重视操作实训，合理设计课程
学生要想灵活运用单片机知识，提高有关单片机的各项技能，需要从实训中获得经验，因此，教师应根据教学目标及内容，安排合适节数的操作实训。在实训过程中要求学生根据所学的电机、电子技术以及电路知识，查询相关资料，根据自己的理解完成方案的设计。同时，还应注重课程设计的合理性。注重理论知识讲解与实训相结合，使学生在实训过程中加深对理论知识的理解与掌握。尤其在实训过程中对于学生理解难度较大的知识，教师给予针对性指导，例如在电路硬件设计时教师可指导学生选择合适的元件。另外，在实训过程中教师应注重灵活应用多种教学方法。例如项目教学法、案例教学法等，这些方法经证实取得的教学效果非常明显，因此，教师应结合实训内容加以利用。
3 改革考试方法，全面考核技能
高校应结合单片机课程特点对考试方法进行适当改革，实现对学生的全面考核。首先，考试过程中为提升学生的综合能力，应多设置一些涉及知识面广、灵活性大题目，将重点放在考查学生的综合分析问题及解决实际问题的能力上；其次，在考试方法上应适当进行改革。例如，可采取实验操作、课堂提问以及开卷笔试相结合的方法进行测试，使学生重视日常单片机课程的学习；最后，在考试分数的评定上，应将学生的平时表现，期中、期末考试按照一定的比例进行计算，如此才能确保学生掌握单片机知识考核的全面性。实践证明采用不同考核分数按照一定的比例组成最终的成绩，实现对学生进行最终的评定，能够真实的考查出学生的实际水平，为此教师应注重上述方法的利用，并合理设置不同阶段学生分数，在总分数的所占比例，确保分数的公平性、合理性。
4 拓宽学生知识面，注重创新能力培养
当前科技发展迅速，单片机种类层出不穷，而且无论性能还是功能较之前都有较大提升。因此，高校教师在讲解单片机课程时应注重学生知识面的拓宽，尤其应注重将单片机新知识、新技术融入到课堂之中，使学生了解单片机的发展趋势，激发其内心的学习欲望。同时，教师还应鼓励学生在学习单片机基础知识的同时，利用互联网学习有关单片机的专业知识，以不断丰富学生知识面，帮助学生构建完善的知识体系。另外，为满足社会发展要求，教师应注重学生创新能力的培养。例如，成立专门的学习兴趣小组，定期举办研讨活动，鼓励学生针对单片机操作敢于提出新的看法、新的解决思路等，并给予充分的肯定。当然教师还应推荐学生参加省、市举办的电子制作、大学生科技创新等活动，使学生将所学知识与实践充分结合，锻炼学生的思维能力、观察能力以及动手能力，将其培养成真正的创新型人才。
5 总结
单片机控制技术及应用课程是高校的重点课程，为切实改善以往教学的弊端，高校教师应立足实际，分析传统教学法存在的问题，在此基础之上积极探索新的教学方法，尤其应重视教学的改革，充分利用高校教学资源优势，在激发学生学习单片机知识兴趣的同时，培养更所适合当今社会发展的高素质人才，进一步推动我国单片机的发展与进步。
参考文献：
关键词：单片机教学；项目教学法；终身学习
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）28-0137-01
1 引言
单片机技术及应用课程是一门理论性、实践性、实用性和应用性均很强的课程，无论是“教”还是“学”，均要求理论与实践的高度统一。单片机技术及应用渗透到我们生活的各个领域，它是高职院校电子信息类专业核心课程，学习单片机并掌握其设计应用技术已经成为电子信息类学生必须掌握的一门专业技能。
然而，仍存在单片机技术及应用课程以教师中心，教材中心，满堂灌的课堂教学方式，学生被动接受知识点，没有主动去思考问题，因而，不能激发起学生的学习兴趣。因此，改变传统的单片机技术及应用教学模式和内容，以学生发展为中心，以实践为中心，促进学生自主学习，团队学习等方式来调动学生学习兴趣和提高学生产品设计实践能力是目前单片机教学改革探索急需的任务。
