時間：2022-06-16 14:05:45
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇單片機課程設計報告，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
隨著單片機技術的迅猛發展,單片機的應用領域也越來越廣泛,特別是工業自動化控制、通信、儀器儀表的智能化及我們日常生活中的各個領域都得到廣泛的應用。作為工科類專業的學生,怎樣學好《單片機原理》這門專業基礎課,作為教師,怎樣通過《單片機原理》課程的學習及《單片機課程設計》來培養在校大學生理論聯系實際、敢于動手、善于動手和獨立自主解決實際問題的實踐能力,一直是教育工作者探索的課題。由于這門課程自身的特點和教學目標,實踐動手能力的培養非常關鍵。在實際教學中,我們采用了《單片機課程設計》的教學模式, 激發學生的學習積極性,并對實驗內容進行教學改革,引導、鼓勵學生積極參加各類競賽,著力培養學生的實踐能力、科研能力及創新能力。
2、利用單片機課程特點,為學生創建一個實踐與創新的學習平臺
“單片機原理及應用”課程是一門技術性、應用性極強的學科。歷年來的全國大學生競賽試題（電子類）都幾乎會汲及到單片機技術的靈活運用。而實驗與課程設計又是一個極為重要的環節。我們將實驗課與課程設計有機地結合起來,首先做一定數量的驗證性實驗,讓學生充分掌握單片機的基本原理、指令系統、接口技術,使其具備初步的單片機硬件設計、軟件開發能力基礎上,才進行綜合性實驗,在綜合性、設計性實驗做得得心應手的時候,再進行課程設計。單片機課程設計是一個十分重要的環節,它包括單片機軟件設計、硬件設計,調試等實踐內容。通過這些環節的實踐、教學,可以充分調動學生的主觀能動性,實現知識向能力的轉化。這樣,學生通過實踐、實戰,一步步深入,當學生們將每個實驗內容完成、理解、吃透后,就會有能力提升到一個新的高度：獨立、高效、有創造性地去開發新的項目。這樣,就能很好地、充分地利用實驗課及課程設計為學生構造一個實踐與創新的學習平臺（如圖1）。同時又為他們將來參加各類競賽做了很好的鋪墊。
3、對實驗內容進行教學改革,提高開發效率,培養具有創新精神、適應能力強、實踐能力強的高素質人才
3.1 改用C語言作為開發單片機的主流語言
以前,我們進行實驗時主要是以匯編語言為主。因為匯編語言能直接操作計算機的硬件,學習匯編語言能幫助我們去了解單片機的硬件構造,當然同學們必須掌握匯編語言的基本方法。但采用匯編語言編寫單片機應用系統程序所花的時間長,且調試及排除錯誤亦比較困難。為提高編制計算機系統和應用程序的效率,適應社會競爭的需要,改善程序的可讀性和可移植性,我們在要求學生了解匯編語言的基礎上改用了高級語言編程,用C語言作為開發單片機的主流語言。要求學生用C語言來編寫目標系統軟件,這樣就會縮短開發周期,增加軟件的可讀性,便于改進和擴充,同時,亦方便學生將C語言編寫的程序很容易在不同類型的計算機之間移植。
3.2 采用Keil C51 Windows集成開發軟件及51MCU DEMO試驗板作開發平臺
我們采用了Keil C51 Windows集成開發軟件及51MCU DEMO試驗板作學生學習單片機技術的開發平臺。Keil C51是德國Keil公司開發的基于Windows平臺的單片機集成開發環境,可以講是目前世界上最優秀、最強大的51單片機開發應用平臺之一。它包含一個高效的編譯器、一個項目管理器和一個MAKE工具。它集編輯、編譯、仿真于一體,支持匯編、PL/M語言和C語言的程序設計,界面友好,易學、易用。特別是,它內嵌的仿真調試軟件可以讓學生采用模擬仿真和實時在線仿真兩種方式對目標系統進行開發,而且學生在軟件仿真時,不但可以隨時模擬單片機的I/O口、定時器、中斷之外,甚至還可以仿真單片機的串行通信。而51MCU DEMO試驗板功能強大、用途廣泛,它集與PC機通信的電平轉換電路驅動字符液晶及點陣圖形液晶接口、行列式鍵盤、音響實驗電路、中斷實驗電路、I2C總線、DIP開關、程序的ISP在線下載接口等于一體的51單片機開發板。學生除了能在其上進行一般的驗證性、綜合性實驗外,還可以學習開發、設計較高級的智能化、應用型實驗項目如：單片機與PC機的遠程交互通信、單片機在線編程控制等。
3.3 開好（重視）綜合性、設計性實驗,強調學生自己動手完成實驗的全過程
在確立了開發語言及實驗平臺搭建好后,強調學生必須認真對待每一個綜合性、設計性實驗。在選題時要求學生結合理論課及平時的資料收集,自己確定題目。自己分析、設計、自己動手編程、調試安裝,并最后完成一個單片機應用系統設計與實現。強調學生自己動手的目的是使學生在設計過程中,通過查閱資料、確定方案、軟硬件設計及調試和撰寫設計說明書等,從而對單片機應用系統的設計過程得到一次全面的實踐訓練,從而使學生獲得單片機應用系統開發的基本知識和基本技能,進一步強化學生的動手能力和應用能力的培養,為以后參加種類比賽及將來去設計和實現單片機應用系統打下良好基礎。
4、課程設計典型案例分析
4.1 課程設計目的
單片機技術是一門實踐性很強的專業基礎課程,要求通過理論教學和實驗、課程設計等實踐性教學環節,使學生能在理論的指導下,主要依靠實踐活動,設計出一個小型單片機應用系統。課程設計目的是使學生增進對單片機的感性認識,加深對單片機理論方面的理解,掌握單片機內部功能模塊的應用,如：定時器/計數器、中斷、片內外存貯器、I/O口等,熟悉單片機應用系統的軟硬件設計過程、方法及實現,為以后設計和實現單片機應用系統打下良好基礎。同時,樹立嚴謹的科學作風,培養學生綜合運用理論知識解決實際問題的能力。學生通過單片機軟硬件設計、調試、整理資料等環節,初步掌握工程設計方法和組織實踐的基本技能,逐步熟悉開展科學實踐的程序和方法。
4.2 課程設計要求
要求學生獨立完成課題設計,掌握單片機應用系統設計方法；完成系統的軟硬件設計及調試工作；在課程設計中要注重培養工程質量意識,并寫出課程設計報告；通過查閱手冊和有關文獻資料培養學生獨立分析和解決實際問題的能力；通過實際電路方案的分析比較、器件的選取、安裝、調試等環節,掌握單片機應用系統的分析方法和工程設計方法；掌握常用儀器設備實驗仿真開發系統的使用方法,學會實驗調試,提高動手能力；綜合應用課程中學到的理論知識去獨立完成一個設計任務；培養嚴肅認真的工作作風和嚴謹的科學態度。
4.3 單片機課程設計總學時安排
單片機課程設計總學時為18學時,安排學生每天用2學時進行課程設計,具體安排見（表1）同時還安排專門的老師作指導。包括對學生所選課題的深入分析,對實施方案的探討,對學生所擬定的總體設計方案進行認真研究、論證,以避免定稿后才發現方案上的疏忽,造成開發進程的延誤。
4．4 課程設計實例
4. 4. 1 實驗題目：單片機與PC機的通信實驗
系統開發環境： 采用MCS-51單片機軟件Kei C51及51MCU DEMO試驗板作開發主平臺；采用C語言作為開發單片機的主流語言
實驗所需器材：并口下載器、16×2字符液晶顯示模組、128×64點陣圖形液晶顯示模組、5V高穩壓電源、一臺PC機
實現方法探討： PC機發送一個字符給單片機,單片機收到后即在個位、十位數碼管上進行顯示,同時將其回發給單片機。要求：單片機收到PC機發來的信號后用串口中斷方式處理,而單片機回發給PC機時用查詢方式。
4. 4. 2 MCS-51單片機軟件Kei C51的開發過程
1）開發的全過程的過程,請見圖2。
2）單片機C源程序清單
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar code SEG7[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
uchar code ACT[4]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7};
/*************************************************************/
uchar code as[]=" Receving Data:\0";
uchar a=0x30,b;
//****************************************************
void init(void)
{
TMOD=0x20;
TH1=0xfd;
TL1=0xfd;
SCON=0x50;
TR1=1;
ES=1;
EA=1;
}
//************************
void delay(uint k)
{
uint data i,j;
for(i=0;i
{
for(j=0;j
}
//**************************************
void main(void)
{ uchar i;
init();
while(1)
{
P0=SEG7[(a-0x30)/10];
P2=ACT[1];
delay(1);
P0=SEG7[(a-0x30)%10];
P2=ACT[0];
delay(1);
if(RI)
{
RI=0;i=0;
while(as[i]!='\0'){SBUF=as[i];while(!TI);TI=0;i++;}
SBUF=b;while(!TI);TI=0;
EA=1;
}
}
}
//*****************************************
void serial_serve(void) interrupt 4 ;
{
a=SBUF;
b=a;
EA=0;
}
5、引導、鼓勵學生積極參加各類競賽培養學生科研、創新能力
學生通過理論與實踐結合,通過單片機課程設計后,已經掌握了一定的分析問題與解決實際問題的能力,在有了單片機課程設計的經驗和掌握了技術知識及具有了實際操作能力的的基礎上,老師再去有的放矢地引導、鼓勵學生積極參加各類競賽、全國“跳戰杯”、廣東省的軟件大賽等,通過競賽努力去培養學生的科研能力與創新能力。為學生們畢業后找工作打下良好的基礎。實踐證明：《單片機課程設計》做得好,參加過各種類競賽、參加過學校學生科研立項,廣東省大學生創新實驗立項、做過大量項目的學生,畢業后都能找到好工作,都會受到用人單位的熱烈歡迎,都會成為單位的重要的技術人才。
6． 結論
通過“單片機課程設計”,使學生初步掌握了單片機系統的設計方法,并使學生得到了對項目開發及應用方面的初步訓練。懂得了如何去開發一個項目：從總體方案的初步設計、編程、軟件硬件調試、編寫設計報告、系統使用說明書,到系統功能的最終實現的全過程。真正做到理論聯系實際,提高了學生的動手能力和分析問題與解決問題的能力及創新能力,體現了由理論知識的學習到理論知識的實際應用的過渡過程。實踐證明,經過這樣循序漸進的學習學生的動手能力、實踐能力及創新能力普遍得到極大地提高。
參考文獻：
［1］張志良.單片機原理與控制[M].北京：機電工業出版社,2002.
