“汽車(chē)電控單元與接口技術(shù)”的課程考核改革研究

張志勇+劉志強(qiáng)+杜榮華

摘 要 汽車(chē)電控單元與接口技術(shù)是將單片機(jī)原理與汽車(chē)電控系統(tǒng)相結(jié)合的一門(mén)專(zhuān)業(yè)課程，具有基礎(chǔ)加應(yīng)用，實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)。傳統(tǒng)的試卷筆試方式僅能對(duì)單片機(jī)原理、控制系統(tǒng)的基本概念、編程語(yǔ)言的掌握程度進(jìn)行考查，無(wú)法考查學(xué)生的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、程序調(diào)試等實(shí)踐能力。課程改革通過(guò)將課堂問(wèn)答、課后仿真實(shí)驗(yàn)、課堂實(shí)驗(yàn)、上機(jī)考試相結(jié)合，全面考查學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)的程度，以及設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞 汽車(chē)電控系統(tǒng) 單片機(jī) 課程考核 計(jì)算機(jī)仿真

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2015.12.012

Assessment Reform Research for the Course of Automotive

Electronic Control Unit and Interface Technology

ZHANG Zhiyong， LIU Zhiqiang， DU Ronghua

（College of Automobile and Mechanical Engineering， Changsha University

of Science and Technology， Changsha， Hu'nan 410114）

Abstract The course of automotive electronic control unit and interface technology is a specialized course which integrates the single chip microcomputer principle and the automotive electric control system. The traditional method of test paper method can only study the single chip microcomputer principle， the basic concept of the control system， the master degree of programming language， which cannot investigate the students for the control system designing， program debugging and other practical ability. Course assessment reform integrated with the classroom quiz， after-school simulation experiments， classroom experiments， the on-computer test together， which can comprehensively study of the degree of students knowledge， as well as the practical ability of the design and control system.

Key words Automotive electronic control system； single chip microcomputer； course assessment； computer simulation

0 前言

“汽車(chē)電控單元與接口技術(shù)”是車(chē)輛工程和汽車(chē)服務(wù)工程兩個(gè)專(zhuān)業(yè)本科生的專(zhuān)業(yè)核心課程，為學(xué)生將來(lái)從事汽車(chē)電子與控制技術(shù)工作提供理論基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟悉目前國(guó)內(nèi)外汽車(chē)電控系統(tǒng)發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)，掌握嵌入式控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和軟硬件設(shè)計(jì)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用嵌入式控制芯片、外圍電子元件設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)、人機(jī)接口界面的實(shí)踐能力。因此，在有限的課時(shí)中如何讓學(xué)生既掌握嵌入式控制系統(tǒng)的特點(diǎn)、工作原理、設(shè)計(jì)方法，同時(shí)還要使學(xué)生具備一定的實(shí)踐能力，如分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，是本課程教學(xué)過(guò)程中需要考慮的重點(diǎn)，而課程考核方式是促成以上目標(biāo)的重要手段。合適的課程考核方式不僅能引導(dǎo)學(xué)生如何去學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)也促進(jìn)教師在教學(xué)過(guò)程中結(jié)合先進(jìn)的教學(xué)方法和手段，更新教學(xué)內(nèi)容等。然而，現(xiàn)有的“汽車(chē)電控單元與接口技術(shù)”課程考核方法仍以傳統(tǒng)的考卷筆試為主，但這種筆試方式僅能對(duì)單片機(jī)原理、控制系統(tǒng)的基本概念、編程語(yǔ)言的掌握程度進(jìn)行考查，無(wú)法考查學(xué)生的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、程序調(diào)試等實(shí)踐能力。另外，現(xiàn)在的教學(xué)方法很大程度上仍繼承于普通專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)模式，即分別利用獨(dú)立章節(jié)教授獨(dú)立的內(nèi)容。顯而易見(jiàn)，這樣的教學(xué)方法不適應(yīng)內(nèi)容綜合性強(qiáng)，且存在多學(xué)科交叉的課程教學(xué)。

