職業(yè)院校《單片機實訓(xùn)》教學(xué)改革

(成都工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院(成都市技師學(xué)院)，四川 成都 610000)

一、引言

隨著我國電子信息產(chǎn)業(yè)和微控制技術(shù)的迅速發(fā)展，單片機的應(yīng)用已經(jīng)滲透到我們生活中的各個領(lǐng)域，如全自動智能洗衣機、智能IC卡，各種智能儀表、通訊裝置等，以至于對單片機人才的需求增大。同時我國的高等職業(yè)教育已逐步從高等教學(xué)政策的邊緣走向中心，并已占有我國高等教學(xué)的“半壁江山”，在現(xiàn)代社會發(fā)展中的作用日益突出。目前，單片機技術(shù)已成為高職院校電氣、電子、自動化等專業(yè)學(xué)生應(yīng)掌握的一項基本技能。

二、教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)的問題

傳統(tǒng)的單片機實訓(xùn)課程大多采用仿真軟件或單片機實驗箱平臺來實現(xiàn)，驗證性實驗比例高達(dá)80%，綜合設(shè)計性實驗極少。在proteus軟件里進行硬件電路的搭建，在keil軟件里進行程序的編寫與調(diào)試，然后將調(diào)試好的程序加載到proteus中單片機芯片里，進行仿真調(diào)試，觀察結(jié)果。或者按照指導(dǎo)書上的要求在實驗箱上做簡單的連線，將指導(dǎo)書上現(xiàn)成的程序編譯后下載到單片機運行觀察現(xiàn)象。這種實驗與實際的單片機開發(fā)在過程上有很大的差異，學(xué)生對硬件系統(tǒng)基本沒有了解，對軟件的編程、匯編、寫入單片機的整個過程沒有了解，然后到實際工作中遇到實際的開發(fā)項目時卻不知所措然，無從下手。這樣教出來的學(xué)生與高職院校的培養(yǎng)模式相悖，這種教學(xué)模式已經(jīng)不滿足當(dāng)前的教學(xué)需要。

三、單片機實訓(xùn)教學(xué)改革思路

傳統(tǒng)的單片機實踐課程以驗證性實驗為主，無法培養(yǎng)合格的應(yīng)用型人才，在教學(xué)過程中，筆者潛心研習(xí)，并反復(fù)實踐，總結(jié)出改革方案。

本次改革主要針對已經(jīng)有一定的單片機基礎(chǔ)的學(xué)生，通過本課程的學(xué)習(xí)，能綜合運用前面的知識和技能，完成本課程的學(xué)習(xí)任務(wù)，具有單片機應(yīng)用產(chǎn)品設(shè)計、分析、調(diào)試和制作能力。這樣可以將前面所學(xué)的知識進一步轉(zhuǎn)化為學(xué)生自己的經(jīng)驗，強化專業(yè)技能，為后續(xù)課程打下基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生的就業(yè)崗位能力和職業(yè)素養(yǎng)。

（一）總體思路

在進行課程教學(xué)改革時，我們以職業(yè)活動為導(dǎo)向，突出能力目標(biāo)，用項目任務(wù)數(shù)字時鐘的設(shè)計與制作作為載體，以學(xué)生為主體進行能力訓(xùn)練，并把職業(yè)核心能力滲透到課程中。

（二）實施過程

本次實訓(xùn)內(nèi)容包括：作品展示、分析控制要求、下達(dá)任務(wù)書、學(xué)生分組討論實施、硬件制作與檢測、程序編寫與編譯、軟件仿真與調(diào)試、硬件電路運行調(diào)試、成果展示與交流、項目評價與總結(jié)。通過這些過程讓同學(xué)們掌握簡單單片機系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計過程，具有單片機控制系統(tǒng)硬件設(shè)計、程序設(shè)計、調(diào)試與運行維護能力。

1.前期準(zhǔn)備

首先通過作品展示引起大家的興趣，然后通過控制要求分析，讓同學(xué)們了解到自己需要做什么，達(dá)到怎樣的效果，在這個過程中老師只提供數(shù)字時鐘最基本的要求，最后同學(xué)們根據(jù)任務(wù)書的要求進行分組討論，設(shè)計數(shù)字時鐘的擴展功能，并查閱資料，為后期的設(shè)計做準(zhǔn)備。

2.硬件制作與檢測

硬件電路的制作與檢測為本次課實訓(xùn)的重點，以往的實訓(xùn)課都強調(diào)軟件編程，硬件電路比較薄弱。首先，從最小系統(tǒng)開始，到數(shù)字時鐘的外部硬件電路圖，先在proteus軟件里進行硬件電路的搭建，為后期的程序調(diào)試做好準(zhǔn)備。其次進行電路原理圖繪制，列寫元器件清單，教師強調(diào)實際電路與仿真電路的區(qū)別，并根據(jù)元器件清單發(fā)放材料。再次為硬件電路板的制作，包括元器件識別、元器件布局、元器件的焊接工藝，由老師講解元器件識別、布局與焊接要求，同學(xué)們進行操作，教師指導(dǎo)與監(jiān)督。最后是硬件電路的檢測，在硬件電路制作好以后，為了防止虛焊、焊接錯誤，在聯(lián)機調(diào)試之前還需要對硬件電路進行檢測，讓同學(xué)們掌握檢測以及查找故障的方法。

3.軟件調(diào)試

程序編寫部分采用層層遞進的方式，分成三個部分：數(shù)碼管動態(tài)顯示、定時中斷計時、按鍵調(diào)時，然后再對三個部分進行整合，完成控制要求。而程序的調(diào)試都先在仿真軟件里進行，以減少聯(lián)機調(diào)試的故障。

4.聯(lián)機調(diào)試

程序在仿真軟件里調(diào)試沒問題后，再將程序燒寫到單片機進行軟硬件聯(lián)調(diào)，由于外部硬件與仿真的硬件存在區(qū)別，提醒更改程序。

5.作品展示與考核

分小組進行作品展示，學(xué)習(xí)其他組同學(xué)的設(shè)計理念，總結(jié)設(shè)計中的不足以及解決方法。而對學(xué)生的考核也由終結(jié)性考核變成了過程性考核，以能力考核為主，同時兼顧知識考核，提高了學(xué)生在整個課程學(xué)習(xí)中的主動性。

四、結(jié)論

本文針對職業(yè)院校單片機實訓(xùn)課程的現(xiàn)狀，設(shè)計項目和任務(wù)承載單片機課程內(nèi)容和職業(yè)活動內(nèi)容，課程教學(xué)改革實施符合先進的職業(yè)課程教育理念，在良好的實施機制配合下，能較好的進行專業(yè)職業(yè)能力培養(yǎng)。