（吉林建筑大學，吉林 長春 130000）
【摘要】分析單片機課程設計在實踐教學中的重要性，設計一個目的明確、設計方案伸縮性強的單片機課程設計題目。在所設計的題目中，給出實驗原理、設計方案指導、教學模式強化等內容。實踐表明，所設計的課程設計題目可以提高學生學習興趣、增強學生的創新意識等。
關鍵詞 單片機；課程設計；探索
0 引言
單片機技術是電子信息專業的學生必須掌握的基本技術。在重視實踐環節、強調培養學生創新能力的今天，設計出一個好的單片機課程設計題目，對提高教學效果、培養學生興趣，在教學改革中具有一定的意義。好的課程設計題目，對培養應用型人才，培養學生發現問題、分析和解決問題的能力，樹立實踐觀念，提高學生綜合分析和創新能力具有重要意義。
單片機已經由8位技術，提升到32位技術，乃至64位技術，生產單片機的廠家也由當年Inter的一家獨大，到現在的百家爭鳴?，F在主要的單片機生產廠家有AVR、ST、Freescale、Microchip等，他們生產多應用領域的單片機，更有ARM內核的單片機，與之51內核的8位單片機比較，運算速度快、功能強大。同時，時代變遷，各個領域都可以用到單片機，如何選擇貼近生活而又全面反映單片機的功能應用，是我們設計一個號的單片機課程設計題目所要思考的。傳統單片機課程設計，要求學生在實驗室依據老師給的資料，完成部分設計，主要是把幾個較大的程序，改變幾個參數，觀察現象，學生無法知道程序如何書寫，更少有知道原理獨自寫出程序的學生。造成學生不知道單片機在實踐中是如何設計、如何編寫程序。為此，對課程設計從選題、設計軟件和硬件到調試出正確結果，都做了改革。設計一個實用性強的題目，既體現單片機課程自身特色，又很好培養學生對單片機的興趣，提高學生的應用技能，收到良好的教學效果。
1 單片機課程設計方案
單片機原理及應用課程的教學內容以實用性和應用技能培養為主線。教學中要理論與實踐相結合，并且要提高內容的趣味性。教學中，單片機課程設計是關鍵環節，單片機課程設計的效果對單片機學習效果具有決定性意義。
1.1 課程設計的目的
單片機課程設計教學環節的目的在于培養學生熟練掌握單片機系統的開發與設計能力，培養優秀的電子信息工程學科人才。具體地說，通過這一新的實踐教學的途徑，達到以下目標：鞏固和掌握單片機技術的基本原理，在此基礎上培養學生的綜合設計能力；培養、訓練理工科學生的創新應用能力，使學生通過這一實踐環節的訓練，能夠獨立的設計一個單片機系統，并實現系統的各項功能；著重從以下幾個方面培養學生理論聯系實際的能力：單片機的應用開發能力；軟硬件綜合應用能力；單片機應用中的故障判斷及排除能力；單片機系統的設計能力；提高學生理論與實踐相結合的能力。
1.2 課程設計內容
下面給出設計的參考題目，學生可以根據興趣進行選擇題目，在兩周內完成設計。脈搏血氧儀設計；無線傳感網絡的溫濕度采集及控制系統設計。
1.3 課程設計任務要求
針對題目要求進行功能分析。首先對系統的原理進行分析，對硬件電路進行設計，使用Altium Designer軟件繪圖，對單元電路使用Multisim軟件仿真。制作Pcb圖后焊接完成硬件的制作。其次根據系統功能要求設計軟件并調試。第三步是系統整體調試和脫機運行，這是設計中最為困難和關鍵的一步。最后要求學生寫出系統的詳細說明和設計報告。
2 脈搏血氧儀設計實例
下面是以脈搏血氧儀的設計為實例，來說明設計的單片機課程設計題目的要求、教學過程等。
2.1 脈搏血氧儀原理
無創脈搏血氧飽和度測量是以朗伯-比爾定律和血液中還原血紅蛋白(Hb)和氧合血紅蛋白(HbO2)對光的吸收特性不同為基礎的。通過兩種不同波長的紅光600～700nm和紅外光800～1000nm分別照射組織經反射（或者透射）后再由光電接收器轉換成電信號。組織中的其他成分吸收光信號是恒定的，經過光電接收器后得到直流分量DC，而動脈血中的HbO2和Hb對光信號的吸收是隨著心跳作周期性變化，經過光電接收器后得到交流分量AC，由于HbO2和Hb對同一種光線的吸收率各不相同，通過測量紅光和紅外光的光吸收比率便可以計算出兩種血紅蛋白含量的百分比。血氧飽和度的計算公式如下：
SpO2=A-BR+CR2
式中，A、B、C為定標常數，可以由定標實驗得到，兩個波長的光吸收比率R為：
其中，Vredac為紅光的交流分量；Vreddc為紅光的直流分量；Viredac為紅外光的交流分量；Vireddc為紅外光的直流分量。
2.2 電路設計指導
系統設計總體框圖如圖1所示，圖中給出了設計的指導性建議，并不是一定要按照這個框圖設計，可以根據學生自身的情況，適當修改。單片機要求學生使用16位單片機或者32位單片機。
2.3 軟件設計指導
要求使用C語言或者C++語言來進行軟件設計，在設計過程中，要使用模塊化思想進行設計。脈搏的計算只依賴紅外光的光波信號，通過3個機器周期的采樣點的個數來計算脈搏。在所有采樣點的數據中，做一個類似模擬遲滯比較器。經過遲滯比較器，脈搏信號變成了矩形波型號，近似測量相鄰兩個上升沿的時間，最后得出脈搏。如果把脈搏信號看成周期信號，測量上升沿的時間可以轉換為測量脈搏信號的頻率，由定時器周期查詢信號狀態并完成查詢次數計數，這樣可以方便完成脈搏測量。
2.4 教學模式
設計好一個單片機課程設計的實驗，老師要用怎樣的教學模式把相關的信息傳達給學生，至關重要。老師教學的模式，就是學生的學習模式，好的教學模式，才能培養出學生好的學習模式。教育家喬伊斯在《教學模式》一書中，介紹了很多教學模式，我們把三種教學模式綜合起來用于我們的課程設計教學中：信息加工型教學模式，構建學習群體教學模式，個人型教學模式。信息加工型教學模式是向學生提供相應的信息和概念，老師給學生布置任務、說明實驗目的，講解實驗原理，這是一個概念、理論傳達的教學過程；構建學習群體教學模式，實際上就是一個團體學習的模式，實驗是三個人一組，大家可以一起討論，知識共享，火花一起碰撞，同時也是分工明確、各司其職；個人型教學模式，就是要發揮個人潛力，鼓勵獨立思維、自主創新，學生可以根據自己的知識，創新設計，這時，可以有針對性的對學生進行指導。
3 結論
《單片機課程設計》是實踐環節課程，我們所選擇的題目，從2012年開設以來得到了學生的好評，取得了非常好的教學效果。用學生的話說：貼近生活的題目進行實踐教學，把幾年所學數字電路，模擬電路，光電技術，傳感器技術等知識綜合起來，把所學的知識在實踐中應用。在滿足了教學任務的同時，學到了更有競爭力的能力。
實踐證明，選擇合適的單片機課程設計題目，有助于提高學生學習興趣、有效地掌握所學知識，有效的把理論學習過渡到實際應用。開放式的課程設計題目，有利于增強學生的創新意識，提高學生實踐應用能力。
參考文獻
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［4］顏永軍，李梅.Protel99電路設計與應用[M].國防工業出版社.2001.