2 课程教学改革思路
单片机技术及应用是一门面向应用的、具有很强的实践性与综合性的课程。近年来，我校对该单片机技术及应用课程进行了一些改革，采用了以任务为导向，项目式驱动等教学方法，对单片机课程内容设计、教学方法和课程考核评价等方面进行课程建设，均在不同程度上提高了教学质量，激发学生学习单片机的兴趣和专业综合素质的提高。本人结合近几年单片机教学情况，总结多年单片机课程的教学经验，对单片机教学改革实践进行了相应的探讨。
1）整合课程，优化教学大纲
通过走访企业，课题组教师对单片机教学大纲进行改革，优化教学大纲。同时为了践行“理论够用、强化技能”的高职教育需求，经课题组研究，把“C语言程序设计”课程和“单片机原理及应用”合并为“C语言及单片机技术及应用技术”一门课程。 整合后适当增加课程课时数特别是实践课时数，总课时由原来50课时，增加到85课时，实践课课时数约占总课时数的50%，促进培养学生实践动手能力，强化知识应用能力提升和职业岗位能力培养。
2）将单片机理论教学和实践教学有机地融合在一起，按项目案例组织教学内容
按项目化的方式组织教学内容，教学中力求学生掌握单片机技术的基本知识点和基本理论后，通过有针对性的实践项目训练使学生理解理论知识，使学生具备一定的硬件电路设计能力、单片机软件编程能力、系统调试应用能力等。
课题组教师对单片机教学过程的探讨后，对传统的教学方式作了一定的调整，按项目化的方式组织教学内容，始终以项目案例为主贯穿整个教学过程。每个项目案例都从具体问题出发，培养学生分析和思考问题的能力。例如以“定时计数器”为例，给学生提出“数字电子时钟”项目任务，根据前面所学知识和老师指导，让学生利用仿真软件Proteus进行数字电子时钟原理图电路设计，培养学生电路设计能力。根据电子时钟功能要求，确定软件编程方案，并用KEILC软件进行单片机程序设计，培养学生单片机软件编程能力。学习KEILC和Proteus联调，培养学生系统调试应用能力。单片机软件仿真界面，让学生直观感受到“数字电子时钟”电路功能的逻辑控制，进而加深学生课堂学习效果，明确自己所学的知识可以应用在哪些地方，从而达到真正的有效教学。
通过单片机软件仿真界面与项目案例的教学方法结合，可以激发学生学习单片机的兴趣，教学中“做中学”、“学中做”、 “做中教”，实现师生间教与学的有效互动，使学生掌握简单的单片机产品设计与制作、软件程序设计，系统调试等实践技能。
3）考核方式改革，注重过程考核
考试是衡量学生学习成效的一种重要形式，传统的考核方式主要是试卷考试，试卷考试虽然可以考查学生理论知识的掌握程度，但无法考核学生的实践技能，考核方式单一，评价方式片面。因此建立考核教学内容与技能培养相适应的课程评价模式是十分有必要的，注重过程考核。期末成绩评定可由这三部分组成：（1）平时成绩占总评成绩的25%，即平时作业、考勤、课堂纪律、课堂表现等，并把每次评价结果由任课老师及时告知学生，以促进学生自主学习。（2）平时项目任务完成情况，注重技能考核占总评成绩的50%。（3）期末试卷考核，理论教学内容考核占总评成绩的25%。这种综合考核评价体系避免了由一张期末考试卷来考核评价学生课程成绩的弊端，以能力和技能考核为主，去除考查学生背书能力的考核方式，将功夫用在平时，而不是期末考突击，死记硬背。 总之考核方式改革，力争对学生的知识、技能、素质等方面进行全面考核，综合评价更具合理性。
4）创建学习型课堂，培养学生终身学习能力
在单片机技术及应用课程教学中，有两周的单片机实训教学安排。以应用能力培养的实践教学有利于训练学生综合应用单片机技术知识，实训任务均将相关知识和实践过程有机结合，力求创建学习型课堂教学理念。