鑒于該課程考核方式和教學(xué)體系存在的問(wèn)題，本課程考核改革旨在探索汽車(chē)電子類(lèi)課程群考核的適用模式，以及汽車(chē)電控單元與接口技術(shù)課程形成性考試和期終考試的目標(biāo)、形式、題型和題量。通過(guò)本課考核的改革，指導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中理解把握課程的重點(diǎn)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力。同時(shí)，引導(dǎo)師生樹(shù)立緊貼生產(chǎn)實(shí)際的課程考核理念，明確課程考核目標(biāo)，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，積極主動(dòng)思考，積極培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手操作能力，提高學(xué)生素質(zhì)，進(jìn)一步推進(jìn)由傳統(tǒng)教學(xué)模式向應(yīng)用型創(chuàng)新汽車(chē)人才培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)變。

1 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)

本課程采用多媒體教室授課，基本知識(shí)介紹以講授為主，在進(jìn)行應(yīng)用實(shí)例編程時(shí)，采用小組討論的方式，各小組重點(diǎn)針對(duì)應(yīng)用實(shí)例實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)、手段、技術(shù)等討論，最終完成電路設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)并以電子文本的形式上交。對(duì)常用單片機(jī)類(lèi)型和操作系統(tǒng)、編程語(yǔ)言等發(fā)展趨勢(shì)等概述性內(nèi)容進(jìn)行講解時(shí)，對(duì)學(xué)生采用文獻(xiàn)綜述報(bào)告的形式進(jìn)行學(xué)習(xí)內(nèi)容的考核。鼓勵(lì)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源，查找和了解最新汽車(chē)電控單元的發(fā)展趨勢(shì)，最終通過(guò)獨(dú)立思考、總結(jié)形成綜述性論文。另外，本課程的作業(yè)根據(jù)不同題型的特點(diǎn)，采用網(wǎng)絡(luò)電子版作業(yè)與紙質(zhì)版作業(yè)相結(jié)合的方式。對(duì)于問(wèn)答、判斷等題型，采用網(wǎng)絡(luò)提交作業(yè)，對(duì)于計(jì)算題，則采用紙質(zhì)版形式上交作業(yè)。另外，在網(wǎng)絡(luò)課程的討論區(qū)積極發(fā)言與回復(fù)問(wèn)題，也作為課程考核的內(nèi)容之一。

本課程考核方式采用多種立體式考核方式，考核形式包括上課考勤、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力與實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況考核、網(wǎng)絡(luò)課程討論區(qū)發(fā)言、綜述性論文以及期終考試等五部分。上課情況與網(wǎng)絡(luò)課程討論區(qū)活躍度的考核成績(jī)占總成績(jī)的15%，實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力與實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況占總成績(jī)25%，綜述論文成績(jī)占總成績(jī)的10%，期終考試成績(jī)占總成績(jī)的30%，平時(shí)上課出勤率在90%以上方能參加期終考試。

2 形成性考核方式

為了全面考核學(xué)生的綜合素質(zhì)，采用的形成性考核內(nèi)容的設(shè)計(jì)遵循下列原則：（1）簡(jiǎn)便性原則?？己诵问胶?jiǎn)便，不拘泥于形式，可隨機(jī)提問(wèn)考核，可課堂做作業(yè)，便于老師掌握學(xué)生理解知識(shí)的程度；（2）針對(duì)性原則。考核內(nèi)容符合學(xué)生實(shí)際，緊密結(jié)合課程教學(xué)的實(shí)際需要，解決教學(xué)中的重點(diǎn)難點(diǎn)問(wèn)題；（3）靈活性原則。對(duì)考核內(nèi)容可適當(dāng)拓寬，引導(dǎo)學(xué)生閱讀與課程內(nèi)容和教學(xué)進(jìn)度相關(guān)的參考書(shū)，體現(xiàn)注重培養(yǎng)自學(xué)能力的特點(diǎn)。

形成性考核成績(jī)占考核總成績(jī)的40%，其中大作業(yè)共計(jì)安排4次，單次考核按20分制進(jìn)行評(píng)定，4次考核合計(jì)40分，24分及格，分別包括控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)或仿真實(shí)驗(yàn)。

（1）第一次形成性考核?？己藘?nèi)容：指令系統(tǒng)及匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)；考核形式：以指令系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳送指令運(yùn)用為基礎(chǔ)，分組假設(shè)數(shù)據(jù)傳送條件，掌握基本的數(shù)據(jù)傳送指令運(yùn)用方法；考核時(shí)期：完成相應(yīng)章節(jié)的教學(xué)任務(wù)后，在課堂外完成。