關鍵詞:單片機;教學改革;應用能力
中圖分類號:G4
文獻標識碼:A
文章編號:1672-3198(2010)17-0261-01
0 引言
目前,單片機的應用已經相當廣泛,在我們身邊的很多電子產品中均可以發現它的存在,而且隨著科技的進步,這些應用日新月異,創新性也變得越來越強。而單片機作為一門應用性課程進入我們的課堂,當然也具有應用性和實踐性的特點。可以說,教學中注重理論和實踐相結合是這門課程的重中之重,但是,在多年的教學過程中,這一點突出的還是不夠的,有的教師甚至還僅僅停留在一些基礎知識和基本原理的講解上,而對其應用性視而不見,這就嚴重偏離了該課程的主干,我們在進行單片機課程的教學中通過不斷改進教學方法,以及加強學生課內外的實驗能力和應用能力,特別總結出以下教學方法來提高教學質量。
1 教學內容的改革
長期以來,在單片機教學中,該課程常常將一些基本原理及系統各部件作為重點來介紹,但是卻忽略了其系統性和整體性的重要作用。也就是說,很容易造成只見局部不見整體的不足,更重要的是這樣做還使得學生感覺枯燥無味,無法形成單片機應用系統的清晰概念,甚至學習過后依然像沒開過該課程似的,不知單片機究竟是什么。為了克服這些不足的地方,我們認為非常有必要對單片機課程的教學內容做如下改革。
單片機的課程學習單從內容上,可以分為兩大部分:
第一部分:單片機理論的學習,內容包括單片機的結構、指令、工作方式、通訊模式等等。因為實踐雖然重要,但是理論學習畢竟是基礎,只是在學習理論的同時必須多講一些實例,而不能是光停留在學理論的基礎上。
第二部分:課程設計,這也就是我們通常說的理論結合實踐,具體的做法是,選擇一些與生活貼近、學生感興趣、有一定的難易區分度的實驗項目作為單片機課程設計的題目,從而使絕大部分學生得到鍛煉。這些煅練可以在課堂上,并且與教學同步,采用這樣的教學體系,可以使學生建立起單片機應用系統的概念,由簡單的應用到復雜的應用,使學生的學習由被動變為主動,應用單片機進行開發的思路逐漸由模糊變得清晰,逐步掌握單片機開發技巧,以培養學生獨立開發與應用的能力。
2 教學方法的改革
我們始終認為教學方法改革的重點有兩個:首先需要打破以前教師完全講授理論知識的局面,加強互動性和學生的積極性,從而增強學生的自主學習能力;其次是通過一些新的教學方法和手段增強學生的理解能力,真正做到讓學生在快樂中接受知識,鞏固知識。
具體的做法是,在講解理論知識時,以一個或幾個具體的實驗項目為例,例如設計一個流水燈,讓學生從項目的分析、設計、仿真調試和制作硬件的整個過程中學會應用單片機。在這個教學過程中廣泛采用啟發式、討論式、自主式學習法等新方法,調動學生學習的積極性和主動性,從而可以提高教學質量。再例如在講授傳送指令時,在單片機P1口上接八個發光二極管,我們先分析一下如何讓二極管亮滅,通過分析知道只要給P1口送高低電平就可以實現這個功能,這里就用到數據傳送類指令,講解后要求學生編程控制發光二極管亮滅。當學生完成后就會有一定的成就感,這樣學習的興趣也有了。整個授課過程都是依照這個思路,用到哪部分知識講哪部分的知識點。這樣當項目完成時,這門課的主要知識點也都講授了,同時學生也主動地學完了單片機課程,而且掌握程度較好。
在課程設計完成過程中,由學生提出設計方案;教師組織學生對設計方案進行論證、比較,確定最后方案,并且通過引入Proteus等仿真軟件對電路進行仿真,仿真通過進行實際電路的安裝調試,最后撰寫課程設計報告。在課程設計指導時,教師以啟發引導為主,鼓勵學生相互討論,對實驗中出現的問題,給出解決問題的思路,不做具體解答和具體幫助,培養他們自學能力和獨立分析解決問題的能力,使所學的理論知識真正應用到實踐中,在實踐中檢驗理論的正確性。通過課程設計,一方面有利于鞏固理論基礎知識,縮短從理論知識到實際應用的過程;另一方面也可以使學生產生一種成就感,有利于培養他們的學習興趣,增強其創新意識,提高其實際應用能力。
3 考核方式的改革
通常來說,考核就是對教師教學效果的檢驗和學生水平的測試,同時也是督促和激發學生認真學習的原因和動力。由于長期以來,教師和學生都習慣于以講授和死記硬背的辦法來教和學。所以考核的方式,經常就是教師出一套試題讓學生去做,然后理所當然地以卷面成績的高低來完全評估學生的學習能力高低,這樣做不僅不能較為全面地考核到學生學習能力,更是忽略了這門課的重點考核,也就是實踐、應用以及創新的多項考核是重中之重。
因此,在教學內容和方法得以改變的大前提下,這種傳統的考核方式必然不能適用應用性較強的單片機課程。換句話說,對這門課的考核方式進行改革具有必然性和緊迫性。
具體做法是:除了傳統的考勤、平時作業和期中期末考試的筆試外,我們著重加強學生實踐成績在平時成績中所占比重,而且這個比重我們認為要占較大一部分,只要學生平時認真參與和注重了這一能力,就要得到一定的成績,對動手能力、應用能力尤其感興趣甚至做得極好的學生可以得到該項的滿分。具體來說又體現在平時實踐練習、課堂實踐討論、實驗報告、課程設計、期終實踐技能測試等方面?？傊?這種新的考核方式更注重實踐能力的培養。4 結束語
通過這幾年教學實踐,我們發現采用這種辦法不僅可以使學生建立起單片機應用系統的概念,還可以加強學生的學習興趣和積極性,許多教師和學生甚至都認為這種項目實踐已經等于或者相當接近真正在企業里做項目,從這一點來看,增加學生的實踐訓練顯然增加了他們在今后工作中的應用能力和工作信心。
總之,無論從教學內容上、方法上還是考核方式上,單片機課程改革的重點和方向都是為了適應當前發展極快的
單片機技術,只是這種改革方式提高了對教師的要求,要求教師不僅要熟悉理論知識,同時還需要具有相當的實踐經驗和科研能力,不斷學習和了解新的技術應用和創新是一個相當必要的條件。
參考文獻
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[5]張德偉.單片機課程教學模式的探索與實踐[J].中國科技信息,2007,(12).
關鍵詞：本科實踐教學；管理模式；開放實驗室；創新
中圖分類號：G647 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）16-0048-02
一、引言
大多數高校是以培養應用型人才為主的教學型院校，尤其是工科院校著重培養能適應社會發展需求的應用型技術人才。在這種大趨勢下，高校對學生實踐環節的培養是非常重視的，對學生的實踐動手能力、分析問題的能力和解決問題的能力提出了很高的要求。近年來，我校在對學生創新能力的培養和管理方面做了不少探索性的工作，現以我校《單片機原理與應用》課程設計為例，介紹一下我院在提高實踐教學的效果以及實踐教學管理方面積累的一些經驗。
二、傳統的課程設計教學管理模式中出現的一些問題
傳統的本科教育，過分于注重學生的理論考試分數而輕視對學生創造能力的培養，造成教師和學生對實踐教學的輕視，實踐教學效果一直不甚理想。
1.實踐教學的課時不能保障。由于實行學分制以來，學生選修的課程越來越多，課程安排較滿，不再允許學生通過整周停課來進行專門的課程設計學習，這使得大多數學生沒有足夠的時間和精力對課程設計進行前期準備和后期的調試。
2.實驗實習場地受到限制。由于實驗室場地緊張，每個實驗室排課都很滿，沒有為實習設計安排專門的實驗場所，只能利用實驗室沒課的時間進行，時間上的連貫性得不到保障，學生不能專心的投入到設計中去，嚴重影響了實習設計的質量。
3.指導教師和學生對實踐教學不夠重視。因為沒有專門的課程實習場所和時間，同學們只能利用課余時間對設計題目進行資料的收集整理并設計完成。又由于受儀器設備和場地所限，指導教師也沒法跟蹤指導，完成的設計質量令人不甚滿意，有些同學的設計報告還存在抄襲現象。
三、單片機課程設計全過程的管理模式
單片機課程設計管理模式包括四個過程：①制定教學目標及要求。單片機課程設計教學需要制定教學目標、教學要求、教學內容以及教學時間安排。②管理活動的全過程包括組織與職責，對設計團隊、設計器件、實驗設備等資源的管理，組織實習設計的完成。③實習的實施過程包括設計題目的選擇、設計的運行、設計驗收3個階段，這是實習管理中的重點。④持續改進的過程，通過每一輪實習設計完成后的總結、分析、評價，提出改進的措施與方法，達到提高教學質量的目的。
1.組織與職責。單片機課程設計實訓課程的順利開展，必須要有嚴密的組織保障和制度保障。教師既是實訓課程的指導者，也是直接管理者，因此必須制訂詳細的指導教師授課計劃，然后提交實驗中心主任批準，最后中心主任安排具體的實驗場所和協助教師指導的實驗員。
2.資源管理。①設計團隊的組建。首先指導教師布置若干題目，學生自由選擇想要設計的題目，然后根據選題情況將學生分組，以4～5人一組為宜，鼓勵自由組合，并確定責任心強、創新能力強的學生作為團隊負責人。②器件管理。根據選擇設計題目的人數購買相應實驗元器件與原材料的數量，由實驗中心統一采購管理。同時，學校還應要求各科研實驗室、實驗教學示范中心、教學實驗室要積極配合，為學生提供項目所需場地、設備、設施等必要的訓練條件。學生在實驗過程中，指導教師或實驗室管理教師，要監督、記錄實驗室設備儀器的使用狀況，保證實驗設備的運行質量，避免因實驗設備的錯誤操作帶來的損失。