以数字电压表设计为例，（1）根据课题要求，老师布置项目任务，引导和指导学生完成数字电压表设计任务。（2）学生分组学习，确定组长，自我摸索完成设计任务。（3）小组成员讨论，确定设计方案。（4）各组完成作品。以电路设计、电路连接、编写程序和系统调试等流程，让学生完整地完成项目设计，强化知识应用能力培养和团队合作能力的培养。（5）小组成员提交设计报告。（6）老师总结，分享设计成果。在整个实训周教学过程中，以学生为中心，老师引导和指导学生完成项目任务，给学生一些建议，让他们有项目任务设计的方向。根据老师引导和指导，小组同学收集、消化相关资料，进行理论和实训相结合的学习活动，完成设计作品并提交总结报告等。整个过程力求培养学生的自主学习能力，团队合作的能力，培养学生终身学习的能力。通过小组间讨论分享自己的学习过程，通过小组间提问解答同学的疑问，培养学生自主互动的教学思想。最后老师对同学们的学习内容汇总，对每个小组的存在的问题纠错，学习内容总结等，最终达到学习相关知识点的目的。整个教学过程一切都要围绕学生的发展展开，体现以学生为中心，以实践为中心，不断促进学生自主学习、终身学习的教学思想。
[关键词] 项目驱动 单片机教学 课程改革
《单片机应用技术》是电子、电气类专业学生必修的专业技术核心课程,也是学生较难掌握的课程。通过多年的教学改革实践,我们开发了单片机教学实训板,并以此作为实施项目式教学的载体,收到良好的教学效果。
一、开发单片机教学实训板作为项目式教学载体
为帮助单片机学习者创造一个廉价、实用的硬件环境,我们专门设计了单片机教学实训板(图1),利用该板可以完成大量的单片机学习、开发实验,对学生学习单片机有极大的帮助。由于该板采用了在线可编程的AT89S51单片机,因此,该板还具有单片机程序下载功能,在下载软件的作用下,可将编辑、编译、调试好的单片机代码下载到AT89S51单片机中。下载完成以后,实验板即可脱机工作。学习者只需有一台电脑就可学习单片机,而无需自备价格较高的仿真器与编程器。
图1 单片机教学实训板
二、以单片机实训板为载体,构建项目式教学学习情境
项目教学就是师生为完成某一具体的工作任务而展开的教学行动。将某门专业课程分为若干知识(技能)单元,每个单元作为一个教学项目,实行理论、实践一体化的单元式教学,每个单元教学以完成一个作业来结束,并进行下一个项目的教学。实施项目式教学,学习情境的构建很关键。
学习情境是教师在典型工作任务的基础上,由教师设计用于学习的“情形”和“环境”,是对典型工作任务进行“教学化”处理的结果,通常用学习任务来表示的主题教学单元。
本课程是以工作过程为导向,以典型任务为基点,综合理论知识、操作技能和职业素质为一体的思路设计的。根据专业能力目标、方法能力目标、社会能力目标,将课程划分成相对独立,整体由简单到复杂的学习情境,见下表:
学习情境的设计既具有真实性,又具有先进性。为了使教学内容更符合工作实际,各学习项目的设计、元器件的选用、电路的焊接、及软件编程都尽可能符合企业产品的生产标准;教学以89S51、89S52为主讲机型,该机型与89C51、89C52相比,具有可在线编程功能,并内置看门狗电路,是比较实用的51系列单片机;教学内容跟踪单片机技术的发展,如引入串行技术,采用I2C总线接口技术的时钟芯片PCF8563、采用单总线(1-wirebus)技术的数字温度传感器DS18B20等。教学中删去了以往以并行接口方式为主的单片机扩展技术,及传统的A/D芯片0809等的介绍。
为避免进行单独的枯燥指令与编程教学,采取体验性学习方式,融理论教学于实践教学及实际工作体验中融编程与指令教学于实训项目中,学生用到哪,学到哪,会用即可,不过于追究指令与程序的原理。
三、学做一体,实施行动导向教学模式