（2）第二次形成性考核。考核內(nèi)容：?jiǎn)纹瑱C(jī)I/O口功能運(yùn)用的Proteus仿真；考核形式：結(jié)合單片機(jī)I/O口的工作方式，選擇數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)方案，并給予說(shuō)明；考核時(shí)期：完成相應(yīng)章節(jié)的教學(xué)任務(wù)后，在課堂外完成。

（3）第三次形成性考核?？荚噧?nèi)容：?jiǎn)纹瑱C(jī)中斷系統(tǒng)的Proteus仿真；考試形式：完成相應(yīng)章節(jié)的教學(xué)任務(wù)后，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)中斷觸發(fā)方式和中斷響應(yīng)處理方案；考試時(shí)期：完成相應(yīng)章節(jié)的教學(xué)任務(wù)后，在課堂外完成。

（4）第四次形成性考核?？荚噧?nèi)容：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的Proteus仿真；考試形式：完成相應(yīng)章節(jié)的教學(xué)任務(wù)后，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用案例；考試時(shí)期：在課堂外完成。

其中形成性考核評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為：（1）8～10分：按時(shí)交作業(yè)，程序與電路設(shè)計(jì)正確，仿真結(jié)果正確，電路正確規(guī)范；（2）6～7分：按時(shí)交作業(yè)，程序與電路設(shè)計(jì)基本正確，仿真結(jié)果基本正確，電路基本規(guī)范；（3）3～5分：交作業(yè)滯后，程序與電路設(shè)計(jì)不夠全面，但仿真結(jié)果部分正確，電路設(shè)計(jì)無(wú)大錯(cuò)；（4）0～2分：嚴(yán)重拖交作業(yè)，程序與電路設(shè)計(jì)錯(cuò)誤較多，仿真結(jié)果不正確，電路設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。

3 教學(xué)內(nèi)容與方法改革

為了與課程考核方式相適應(yīng)，在教學(xué)內(nèi)容和方法也應(yīng)該做相應(yīng)的改革。（1）在教學(xué)內(nèi)容上，除了嚴(yán)格按照相關(guān)教學(xué)大綱的要求完成規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容之外，課程借鑒了國(guó)內(nèi)外同類(lèi)課程的內(nèi)容體系，選擇性地介紹國(guó)外內(nèi)關(guān)于嵌入式系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、先進(jìn)控制方法等方面的最新成果和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。（2）為了配合網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)教學(xué)和形成性考核，在課堂教學(xué)引入軟件仿真技術(shù)，可直觀地、實(shí)時(shí)地和可重復(fù)地將知識(shí)點(diǎn)形象化、具體化，同時(shí)還能與同學(xué)們進(jìn)行互動(dòng)，啟發(fā)同學(xué)們?nèi)ニ伎?。在網(wǎng)絡(luò)課程討論區(qū)里面，有針對(duì)性地提出啟發(fā)性的問(wèn)題；在網(wǎng)絡(luò)資源中上傳了很多經(jīng)典的單片機(jī)應(yīng)用實(shí)例仿真程序，引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)。（3）在課件中融入了各種視頻、圖片文件，充分利用網(wǎng)絡(luò)公開(kāi)課資源，演示單片機(jī)的各資源的工作原理，使教學(xué)不再空洞、枯燥，學(xué)生能利用資源對(duì)單片機(jī)原理有充分的認(rèn)識(shí)和了解，進(jìn)一步拓展了教學(xué)形式。

4 結(jié)論

本課程考核改革于2011-2012第二學(xué)年在車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)、汽車(chē)服務(wù)專(zhuān)業(yè)兩個(gè)教學(xué)班實(shí)施，授課學(xué)生人數(shù)為127人。通過(guò)本課程考核改革，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性明顯增強(qiáng)，表現(xiàn)在上課出勤率、課后提問(wèn)數(shù)量、試驗(yàn)完成率等指標(biāo)明顯提高。最后基于形成性考試方法，學(xué)生考試及格率達(dá)到100%，且成績(jī)分布服從正態(tài)分布，證明了該考核方法的有效性。

論文資助項(xiàng)目：湖南省普通高等學(xué)校教學(xué)改革研究項(xiàng)目（湘教通[2014]247號(hào)），學(xué)生能力導(dǎo)向的機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)工程訓(xùn)練改革與實(shí)踐，回歸工程實(shí)踐的機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)工程教育人才培養(yǎng)模式改革與實(shí)踐

參考文獻(xiàn)

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