3.單片機課程設計的實施過程。課程設計的實施是實習實訓環節中的關鍵、核心環節，決定著實習實訓教學目標是否能夠實現。課程設計的實施過程包括選題、運行和驗收3個階段。這3個階段密切相關，哪一個階段出現問題，都將會影響到實踐教學的質量。選題直接關系到設計研究的成敗，設計運行是實踐教學管理的重點，設計結果的驗收是對實習成果的檢驗，也是評分的依據。①設計選題。結合單片機課堂理論教學的內容，針對課程設計的目的，在規定的時間內，選擇符合教學、符合學生水平、符合實驗室條件的幾個課題。題目既不能太難也不能太簡單，太難則會使學生產生畏難情緒而失去信心，太簡單則達不到提高學生動手能力和分析問題、解決問題的能力。同學們根據自己的能力和興趣愛好選擇設計題目，然后發揮自己的主觀能動性，查閱文獻資料，發現問題、提出問題、解決問題，最終完成設計選題。②設計運行。在設計運行過程中，要求學生在單片機課程結束前3周開始設計專項實訓的準備工作安排，一周調研選題，一周設計軟硬件，一周制作、焊接、調試電路板，完成設計作品。在課程設計過程中，教師積極對學生進行引導，最大限度地調動和發揮學生在設計中的主體作用。從實施方案的制訂、硬件電路的設計、PCB板的設計與制作、電路板的焊接、軟件編程與調試，到撰寫設計報告，全程啟發學生自己尋找解決方法，訓練學生遇到問題（提出問題）─尋找方法（分析問題）─解決問題的方法和技巧，培養學生獨立工作的能力，使課程設計更具有實踐性和實用性。為了減少設備的損壞率和器件的消耗，要求先通過仿真軟件仿真，通過之后才能進行PCB板的制作和電路的焊接工作。③設計驗收。驗收階段是全面評審課程設計預期目標的實現情況、成果的質量，也是完善課程設計的最后階段。通過對課程設計驗收的管理，不僅可以促使學生端正實習態度、認真完成課程設計的任務，而且能幫助學生發現問題、解決問題，找到差距。
四、實驗中心對開放實驗室的管理模式
為了方便課程設計的順利開展，實驗中心為學生們提供了專門的創新室和機房，但由于課程設計時間緊張，學生們多是利用課余時間進入實驗室完成，這就要求實驗室能夠全天開放，滿足不同時間段學生的使用需求。因此，智能化實驗室管理系統就成為開放實驗室必不可少的輔助工具。
1.儀器設備的管理和使用。學生登陸校園網，通過實驗中心固定資產管理系統能夠顯示設備數量、當前狀態（運行、保養、維修、報廢）、所有預約或排隊情況，了解當前儀器設備誰在使用，哪些時間段有空余，方便同學查看并預約。學生可以在網上提出使用請求，管理員審核通過后，按照申請者的申請時間順序和需求分配給申請者。對于簡單的儀器設備，提供視頻培訓資料和說明書，對于復雜、貴重的大型儀器，由實驗室管理人員提供專門的培訓和指導。
2.實驗室門禁的管理和考勤。實驗室管理子系統是可以對學生的信息進行注冊登記，學生進入實驗室之前，只需持校園卡靠近讀卡器，門禁系統自動識別是否為合法用戶。如果是合法用戶，門禁系統允許用戶進入，同時系統智能的判斷每張卡的使用期限，有效的進出時間，且系統可以自動分配座位號，接通座位電源。另外，系統還可以實時顯示實驗室座位的分配情況，以及每個座位人員的詳細信息和進行何種實驗等相應的信息。用戶離開實驗室前必須劃卡注銷，系統自動記錄其使用的時間，作為考勤依據。
3.學生成績考核的管理。實習設計結束后，統計學生實習成績時，學生成績客戶端提交系統將統計出學生實習期間的考勤結果和實習報告的統計結果，然后再結合教師提交的根據課程設計驗收成果所得的成績提交給成績考核管理系統，系統再根據教師提供的權值分配情況給出學生的課程設計的最終成績。
五、結語
實踐教學管理工作是本科實踐教學的一個重要組成部分，也是培養高素質應用型人才的重要途徑。經我校2011級、2012級電氣工程、自動化兩個專業學生的實踐表明，通過實踐教學管理模式的改革，學生對實踐教學的態度更加端正，熱情更加高漲，在后續進行的畢業設計和參加各種競賽的時候，能夠擁有更多的自信，將理論與工程實踐更緊密的結合起來，不僅降低了設計成本，縮短了開發周期，提高了工作效率，而且擴展了學生的思路，提高了學生的學習興趣，學生們一致反映教學效果很好。
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【關鍵詞】項目驅動法 測控系統 課程設計
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）11-0055-01
一、引言
測控系統課程設計是自動化專業學生的重要實踐環節，主要讓學生利用學習過的微型計算機原理、接口技術、傳感器、測量電路和控制電路等知識搭建一個滿足特定要求的測控系統[1]。原來的課程設計方式受限于實驗硬件設備資源和電子元件的不足，僅進行電路設計，在大圖紙上畫出原理圖即達到設計要求。原來的課程設計選題往往只側重于測控系統一個方面或幾方面的知識點，如有的側重上位機程序設計;有的側重采集系統設計;有的側重控制系統設計;有的側重單片機與鍵盤、顯示等硬件電路接口設計。學生難以了解該課程的整個體系，難以實現鞏固學生相關專業知識，提高學生理論應用能力和培養學生工程實踐能力和創新意識的教學目標[2]。
二、課程設計要求和考核
測控系統課程設計改革是采用項目驅動法，選擇幾個可以將多個基礎課程聯系起來，有特定要求的測控系統作為工程項目，讓學生在工程項目實踐的情境中進行設計，激發學習興趣和熱情，加深對基礎知識的理解，培養學生的系統設計思維，獲得實踐創新、綜合應用的能力[3]。
1.課程設計基本要求
根據設計題目及要求，查閱有關資料，理解題目的背景和意義，了解所需設計的系統及特點等;根據深入分析，進行方案設計，選擇所需元器件類型，進行電路原理設計;根據系統功能進行模塊劃分，進行程序編寫，完成系統調試;撰寫課程設計報告。
2.課程設計考核
成品任務書、電路原理圖、軟件流程圖、系統仿真結果、設計說明書齊全后參加答辯;答辯表現、系統現場演示、成品的完善作為主要的成績考核依據。
三、項目驅動法在課程設計中的應用
本文選用多通道測控系統設計這一實例，介紹項目驅動法在該課程設計中的應用。本例采用51單片機作為控制核心，搭配合理的電路，設計一款多通道測控系統，主要包括通道選擇、數據采集、模數轉換、數據處理及控制、數模轉換、顯示和上位機通信等電路的設計。
通道選擇是通過八個按鍵構建的獨立式鍵盤進行。八路模擬信號是由滑動變阻器分壓模擬產生，再經過ADC0809進行A/D轉換。轉換成的數字量進入單片機AT89C51進行數據處理。處理后將數據送入數碼管或LCD中進行顯示，顯示位數由數據范圍和精度確定。數據還通過MAX232芯片進行電平轉換后，經串行端口送入上位機進行顯示。數據再通過DAC0832進行數模轉換，轉換得到的模擬量送入執行器進行控制。
軟件設計時首先進行模塊劃分，畫各模塊流程圖，設計模塊程序;再進行各模塊整合完成系統流程圖，設計系統程序。
在Keil軟件平臺中編寫程序，調試后編譯生成HEX文件，在Proteus仿真平臺下將該文件加載至單片機，點擊運行，根據仿真結果進行系統軟硬件調試，驗證系統功能和課程設計成果。
四、結語
通過幾年的項目驅動課程設計的實踐，學生不但能夠根據自己所學的知識，針對具體的任務進行設計，同時又能夠根據設計結果，鞏固理論基礎。通過鍛煉，學生的項目分析、設計和創新的能力得到明顯提升。近5年來，在省市和國家各部門組織的大學生“飛思卡爾杯”智能車競賽、大學生電子設計競賽、“挑戰杯”大學生課外科技作品大賽和機器人競賽等各種賽事中，本學院學生取得優異的成績，獲國家級競賽獎項10項，省級競賽獎項20余項。在實踐教學過程中取得了較好的教學效果。
參考文獻：
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關鍵詞：單片機；實驗課教學；教學改革
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）15-0243-02
我校的校訓是“動手動腦，全面發展”，說的就是在教學中我們要講究“知行合一”，即在“做中學、學中做”，用理論促進實踐，通過實踐提高理論水平?！秵纹瑱C原理及應用》這門課程除了要讓學生掌握較系統的理論知識之外，更重要的是培養他們對知識的理解和實際應用能力，而這種應用能力的培養，主要是通過單片機實驗課和其他一些實踐類課程如專業綜合設計、電子課程設計、畢業設計等來完成的，所以，單片機實驗課程的教學效果對掌握單片機的理論知識和應用技能起著關鍵作用。要使學生學好這門課，必須調動起學生的學習興趣，安排合適的教學內容，給予學生充分實踐的機會，改進該門課程的考核方式等。
一、目前單片機實驗課教學中存在的問題
（一）學生重理論課、輕實驗課，實驗課程沒有很好地激發學生的學習興趣
要學好單片機的相關知識，除了熟練掌握單片機的理論基礎，還要靠大量的實踐來理解和深化相關的理論知識，熟悉單片機應用系統設計，積累編程經驗。而部分學生在思想中，往往重視理論課程的學習，對實驗課重視程度不夠。在上課過程中，通常有這樣的三類同學：（1）一部分同學能夠按照實驗要求，認真完成實驗，對實驗內容理解較深入。（2）一部分同學能夠完成實驗，但一般是依賴老師提供的例程，對實驗內容仍一知半解。（3）還有一部分同學上課時對實驗內容不認真鉆研，不愿意自己動手練習，甚至有抄襲實驗結果的現象，課堂利用率不高。在這三類同學中，第一類和第三類同學為數都不多，人數最多的應該是第二類。
反思以上的課堂現象，雖然有學生自身的問題，但也說明實驗課程沒有很好地調動學生的主觀能動性，還沒能有效激發起學生的學習興趣。
（二）教學內容和方法需要改進