行动导向教学强调不再把教师掌握的现成知识技能专递给学生作为追求的目标,或者说不是简单地让学生按照教师的安排和讲授去得到一个结果,而是在教师的指导下,学生去寻找得到这个结果的途径,最终得到这个结果,并进行展示和自我评价。通过完成任务的行动过程,实现专业能力、关键能力(方法能力―学会学习、社会能力―学会生存、学会交往)的有效培养。下面以一个具体学习情境设计对教学过程作以说明。
教学中充分发挥教与学的积极性,由若干问题启动课堂教学,经过启发式的推衍,最后归纳总结,引导学生循问题而思考,提高对知识的领悟力,加强对关键内容的理解;适当加强师生互动环节,活跃课堂气氛,促进学生自主思考提出问题,解答问题,激发学生潜能。
在学习考核中,既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、音乐编程中,鼓励学生大胆想象,充分发挥自主创新意识,根据每人完成的复杂程度及创新程度给以成绩鼓励,取消了期末笔试,以平时大作业成绩及期末综合设计作为课程考核总成绩。
按照这种教学模式,学生仅利用课内时间学习是远远不够的。具体的实践操作内容要求学生在课外时间完成,这也相当于改变了传统的课外作业形式与内容。教师在课外时间为学生辅导,同时开放单片机实训室,并由学生自行管理,为学生提供充分的学习条件。通过举办电子设计大赛,进一步提高了学生的创新意识与团结协作精神及独立工作能力。
四、以单片机教学为核心,合理整合相关课程,提高教学效率
1.与《PROTEL99印制板电路设计》课程教学有机结合
《PROTEL99印制板电路设计》是高职电子专业必开的技能课。通常是单独开设该课,需要较多学时,但由于教学针对性不强,学生学习效果并不好。现将该课作为单片机课程教学的一个实践项目,要求学生在两周时间内以实训的方式完成单片机实训板的电路图绘制及制板工作。教学目的明确,针对生强,学生既掌握了PROTEL制板技能,又进一步掌握了单片机实训板的硬件电路设计原理,对单片机教学起到了良好的辅助作用。
2.与《传感器技术》课程相融合
《传感器技术》也是高职电类专业学生应该掌握的内容。但在以往教学中教师过多讲授传感器原理知识,而对具体应用技术讲授很少,主要是缺乏实践载体。现在可以单片机实训板为载体,利用各种传感元件设计不同的项目,既讲授了传感器知识,又进一步巩固了学生单片机应用能力,相得益彰。
参考文献:
[1]马彪.单片机应用技术[M].上海:同济大学出版社,2009,5.
关键词关键词：单片机；煤矿安全监控系统；课程改革
中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号文章编号：16727800（2013）008016502
基金项目基金项目：湖南省教育厅科研项目（12C0986）
作者简介作者简介：夏旭（1980-），女，硕士，湖南安全技术职业学院讲师，研究方向为无线传感器网络。
1 单片机应用技术课程改革思路
通过对湘煤集团各厂矿企业和周边地区相关企业进行调研，所有的企业均已根据国家相关部门要求安装有煤矿安全监控系统，而这些系统均利用了单片机技术。因此，可以以煤矿安全监控系统为载体，对单片机应用技术的课程教学内容、教学模式、教学方法以及考核方式进行改革，围绕煤矿安全监控系统中的瓦斯传感器和分站等组成要素，利用单片机对数据进行处理、转换以及超限报警断电应用，将传统的单片机应用技术课程改革为8个学习任务，分别是：①煤矿安全监控系统中单片机的结构；②单片机应用系统开发过程；③煤矿安全监控系统参数输入设置；④煤矿安全监控系统数据显示；⑤瓦斯报警器超限断电实现；⑥井下分站存储器扩展；⑦煤矿安全监控系统A/D转换电路；⑧煤矿安全监控系统故障处理及维护。
2 教学内容组织和安排