單片機是一門實應用性很強的專業課，單片機課程的實驗應使每位學生在應用系統的設計、軟件開發以及接口等方面都得到訓練，實驗課內容的安排也應該緊緊圍繞理論授課的重點難點開展，內容的設置從簡單到復雜，還可增加一些綜合設計實驗。但限于實驗室條件，一般的單片機實驗課都是使用現成的實驗模塊，實驗課是簡單的硬件連線和軟件編程，很多時候學生還有實驗例程可以參考，學生在單片機的應用系統開發設計方面鍛煉機會有限，另一方面，教學內容過多注重驗證性，而忽視學生的能動性，通常是在實驗箱看一下結果，對現象背后的原因不去深入研究，實驗以演示、驗證項目為主，實驗內容也好幾年都沒有變化，不能根據學生的情況靈活設置實驗內容。課程結束后，學生雖然對單片機的基本原理及相關概念有所了解，但對這門課程至關重要的單片機應用系統的設計與調試技術，很多學生并沒有掌握。
（三）考核方式有待改進
實驗課程的成績通常是依據學生的實驗報告情況而定，對學生的實際實踐能力衡量得不夠。實驗課成績在整個“單片機原理及應用”課程中所占比例也不算多，這也是導致學生不重視實驗課程的原因之一。
二、單片機實驗課教學的改革舉措
（一）實驗課要能夠激發學生學習熱情，進而引起學生學習單片機的興趣
首先，要使學生在思想上重視單片機課程的學習。由于單片機具備較高的性價比、良好的穩定性、體積小、功耗低等優點，其應用范圍已涉及儀器儀表、過程控制、數據采集、信號處理、家用電器等各個領域。特別是在自動控制領域，正逐漸成為現場測量及控制的首選器件之一。正是由于單片機在現代社會中應用如此廣泛，所以我們必須要學好單片機，而要學好單片機，不經過大量的實踐是不行的，在思想上要讓學生重視起單片機實驗課。
其次，在實驗課的過程中，要增強學生的參與度。對于一些系統不是很復雜的實驗，我們鼓勵學生自己設計實驗系統。比如：對于單片機的并口實驗，實驗系統比較簡單，就是一個單片機的最小系統外加一些電阻、發光二極管和按鈕即可，成本不是很高，學習過電子基礎的學生大多能完成這樣的系統設計，而拿著自己開發的實驗板做單片機的實驗，學生會更有興趣，學習的熱情也明顯提高。在教學過程中，不再給學生參考例程，鼓勵每個學生在上課之前查閱資料，設計程序流程圖，并編寫程序完成實驗，如果遇到問題就多和老師和同學交流，共同解決問題。通過自己開發單片機應用系統，學生對單片機的硬件系統和接口關系有了更深層次的了解，通過自己編程，使學生的程序設計能力也有了很大提高，更重要的是，學生對學習單片機有了濃厚的興趣，以前課堂上的第一和第二類同學學習的效果都有明顯提高，第三類學生的人數也明顯減少。
（二）改進教學內容
1.結合本校學生特點和實驗室條件的實際來編寫單片機實驗課教材，教材的內容配合理論教學重點難點內容，實驗內容本身也可以前后關聯。單片機實驗課教材直接關乎教學質量的好壞。教材不應該是一成不變的，而是要根據學生的特點和對基礎知識的掌握情況靈活而定。對于基礎好一些的學生，可以讓他們在完成基本實驗后再增加一些內容，以加深對知識的理解，因此在教材中，要多設置一些思考問題。內容上也要緊緊圍繞理論教學重點難點內容，比如單片機的并口、定時器、中斷、接口擴展電路等展開，實驗內容上循序漸進，注重各個實驗內容間的前后聯系。比如在并口實驗中做了單片機通過并口控制流水燈的實驗，那么在定時器實驗中可以在并口實驗的基礎上增加對流水燈時間的控制，在中斷實驗中可以在定時器實驗的基礎上增加按鈕中斷的控制，這樣學生在做后一個實驗的同時復習了前一個實驗的知識點，使學生能夠對所學知識有一個比較系統的掌握。
2.減少驗證性實驗，增加綜合設計性實驗的比重，鼓勵自選實驗項目。我校是在大學三年級的第一學期開設“單片機原理及應用”這門課程，以前所開設的實驗內容基本上都是驗證性實驗，而作為自動化專業的大學高年級學生，他們已經有了一定的專業基礎和實驗能力，喜歡做一些有創造性的工作，對驗證性實驗已無多大興趣，所以才會出現對實驗課不感興趣，盲目應付的問題。而通過增加一些綜合設計性實驗，特別是一些自選實驗項目，學生可以尋找自己的興趣點，通過查閱大量文獻資料，對單片機發展的現狀、相關技術有一個更深的理解，可以更好地掌握單片機的知識。還可以在電子課程設計、專業綜合設計、畢業設計中加入單片機設計的內容，充分調動學生的積極性和主動性
3.實驗內容的不斷更新。單片機技術發展很快，并且很多時候都和其他熱門技術相結合，如：智能控制技術、人機接口技術、傳感器技術等，為此我們的實驗內容也要適時地介紹這些技術，這樣培養的學生才能適應現代社會的需要，在開闊學生知識面的同時，調動學習的積極性，進一步培養學生的創造能力。
（三）考核方式的改進
為了調動學生的主觀能動性，提高學生的實踐能力，實驗課程的考核方式也要做一些調整。實驗課程的最終成績要根據學生的平時上課表現、實驗報告和實際動手操作能力按一定比例綜合評定，并且最后一項要占主要比例。實際操作能力可以通過給定題目的上機考核來完成，同時加大實驗課成績在整個《單片機原理及應用》課程中所占比例，使最終成績盡量反映出學生的實際能力。
（四）完善實驗室的管理
根據學校實際，可以設立開放實驗室，增加課后對學生開放的時間，給予學生更多動手實踐的機會。另一方面，學校也應當加大對實驗室的資金投入，購買先進的儀器設備，滿足實驗課教學基本需要和教學內容的不斷更新。
三、結語
以上是作者對單片機實驗課程教學改革的幾點思考，可能并不全面，對于單片機實驗課的教學改革，我們還要繼續努力，在教學過程中繼續堅持“知行合一”的教學理念，使學生的理論水平和實踐能力得到全面發展。
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（一）教材選取不合適，不便學生自學
由于三本院校特殊的辦學體制，大部分教師和教學管理人員來自一本、二本院校。教師在確定主講教材時，往往依照個人喜好，駕輕就熟，選擇自己曾在一本、二本院校使用過的、內容熟悉的教材，這使三本學生在課上跟不上教師，而課后自學中又會遇到理解上的困難，對重點把握不準確，對難點理解不透徹，久而久之，學生根本就不想聽，厭學情緒隨之產生。
（二）教學內容過多，課堂信息量過大
選取合適的教學內容既是教學活動本身的一項重要任務，也是迫于課時減少、學生基礎薄弱的現實需要。隨著素質教育的推進，很多三本院校為了增加人文修養、藝術欣賞、競技體育、社會公益等方面的學習時間，壓縮了專業課的課時。教師在面對學生基礎薄弱、課時減少這兩難問題時，精選教學內容，控制課堂信息量，制訂出適合學生的教學計劃就顯得相當重要了。
（三）理論與實驗分離，教學效果不高
傳統的單片機原理與應用教學方法是先講基本理論、基本原理，然后開展實驗、課程設計等，在教室進行理論、原理教學，在實驗室進行實驗教學。這種教學模式將理論教學和實驗教學從時間和空間上分隔，并分別由不同的教師指導。教學中理論與實驗無法較好地聯系起來，實驗無法直接、直觀地促進學生對理論知識、基本原理的理解，理論知識也無法高效地指導學生開展實驗，影響了學生的學習效果，降低了學生學習興趣。
（四）實驗內容固定，學生發揮空間小
長期以來，單片機原理與應用實驗內容固定，且多為驗證性實驗。對于實驗教學，絕大多數高校都采用實驗箱進行，實驗箱上模塊固化，實驗中學生只需編程、編譯、下載，拔插幾根導線，就可以觀察實驗結果。在教師的演示下，學生很容易掌握整個操作流程，甚至不需要對實驗原理進行過多的思考，就可以得出預期的實驗結果。同時，由于實驗箱硬件固定、程序雷同，實驗報告相互抄襲嚴重。如此一來，時間花了，實驗也做了，但留給學生發揮的空間小，學生的實踐動手能力難見長進，實驗教學未能很好地培養學生的單片機應用技能。（五）教學方法老套，無法適應三本院校學生個性特點由于三本院校屬于民辦院校，教師待遇不如公辦院校，教師流動性較大，教師年齡出現兩極化。年長教師的教學方法老套，中規中矩，與90后的大學生的個性特點不完全吻合，教學效果欠佳。而年輕教師，由于缺少系統的教育理論培訓，教學經驗不足，對課程中的重點把握不準確，對難點講解不清晰、不透徹。這樣一來，教師的講解不能幫助學生理解，無法提高學生的學習效果，讓學生覺得聽和不聽一個樣，并逐漸導致學生厭聽、厭學、上課玩手機、打瞌睡等不良后果。
二、教學探討
（一）精選主講教材，讓學生多一位老師
教材的選取不僅要便于教學，更重要的是要便于學生自學。這一點非常重要，但常常被忽視。對于大部分學生來說，課堂學習還不能完全將重點知識透徹理解，必須借助于課后的自學，這一點，三本院校的學生尤其突出，所以推薦一本便于學生自學的教材是相當重要的。
（二）甄選教學內容，高效利用課時安排
甄選教學內容是教師備課活動的重要組成部分，是壓縮學時情況下仍能提高教學效果的前提條件。在教學內容的選取上，必須考慮以下幾個原則：第一，基礎性，即本專業、本課程中最基本的、最重要的內容不能舍。第二，完備性，即選取教學內容時，要通覽人才培養方案，把握前導課程和后續課程的內在聯系，注重基本專業理論的完備性，那些對后續專業技術學習有重要支撐的內容不能舍。第三，時代性，即與時下工程技術應用聯系緊密的內容屬于必須學習的內容，該部分內容既能幫助學生更加透徹地理解所學的理論，又有助于消除學生心目中“理論無用”的錯誤認識。
（三）增加演示實驗，激發學生學習興趣
在單片機原理與應用教學過程中，教師可開展課堂演示實驗。演示作品可教師親自制作，也可以選用高年級學生的課程設計作品，或者高年級學生參加電子設計大賽的獲獎作品等等。課堂上通過演示實驗、播放視頻及圖片資料加強學生學習的直觀感。另外，通過高年級學生獲獎作品，實例證明單片機不僅有用，而且易學，幫助學生克服學習上的畏難情緒。
（四）建立開放性實驗室，給學生更多探索的機會
實踐教學是單片機原理與應用教學的重要組成部分，對培養學生的單片機應用技能、動手能力等起著關鍵作用。在課程教學中，可以通過強化實踐教學環節、完善實踐教學體系、創新實踐教學方式等來實現對實踐教學的優化。增加實踐教學的學時、學分，著力抓好單片機原理與應用課程設計，適當增加畢業設計中單片機相關題目的數量，實行真題真做。建立開放性實驗室，讓想鉆研的學生有機會進入實驗室。配備優秀師資，提供大量器材，鼓勵學生制作自己的單片機系統。
（五）工學結合，滿足學生創新欲望，增加學生成就感
在單片機原理與應用教學中，應當充分利用校內、外不同的教育環境和教學資源，根據企業對單片機應用人才的需求狀況和基本要求，把課堂教學和實際工作有機結合，使學生所學能滿足企業所求。開展深度校企合作，形成多元的教學方式，滿足學生的個性化需求，激發學生的創新熱情，促進卓越人才脫穎而出。采用工學結合、校企合作的培養方式，能讓學生更快、更直接地將所學知識應用于企業生產，既促進了學生的深度學習，又增加了學生的成就感，改變了“學與不學一個樣”的錯誤認識，讓學生充分認識到“知識就是力量”。
三、總結
實踐教學環節是高等院校工科類專業中的重要教學環節，直接影響到工科學生未來的就業及后繼的研究生階段學習。雖然工科專業中不同的實踐教學環節具有各自的特點，但都是必要環節。隨著社會經濟的發展、科學技術的進步，電子技術迅速地發展并廣泛應用于各個領域，幾乎滲透到國民經濟各個部門，電子技術已經成為決定各學科裝備質量、性能、運行穩定性的重要因素。電子信息發展日新月異，新技術不斷涌現，工科大學生掌握的知識和具備的能力必須跟上時展的步伐，必須增強工科專業學生的電子技術創新實踐能力培養。非電類專業電子技術、電工與電子技術實習與后續專業課程設計、畢業設計存在脫節現象。電工電子技術實習課的教學內容以基礎性和驗證性為主，缺乏設計性和綜合性，同時，專業課程設計、畢業設計對學生的電子技術綜合實踐能力要求較高，教學內容跨度大，存在銜接不上的問題。這就需要在課程之間架設工科專業學時能夠選修的電子技術創新實踐教學課程，盡量實現平穩過渡。在多數實踐教學環節中包括電工電子實習，總體上還是以傳統的教師教，學生學的方式為主，學生缺少個性發揮的空間，在教學過程中，難以持續有效的調動學生學習的自主性和激發他們主動參與教學過程。傳統的填鴨式教學導致學生不會運用所學的知識，不會利用圖書館、互聯網等手段收集資料，并有選擇地將其應用到項目設計中。這對實踐教學環節的教學效果產生不利影響。CDIO教育模式是當前國際工程教育最新發展方式，旨在創新教育模式下培養下一代優秀的工程師。這是一種將理論和實踐有機聯系的工程教育方式。CDIO強調扎實的基礎和完成項目的綜合能力，將工程畢業生的能力分為工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面，要求以綜合的培養方式使學生在這四個層面達到預定目標。
1基于CDIO的電子技術創新實踐
針對電子技術實習與后續專業課程設計、畢業設計存在脫節現象，我校為了增強工科專業學生的電子技術創新實踐能力，從2013年上半年開始開設電子技術創新實踐課程，該課程基于CDIO教學理念，理論聯系實際，以實踐為主，以“創”為主導思想，主要是從新穎、實用的角度出發，介紹電子制作的基本方法，各種單元電路的設計制作，單片機的編程與實踐以及基于單片機的電子產品制作，并在教學中不斷與時俱進。
1．1電子技術創新實踐課程
電子技術創新實踐是一門以單片機為主進行電子創新制作與實踐的課程，單片機主要采用PSoC(ProgrammableSystemonChip)芯片(賽普拉斯(Cypress)半導體公司捐贈)。通過電子創新制作與實踐加深同學對電子技術應用的能力，鞏固了電子技術理論課堂學習的理論知識，使工科學生對專業基礎理論有更深入的實踐認識。通過本課程，使學生了解現代電子制作的基本方法，通過項目任務掌握電子單元電路的設計制作與調試，單片機的編程與軟硬件調試等方面的知識。通過項目任務激發學生的興趣，提高學生的獨立操作、工程實踐能力和創新能力。教學過程中做到因材施教，對于能力較強的學生團隊，選擇難度較高的的設計項目，另外，學生的設計項目也可以自己命題。通過電子技術創新項目實踐有助于拓寬學生的電子技術實踐背景，為專業課、課程設計、畢業設計以及創新項目的實踐環節打下鋪墊。該課程有效銜接電工電子實習，是電子技術應用的一門特色實踐課程。
1．2課程開設
本課程采取實驗室現場理論和實踐教學相結合的方式，既包括理論知識的學習也包括動手實踐。理論知識的學習主要是概述單片機原理、模擬電路、數字電路等內容。然后是以學生的自主學習和動手實踐為主的創新實踐，設置的任務根據學生已有的知識結構體系及自身動手能力、意愿來選題，項目任務難易適中，任務中應包含學生在動手實踐中會遇到的困難，使得學生通過查閱資料及團隊討論以及分工合作解決困難，但是確保通過教師適當的講解與啟發幫助學生能夠完成項目的設計與調試。實踐過程中，實際電路的設計、調試與安裝過程和傳感器的應用以及和單片機的電路連接原理，對于雖然接觸了電工電子技術課程，但是缺乏實踐訓練的學生而言，在實際制作過程中總會存在著不少困難，如傳感器原理、調理電路原理，單片機程序和控制器件之間關系，以及電路中各元器件的選型，電源、電機及驅動、執行機構、元器件的總體安裝、協調布置等問題。而對于這些具體的問題，學生是可以在制作過程中運用已有的知識，查閱資料，和教師、同學進行討論，通過方案選擇、電路設計、調試和安裝各個環節，逐步解決。從而使得學生在學習和制作過程中，了解實際生產、實踐、創新過程所需面對的各種具體問題，在克服困難的過程中，體驗嘗試、失敗、再嘗試、再失敗到最終成功的整個過程。最后小組進行演示交流、答辯，完成項目設計報告。交流答辯鍛煉學生語言表達能力，設計報告則讓同學進行初步科技寫作能力的培養。在實踐中以學生的自主學習和創造為主，各小組成員獲得多方面能力的鍛煉。
1．3電子技術創新實踐的CDIO實踐
本課程設置為20學時，10周內完成，由于是創新實踐課程，允許來自不同專業的同學選修，班級人數上限20人。在開課之初，布置項目任務，講解基于單片機的電子制作所涉及的基礎知識，結合一個具體項目任務的實施與實踐演示。隨后學生實踐自己的項目任務，深入學習各單元模塊的工作原理及相互關系，要求同學對碰到的問題，自行查閱資料，和教師、同學進行討論，設計電路圖，焊接電路，編寫程序，進行軟件和硬件調試與測試。通過深入的探索和研究，可以自由發揮同學的創新和想象能力，提高知識拓展能力。課程內容主要分為以下幾步進行:首先，通過最初的課堂，講解電子技術創新實踐課程目的及基礎知識，布置項目任務，在這一部分的學習中，同學需要對老師教授的知識(包括涉及到的其他學科相關知識)充分理解并接受。在是CDIO中“C”(Conceiving構思)的基礎。第二部分的工作為CDIO中的“D”(Design設計)做準備。在第一部分工作的基礎上，學生對實踐項目的基本目的和意義有一定的了解。同學形成項目小組并選題，開始研究項目任務的要求和實踐方法或實踐思路，進行自己的研究及設計工作。通過這一環節的實踐鍛煉學生的獨立思考能力以及解決簡單問題的能力。這一部分包括構思(Conceiving，“C”)和設計(Design，“D”)部分的工作。小組同學分工合作，查閱資料，并與指導教師討論，進行獨立完整的設計。在設計及實現過程中通常會遇到各種常見的問題，如調試不通過時，在執行過程中需要反復修改之前的硬件電路和程序等，這時要求學生善于發現問題和解決問題的能力。最后，通過教師的提示及點評和同學自己的思考，能夠理解整個實踐過程，并思考自己設計中有待提高的部分和擴展的可能性。要求小組成員既要團隊協作，又要分工合作完成整個設計實驗過程，最后，完成項目任務的實踐制作報告，制作ppt，向同學及老師講解整個制作過程的思路、遇到的問題及解決方法。這一部分的工作體現了實現(Implement)和運作(Operate)的思想。設計任務分配給同學，允許自由組合成團隊，分工合作來完成這一系列復雜的實驗任務。在團隊中每個人要完成自己的任務，并且學會與他人一起溝通協商才能使整個團隊完成任務。這一部分的工作中團隊協作精神得到鍛煉和提高，溝通協調能力是團隊協作的必要條件。因此在整個實踐過程中，學生的獨立思考能力，設計能力，實踐動手能力，溝通交流能力以及遇到問題解決問題的能力，團隊協作能力均得到了提高，體現了CDIO的教育理念，構思(Conceiving)設計(Designing)實現(Implementing)運作(Operating)。
1．4電子技術創新實踐效果
課程結束時，從學生的最后總結中可以看到，在主動學習和動手創作的過程中，學生進行實踐研究的能力和與他人協作的團隊精神得到了一定的培養。在實踐過程中，學生不斷的學習新知識，主動運用理論知識指導實踐過程，充分發揮個人與團隊的主動性和創造性，進而克服了實踐過程中的各種困難，最終完成課程布置的任務，從而切身體驗到科學研究實踐活動的真實過程，獲得了一定的成就感。以學生主動學習和動手創作為主的教學過程給學生傳統的學習方式帶來了新的學習感受。課程結束后，引導學生參加學科競賽，到目前為止，參加課程的同學中已有5名同學獲得校級以上“飛思卡爾杯”智能車競賽和“TI”杯大學生電子設計競賽獎項。
2結語
1.全國大學生電子設計競賽的意義
1.1有利于培養學生的創新能力，激發學生對實踐課的興趣