在教学内容的组织和安排上，以学生为主体，同时兼顾“教”和“学”两个方面。在“教”的方面，以单片机在煤矿安全监控系统中的应用为载体，以培养学生的职业能力和素养为目标，模拟企业中相应岗位的工作流程，在培养学生学习兴趣的同时，让学生切身感受到所学单片机课程在实际工作中的重要性。在“学”的方面，由于目前并没有以煤矿安全监控系统为基础的单片机应用课程的教材，因此，我们可以设计《学习指南》，该指南根据任务的要求，对每一个任务进行了学习指导，具体包括了任务布置、知识准备以及学习测试3个部分，其中，任务布置是对各任务进行了具体介绍和要求，要求学生在课前进行自学，使学生明确学习目的和任务；知识准备是对每一个任务所需的相关知识的整理，采用问题导入的方法，由易到难、由浅到深地对知识进行梳理；学习测试则是用来评价学生的学习效果，通常在各任务学习结束之后使用，教师可以根据学习测试的结果有针对性地调整教学进度，对学生集中出现的疑难问题重点进行讲解。
3 教学模式改革
根据知识转化的客观规律，在对学生学情进行分析的基础上，提出采用“三段式”教学模式，有利于提高学生的学习兴趣，变被动参与为主动学习。“三段式”教学模式是指将学习的过程划分为3个阶段：团队构建阶段、核心教学阶段和任务考核阶段，以下分别进行说明。
（1）团队构建阶段。团队构建是指组建两大团队，分别是教学团队和学生团队。在教学团队的组成上进行优化，引入企业的技术骨干，构成由专业教师和企业骨干组成的教学团队，学生则可以组建学生团队，每个团队设队长1名，共包括3～5名学生。
（2）核心教学阶段。核心教学是指将课程的教学分为三个进阶，分别是“获取任务、知识准备”阶段、“完成任务、理论转化”阶段和“任务总结、展示成果”阶段，它们的含义分别是：“获取任务、知识准备”阶段是在校内的煤矿安全监控系统实训室和单片机实训室实施，主要就是让学生先体验单片机在煤矿安全监控系统中的作用，然后布置相应的任务，由学生根据《学习指南》进行知识准备；“完成任务、理论转化”是在校外实训基地的企业煤矿瓦斯监控中心和监控设备维修点实施，主要就是在前一阶段的基础上，完成老师布置的任务，促进理论知识的转化；“任务总结、展示成果”阶段则是回到校内的实训室进行，根据前面两个阶段的收获进行资料整理、总结，并对完成的作品进行展示。
（3）任务考核阶段。该阶段是根据学生对知识的掌握情况进行考核，考核的对象不仅仅是学生本人，还包括整个学生团队，同时，团队之间还可以进行互评，这样做的好处是培养团队协作精神，增加团队凝聚力，有效地督促学生更好地掌握各知识点。
整个教学模式的设计过程可以用图1表示。
图1 教学模式设计
4 教学方法改革
为了提高教学效果，体现基于工作过程的理念，课程以“技术应用”为重点，采用“教、学、做合一”的教学方法，将教学的地点由传统的课堂搬到校内的煤矿安全监控系统实训室，单片机实训室以及校外实训基地的企业煤矿瓦斯监控中心。同时，为了培养学生的团队协作精神，让学生自由组合形成项目组的形式，对《学习指南》中的各任务进行讨论、分析，教师则主要承担任务演示和任务答疑工作，让学生真正成为学习主体。以任务“瓦斯报警器的实现”为例，在实训室让学生认识瓦斯报警器的构成、工作原理和使用方法，在企业的煤矿瓦斯监控中心，让学生以工作人员的角色参与实际工作，采用师傅带徒弟的方式，通过企业员工在工作过程中对学生进行引导和启发，培养学生的实际动手能力，同时，通过教师的讲解和答疑，达到理论联系实践的效果。由于采用项目组的形式，学生为完成各项任务，需要分工协作，将现场整理的资料以及各成员所见所闻进行归纳和汇总，最后形成总结性的文字，并要求以幻灯片的形式进行成果展示，回答教师提问，这样既锻炼了学生的归纳总结能力、语言表达能力，同时也进一步培养了学生的团队协作精神。
5 考核方式改革
教学方法改革必然需要考核方式进行相应改革。为了体现对学生能力的考核，应该改变以往传统的以笔试来定考核成绩的方法。为此，我们采取过程化考核和期末考核相结合的方法，在过程化考核中又细分为校内考核和校