傳統的實踐教學是理論教學的輔助，實驗內容多數是驗證理論知識，學生根據實驗指導書上的方法和步驟就可完成實驗，整個實驗過程學生完全是被動的[1]。這樣的驗證實驗不能實現對學生實踐能力和創新能力的培養，難以激發學生的對實踐教學的興趣。全國大學生電子設計競賽要求參賽學生在四天內完成從選題、搜集資料、設計方案、分析論證、元器件選擇、硬軟件設計、組裝、調試、測試、排除故障、做出成品和撰寫設計報告的全過程，并且要求三人組隊參賽，是對學生綜合素質的全面考核，具有極大的挑戰性[2]。比賽中既要動手操作，又要理論分析。經過培訓和參加競賽的學生，其實踐能力與創新能力都得到很大的提高，同時激發了學生對實踐教學的興趣。
1.2有利于增強學生的競爭意識和就業能力
在電子設計競賽中能脫穎而出的都是理論知識扎實，動手能力強，經過嚴格訓練，具有創新意識和協作精神的優秀學生。無論獲獎與否，參加過培訓和電子設計競賽的學生，在系統設計、方案論證、合作精神與創新能力等方面都有很大的提高，在畢業設計中受到老師的青睞，在實際工作中，表現出較好的獨立性，創新精神、協作能力與競爭意識，得到社會及用人單位一致的肯定和好評，增強了就業能力[3]。
1.3有利于推動電子技術類課程的教學改革
電子競賽題目是一批高水平的教授、專家根據電子技術發展的最新信息擬出的。選題涵蓋了模擬電路、數字電路、高頻電路、單片機應用、可編程器件、傳感器技術、自動控制技術和EDA等課程的內容[4]，競賽中既要考察學生的實際動手能力，又要考察學生的理論知識和創新能力；既有涉及知識面廣、功能多的系統設計，又有單一功能的電路設計；既有以指標性設計為目的的題目，又有以功能性設計為目的的題目；既有基本要求，又有發揮部分，同時在電子設計競賽中又鼓勵學生使用新技術、新器件和新電路，以滿足先進的技術指標。所以，對電子技術類課程的教學改革具有指導和推動作用。
2.對參賽學生的能力要求
參加電子設計競賽的學生應具備的實踐能力包括[5]：電子元器件的識別及使用方法、印制電路板設計與制作等電子設計制作基礎；集成直流穩壓電源、運算放大器電路、信號產生電路和處理電路、顯示電路和A/D轉換器等單元電路設計；通用鍵盤及顯示電路、單片機與液晶顯示接口電路、單片機與D/A和A/D轉換電路等單片機最小系統設計；FPGA最小系統和配置電路的設計及FPGA的最小系統板下載等可編程邏輯器件系統設計，以及資料查閱、綜合系統設計、創新設計和撰寫設計報告等。
3.電子設計競賽中反映的問題
我校歷屆培訓及競賽現場，主要表現出以下一些問題[6]。
（1）查閱參考資料的能力差。在拿到競賽題目后，學生都是先翻教科書，不去查找具有最新技術的期刊文獻，特別是上網搜集資料的能力差。
（2）對知識的綜合應用能力不強。對一個制作項目能夠提出的設計方案很少，不能對方案進行充分的論證和比較，生搬硬套參考電路，不能設計出簡單先進的電路，綜合應用所學知識分析和解決問題的能力較差。反映我們的實踐教學缺少綜合性、設計性實驗的訓練。
（3）新技術、新器件的應用能力差。有的制作項目如能采用新技術、新器件，如FPGA、CPLD等實現系統設計，不僅性能指標優于傳統電路，而且電路簡單。反映我們的實踐教學內容陳舊，不能緊跟電子科學技術的發展。
（4）不適應工程設計技術指標要求。競賽中學生對競賽題目的各類技術指標的實現和改善上感到無從下手。
（5）實驗動手能力不強。競賽過程中，一部分同學在安裝、焊接、電路調試、故障查找和排除等過程中操作不熟練，不能適當地設計實驗數據表格，不能通過對實驗數據的歸納、總結去分析、解決問題。反映我們的實驗教學驗證性實驗多，綜合性、設計性的實驗少，學生的動手能力和綜合運用能力沒有得到應有的訓練。
（6）單片機知識的應用能力有限。很多競賽題要用到單片機的知識去完成設計，部分參賽同學因單片機知識與應用能力不夠，未能取得較好的競賽成績。
（7）設計報告撰寫的質量不高。設計報告的格式與內容存在很多缺陷，方案論證不夠充分，理論分析不夠嚴謹。反映我們的實驗課教學忽視了實驗報告這個重要環節。
4.電子技術類課程的實踐教學改革
根據全國大學生電子設計競賽的內容及要求，針對學生在培訓和競賽過程中暴露的問題，我們對電子技術類課程的實踐教學進行了如下改革。
4.1改革實踐教學體系
依據學科專業特點，結合我校實際，將實踐教學從理論教學中分離出來，單獨設課、單獨考核，構建起一個與理論教學體系相互匹配，相互聯系、相互補充，相對獨立、科學優化的實踐教學體系。將實驗教學環節劃分為三個層次[7]。
（1）基本技能訓練層：以電子工藝實習、實訓為教學內容，掌握萬用表的使用，電子元器件識別、檢測，印制板制作、焊接，直流穩壓電源組裝，收音機安裝調試等基本操作技能。以電路分析、電子測量、模擬電子技術、數字電子技術等專業基礎課的實驗為教學內容，掌握信號發生器和示波器等常用儀器的使用方法，培養正確記錄、處理數據及分析實驗結果的能力。
（2）課程設計實驗層：以電子技術、單片機技術、EDA技術等課程的實驗為教學的主要內容。通過對簡單電路的設計，熟悉常用電子元器件，學會查閱元器件手冊及通過互聯網尋找所需資料的方法，讓學生通過安裝調試，學會通過調整元件參數，滿足實驗指標要求。
（3）綜合設計實踐層：以傳感器技術及應用、單片機技術、EDA技術、電子系統綜合設計等課程實驗、電子設計競賽等課外活動為實踐教學環節，掌握用最先進的設計平臺和最新的工具進行高效的綜合設計，用組裝的系統電路板，用電子設計自動化仿真軟件Matlab、Muhisim等工具，進行“虛、實、軟、硬”相結合的現代電子技術設計實踐。要求學生能獨立完成從設計到制作的全過程，提高學生運用所學知識進行電路級的綜合設計能力以及系統級的開發應用和創新能力。
4.2更新實驗教學內容
實踐教學改革的關鍵是教學內容的改革，要根據認知規律、學科特點、實踐教學自身的規律和學生實踐能力、創新能力的培養要求，更新實驗內容。
（1）減少驗證性實驗，增加應用性、設計性、綜合性、創新性實驗。增加DSP、PLD、FPGA、嵌入式系統和虛擬儀器等先進的實踐教學內容[8]。增加單片機課程設計的實驗課時，加強其實驗和設計應用，增加EDA技術和Protel課程設計的實驗課時，加強Protel電路設計軟件和EDA電路設計仿真軟件的實踐應用；增加電子實習課時，增加和競賽有關電路的制作內容。實踐教學內容要體現最新的科技成果，反映運用現代科學技術成果的新的實驗技術和新的實驗方法，實現實踐教學內容的與時俱進。
（2）增加能培養學生實際操作能力的工藝性操作實踐。注重電子元器件特別是新型元器件的使用[9]。元器件選擇方面，除個別驗證性實驗仍保留部分分立器件外，其余均采用集成化，數字化，模塊化的器件，如集成穩壓電源、集成運放、集成功放、集成A/D，D/A等器件，RAM、EPROM集成電路，以及ASIC可編程控制器。對于綜合型、設計型實驗，指導學生選擇最新器件來完成設計。
（3）對整個課程體系的實驗內容進行整體優化組合，將同類課程體系或同類學科的實驗項目合并，創建新的綜合實驗課程，實現學科之間實驗內容的互相交叉滲透。修改綜合設計內容，把本專業的理論知識同單片機技術和PLC技術更多地結合應用，并把電子設計競賽知識結合其中。
（4）設立學生科研基金，資助運用新技術、新器件、新思想的電子設計與制作的學生課題[10]。把科研引進教學過程，鼓勵學生參與教師的科研工作和生產中急需解決或探索的實際問題的研究，培養學生的方案論證、裝配、調整、檢測，數據處理、數據分析、總結歸納，撰寫科研論文等能力。
4.3改革實踐教學方法
（1）實施開放式實踐教學
在實踐內容、實踐時間、實踐方法、組織形式等方面實行開放式教學，打破時間、空間的限制，提供給學生進行創造的環境，讓學生真正成為學習的主體[11]。在實驗內容上，設定必做實驗、選做實驗和自主實驗的比例，前者保證教學基本要求和基本技能訓練，后者則由學生根據自身的條件與興趣，在眾多的實驗課題中選擇，以達到因材施教的目的。課程設計、綜合性、設計性實驗，教師只提出設計的總體要求和要達到的效果，不制定統一的參數指標，設計步驟，給學生一個較大的創造空間。提倡方案的多樣性，給學生充分的創新機會。由學生完成從方案制定、電路設計、元件篩選、焊接組裝、程序設計、系統調試到設計報告撰寫、答辯等全部過程，教師變指導為引導，充分發揮學生的主動性。
（2）增大實驗室開放的力度
在安排好課內實驗教學的基礎上，充分利用實驗室資源，制訂實驗室的開放項目、開放計劃。在實驗室開放時間里，為學生提供實驗場地的同時，還為學生提供萬用表、信號源、示波器、電類實驗箱、單片機實驗箱等設備，還安排教師進行現場指導。建立現代化的實驗中心網上實驗預約與管理系統，在開放的平臺上，選做實驗和自主實驗學生可以個人預約，預約的內容包括實驗時間、場地、內容、指導教師等，這種“集中”和“自由”相結合的開放管理方式，提高了實驗室和儀器設備的利用率。
（3）開設電子技術實踐選修課
根據現代電子技術的發展和全國大學生電子設計競賽的情況，我們為電類專業的學生開設了如“電子制作”、“電子創新設計”等選修實踐課，內容包括簡單電路、系統電路和有創新特色的電子電路等的設計與制作等，為愛好電子設計的學生提供更多的學習機會。
（4）舉辦校內電子設計競賽，激發學生學習興趣
我校每年舉行的全校大學生電子設計競賽，按照全國大學生電子設計競賽的方式進行，在為電子設計愛好者提供施展才能機會的同時，也為參加全國大學生電子設計競賽選拔了隊員。在校領導和有關部門的支持及全國大學生電子設計競賽的影響下，參賽人數逐年增多，大學生電子設計競賽已成為我校學生最喜愛的科技活動。
（5）認真組織學生參加全國大學生電子設計競賽
我校是專升本不久的本科院校，電子類專業的辦學時間不長，基礎薄弱，參加全國性的電子設計大賽的經驗更少，我們把參賽作為學習、實訓、取經、提高的過程，參賽成績逐年提高。
（江西中醫藥大學，江西 南昌 330004）