外考核，在考核的评定方法中，采用多元的方法进行综合评定，以保证考核的公平公正，具体的考核方法说明如下：
（1）过程考核。过程考核是该课程考核的重点，为了和教学方法适应，可以包含4项评价内容，分别是学生自评、团队互评、教师评学生、教师评团队，而这4项内容又可以细分为校内考核占40%、校外考核占40%、成果展示占20%、过程考核共占总成绩的70%，具体如表1所示。
（2）期末考核。是指期末考试的成绩占总成绩的30%。通过以上两个部分可以得到学生最后的综合成绩，其计算方法可以表示为：
综合成绩=学生自评+团队互评+教师评学生+教师评团队[]8×70%+期末考核×30%
6 结语
根据单片机在煤矿安全监控系统中的应用进行教学改革，可以更好地依托学院的行业背景，获得更多的实训资源，提高教学效果，同时，也可以为相关工矿企业提供人才储备，为服务安全生产做贡献。通过对毕业生所在的工作单位进行回访，可以发现以煤矿安全监控系统为基础对单片机应用课程进行改革后，学生对单片机的应用能力更强，职业素养和能力得到了提高。
参考文献参考文献：
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[2] 马晓颖.浅析单片机在煤矿电气自动化中的应用[J].科技资讯，2011（7）.
[3] 董力.高职任务驱动式教学改革实践初探[J].北京财贸职业学院学报，2008（2）.
[4] 刘国光.任务驱动法在单片机教学中的应用[J].中国职业技术教育，2005（10）.
单片机原理课程具备较强的实践性，对学生的理论知识和实际动手能力都有着较高的要求．在教学改革中，依托学校单片机基础实训基地和单片机应用实训基地提供的实训平台，充分调动学生学习的积极性，培养其实践动手能力和独立思考解决问题的能力，使学生能够在短时间内成为单片机领域基础理论丰富和动手实践能力强的应用型人才．
1.1课程教学的理念与思路单片机原理课程其理论性和实用性都很强，在课程设置上以行业和岗位需求为导向，以职业能力培养为目的．单片机原理课程中各学习项目的设计、元器件的选用、电路的焊接及软件编程都尽可能符合企业产品的生产标准．在教学理念上改变传统的以学科体系为基础的教学思路，整个课程完全以实训平台中的项目来制订教学内容，按典型工作过程划分实训项目，以任务和行动过程为导向，构建学习领域．教师可以把典型电路板引入课堂教学中，如单片机最小系统板、矩阵按键学习板、D/A转换学习板和LED显示学习板等．这样可以提高学生初次学习单片机的直观感，学生能够一目了然地看到每一个典型电路的组成．然后通过实验教学的与时俱进、实训基地的现场体验等行之有效的措施，可以较好地解决本专业学生在学习该课程过程中理论和实践脱节的矛盾．
1.2单片机原理教学内容组织安排为了使单片机原理课程的理论和实践教学获得双赢的教学效果，将单片机的教学内容重新进行整合和定位，灵活地设置课程的教学内容，将前沿的知识融入课堂，加大教学信息量．注重学生综合设计能力和应用技能的培养，将要讲授的内容以任务的形式提前布置给学生，每个任务可能是一个子课题的一部分，每个子课题可能是一个项目的一部分．这样就形成了自下向上的教学方法，学生作为任务完成的主体，以培养学生职业能力为中心，让学生在做中学，在学中做，在边学边做中养成独立分析问题和解决问题的能力，并将所学知识进一步巩固和升华．此外，2006年就完成了单片机实训平台的建设，结合“三大”教育理念和人才培养目标的定位，对单片机原理课程的教学计划也作了相应的调整，加强了实践环节的考核，即在每学期结束时分别安排1周、2周、3周的综合实验的设计任务．针对课程需要，采取阶梯式的方式设计若干个实际项目，学生依据自身的能力在设计学习项目时遵循由单一到综合，由简单到复杂，既能统筹兼顾，又能有的放矢的原则．通过一系列实训项目的训练，提高了学生的理论水平和动手实践能力．
1.3多种教学方法的运用在单片机原理课程的教学中，充分发挥单片机实训平台优势，结合课程特点和学生学习基础，以工作任务为中心，科学地设计教学内容．旨在让学生能真正地参与到课堂中，调动学生获取知识的主动性，做课堂真正意义的主角．在教学环节中，针对不同阶段，不同的教学内容，可以采用多种教学方法．一是“任务驱动型教学法”，即任课教师将整门课的教学内容划分为多个模块，每一模块由多个课题组成，每一课题由一个或多个任务组成，每一任务由任务目标、任务分析、相关知识和任务实施4个相互连贯的部分组成．在教师的指导下由全班或小组成员针对每一个任务提出各自的设计方案，各成员组相互学习，取长补短，最后由教师总结归纳的教学方法．二是“案例教学法”，即教师将真实的案例信息提供给学生并提出问题，组织学生以问题为中心展开讨论，教师加以引导启发．以学生为学习主体，让学生参与教学互动，培养学生分析和解决实际问题的能力．三是“培训式教学方法”，即以单片机培训班的培训模式为参考，以企业项目或电子设计大赛赛题为教学内容，以提高学生设计能力为主线，将理论与实践有机结合．由于采用了灵活多样的教学方法和手段，不仅提高了学生的学习兴趣，对学生个性化培养、团结协作精神的培育都奠定了一定的基础。
2依托实训基地进行课程教学改革
2.1教学改革与适应人才市场需求相结合高校的教学改革要紧跟人才市场变化形势，积极探索符合专业自身特点和企业需求的经典实训项目和内容．不断完善教学内容，更新教学方法，进行创造性教学，为社会培养具有积极性、独立性、创造性和合作型的人才．校企合作教育是一种值得推荐的人才培养模式，利用学校和企业不同的教育资源和教育环境，采用课堂教学与学生参加实际工作有机结合的方式来培养适合用人单位需要的应用型人才．如每年的“凌阳大学计划”就是一种很好的校企模式．学生通过在实训基地的学习培训锻炼，很快掌握企业要求的各项基本技能，实现了学生到学员的完美转变，凭借其专业基础可以很快适应企业的各项要求．
2.2教学改革与实训平台相结合利用实训平台，布置学生完成一串灯的亮灭控制，这个过程中学生能够更深刻理解指令是怎样转化成信号去控制电子产品的，从而能够更好地理解单片机软硬件协同工作的意义．学生完成这个实训后还可以进一步布置相应的课外实训题目，如各种彩灯的控制，十字路口的交通灯控制等．当学生学完LED数码管显示原理及显示方式后可以布置学生完成点亮一个LED数码管，用数码管的动态方式实现自己生日的显示，最后能够完成电子钟的设计．这样由浅入深，由表及里，使学生的思维得到更好的锻炼．通过实训平台的学习和实践，学生可以逐步学会矩阵键盘、定时器中断、液晶显示、串口通信、红外接收、A/D和D/A转换等单片机的实用单元电路设计，熟练掌握基本电路的硬件原理分析和软件设计．通过这种最简单实用的方法，带领学生走进单片机世界的大门，使学生在最短的时间内了解单片机的工作原理和设计过程，并学在其中、乐在其中．
2.3通过“项目制”实施一体化教学任课教师将学生分成若干个项目组，根据教学情境设计任务，课前将任务书和相关学习参考资料布置给学生，让学生提早了解课程的基础知识．进入情境教学环节，教师先将关键环节示范给学生，然后让学生独立实践，完成任务．教师通过启发、提问等形式，引导学生自主学习、分析和思考，学生在此互动中可以自由交流彼此的想法，取长补短，最后找到一个最佳的设计方案．这样就将理论教学很好地融入到实践教学之中．通过学生的讨论和总结，教师有针对性地进行点评和讲解，使学生掌握相关知识．通过单元测试，进一步巩固所学的知识与技能．综合考虑各环节中表现突出的学生，给予参加各类竞赛的机会．
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