【摘 要】本文分析了PBL教學法在單片機技術實驗教學中應用的必要性，并對PBL教學法實施過程中一些特點進行了闡述，特別是對于問題的提出有自己獨特的理解。
關鍵詞 PBL教學法；單片機技術；實驗教學
基金項目：江西中醫藥大學生物醫學工程特色專業子課題（JZJSJ-2012-5）；江西中醫藥大學校級教改課題（2012jzjg-10）。
0 引言
《單片機技術》課程具有較強的理論性和實踐性，為了盡快讓學生掌握單片機應用技術，為他們在單片機軟件、硬件的開發與應用方面打下堅實的基礎，為今后的就業創造良好的條件，在開設理論課程的同時，還安排了相應的實驗課程。
傳統的實驗教學往往是預先由實驗教師設計好相應的實驗項目，如程序設計、I／O口使用、中斷與定時器使用、顯示與鍵盤、串行口通信、A／D等。然后由學生照本宣科地重復，完成所謂教學大綱所規定的實驗，這種實驗教學方法不利于培養學生的動手能力、創新能力和綜合運用知識的能力，也不能進一步激發學生的學習興趣和主觀能動性，甚至出現了學生不作實驗前的準備、抄襲他人程序和實驗報告的不良現象，學生普遍反映這種驗證式的實驗教學收獲不大。為了適應當今社會對電子類專業的人才需求，必須對單片機實驗教學進行改革。
PBL英文全稱為Problem Based Learning,即以問題為導向的教學方法，PBL最早起源于20世紀50年代的醫學教育中，目前已成為國際上較流行的一種教學方法。
PBL是基于現實世界的以學生為中心的教育方式，它把學習設置到復雜的、有意義的問題情境中,通過讓學習者合作解決真實性問題,來學習隱含于問題背后的科學知識,形成解決問題的技能,并形成自主學習的能力。PBL強調以問題解決為中心、多種學習途徑相整合,而不只是純粹的探索和發現,同時它強調學習者之間的交流合作,強調外部支持與引導在探索學習中的作用等。PBL教學法的精髓在于發揮問題對學習過程的指導作用，調動學生的主動性和積極性。
1 PBL教學法在單片機技術實驗教學中的實施
筆者在多年單片機技術課程的實驗教學中，應用PBL教學法通不斷地嘗試和實踐，對相應的實驗教學進行了一系列改革，積累了一些經驗，收到較好的效果。下面以廣告燈實驗為例介紹一些做法與心得體會。
1.1 PBL教學法中對教師的要求
PBL作為一種開放式的教學模式，對教師自身的素質和教學技巧都有很高的要求，要求教師不但對本專業、本課程內容熟練掌握，應該熟悉教學大綱和學生的能力情況，還應當扎實掌握相關學科知識，并要具備提出問題解決問題的能力、靈活運用知識的能力、嚴密的邏輯思維能力。和良好的組織管理能力，要善于調動學生積極性、寓教于樂、控制課堂節奏等技巧。在單片機技術的實驗教學中，教師要適時的提出問題，且對于學生經過討論沒找到思路或者無法解決的問題要給予指導。同時需要記錄學生在實驗中的表現結合實驗報告給出相應的成績。
1.2 問題的提出要密切聯系實際并能引起學生的興趣
問題的產生可以是學生自己在生活中發現的有意義、需要解決的實際問題，也可以是在教師的幫助指導下發現的問題，還可以是教師根據實際生活問題、學生認知水平、學習內容等相關方面提出的問題。如原廣告燈實驗（見程序）中只有簡單的查表程序和軟件延時這兩個知識點，并不能滿足現實生活中的各種廣告燈設計的實際需要。因此問題自然而然的要提出來了，需要設計設么樣的廣告燈、需要哪些功能、通過哪些手段可以實現等等。
1.3 問題的提出要圍繞課程大綱
實驗的目的最主要的還是讓同學們熟練掌握單片機的基本編程和調試方法，熟練掌握課程大綱所要求的知識能力、動手能力。如在廣告燈實驗中，可以提出如果要設計流水燈除了用查表的方法外還可以有什么方法？必要時可以告知用環移指令的方法。廣告燈中的閃爍時間如何控制？除了軟件延時還可以用定時器定時。這樣在廣告燈實驗中就能把定時器試驗結合在一起來完成。
1.4 問題的提出要循序漸進
一個宏大的工程是由若干個小的工程構成，同樣一個綜合性的設計實驗也可以由多個問題組成。問題的提出應該循序漸進，從最基本、最簡單的問題開始，逐步拓展，最終能解決一個大問題。這樣的過程，學生不僅在其中鍛煉了能力，還找到了逐步解決問題的的樂趣。如廣告燈實驗中可以依次提出如下問題：1）流水燈如何實現？2）延時時間控制在1S用軟件延時怎么實現？3）用定時器來實現1S定時。4）加入開關控制，實現不同廣告燈效果。5）用鍵盤控制實現不同廣告燈效果。6）廣告燈閃爍的同時播放音樂。在這個廣告燈實驗的過程中，學生不僅練習了查表程序、環移指令、軟件延時、定時器定時、開關量輸入、鍵盤輸入、分支程序等知識點，更在這個過程中實現了有特色、有個性的使用廣告燈的設計，體會到了成功的喜悅，增強了自信心。
1.5 改變實驗評價方式，增加學生積極性
實驗教學同理論教學一樣，是整個教學的重要組成部分。以往在成績考核中，筆試成績占主要部分，而實驗成績只是與平時成績一起考核，且占整個成績的很小比例，這樣，學生對相關實驗不會引起足夠的重視，從而帶來很大的負面影響。例如，有相當一部分同學在后期的專業課程設計和畢業設計中，不能獨立地完成相應的實驗。為此，須對當前的考核模式也進行改革。
首先，隨著課程改革實驗課時的增加，必須加大實驗成績在整個課程成績的比重，占總成績的50%。同時，實驗成績合格與否，作為學生具備筆試資格的必要條件，若實驗成績不合格，則（下轉第102頁）（上接第35頁）取消其筆試資格。
其次，由于學生的水平不一致，導致對實驗中所提出的問題不是都能解決，這就要求調整考核方式，不能給一個絕對的標準，對于解決了基本問題的學生可以給出實驗成績的80%，而對哪些動手能力強，解決問題能力突出的同學酌情加分，最高能給滿分。
2 結語
在多年單片機技術實驗教學中，學生普遍反映PBL教學法提高了了學生的學習興趣，激發學生的學習積極性、主動性，增強了創新能力和綜合素質，并在實驗過程中提高了對自己的自信心和對所學專業的認可度。
參考文獻
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培養計劃修訂要遵循高等教育要重視培養大學生的創新能力、實踐能力和創業精神的要求，堅持全員性與社會性、科學性與規范性、基礎性與實踐性、個性化與自主性、特色化與國際化五大原則，建立一個符合電子信息類專業特點的“通識教育+專業教育”的人才培養體系及學科平臺課程體系。
1.1課程內容
在知識結構方面，要求學生有良好的思想素養與專業知識。專業知識主要有學科基礎課、專業核心課程、高校學生電子設計能力培養的探討樓然苗（浙江海洋學院，浙江舟山316022）專業方向課、專業選修課。課程設置一定要有針對性，象模擬電路、數字電路、單片機技術、EDA技術、電路原理圖與PCB設計、電子綜合設計等課程一定要重點把握。一些針對性不強的課程如計算機輔助設計、集成電路設計可作為輔修或選修課程。
1.2課程學時
以“精簡教學內容、壓縮課堂教學學時，加強實踐教學環節的有效性”為原則，合理分配課堂學時與實驗學時的比例，對于與學生電子設計能力關系密切的課程需適當增加一些學時。如電子信息類專業方向課中的電子設計自動化、電子綜合設計輔導等課程可適當提高實驗學時數；專業核心課中的單片機原理及應用課程可按2：1.5設定理論學時與實驗學時比（32學時+24學時）。
1.3集中實踐教學環節
去消一些效果不好、由學生自主聯系、分散實習的課程或減少學分，減少一些效果不好的課程設計、畢業設計學時或改為完成設計作品學分制。為了讓學生擁有對一個電子產品從設計、開發到成品的全過程能力，除一般的實驗、課程設計、畢業設計外，可重點開設電路圖與PCB制作、C語言編程、單片機設計、電子設計等綜合技能訓練項目。
1.4形成系統教學
將大學生學科競賽的培訓與輔導教學內容納入課程學分系統中，形成系統的教學計劃，為提高學生電子設計創新能力及參加全國全省大學生電子設計競賽奠定基礎。
1.5學分的替代制度
建立學分免修、替代制度，將學生專利、學術論文、競賽獲獎等納入學分免修、替代等制度中，促進學生參與創新研究的積極性。
2．教材改革與建設
要鼓勵教師選用國內外優秀教材，鼓勵教師編寫有校本專業特色的教材，體現專業特色、行業特色和學校特色。對電子信息類專業來說，出版編寫一些實用性強、有工程項目應用實例的實踐教材是非常有必要的，如電子綜合設計實例與輔導、電路原理圖與PCB設計實例、單片機設計實例輔導等等。
3．課堂與實驗教學改革
在課堂教學中要積極推動課程教學范式的根本性轉變，在基礎課程中可探索包班制、分級制、分層制、掛牌上課等基礎課程綜合改革，逐步實行教考分離。在學科基礎課、專業課中實施任務驅動、基于問題、合作學習、案例教學等研究性教學方法，積極探索各種理論與實踐互動的教學方式，培養學生的自學能力、研究能力、合作能力。對一些與電子設計能力培養關系密切的課程的課堂與實驗教學可作以下一些償試。
3.1將與計算機操作關系密切的如“單片機原理及應用”、“電路原理圖與PCB設計”等理論課放在電子交互教室（機房）上課，在教學中將理論教學與上機實訓內容交替進行，強化教學效果。
3.2探索慕課等網絡助學平臺教學方式。分清教師講與學生學的內容，在網上可布置課外學生個人學習內容、探究式學習內容、拓展性學習內容，提高學生自主學習能力。一些選修課、方向課可借助網絡課堂等形式開設。
3.3實驗項目盡量與實際電子設計工程項目結合起來，真題真做，促進“教、學、做”相結合的“理論實際一體化”教學模式。
3.4實施教考分離，以機考替代紙質考試，或實施以設計作品為主的課程成績評分制度，促進實踐動手能力的提高。
4．實踐環節的改革
通過對電子信息類大學生就業崗位能力要求的調研，合理制定學生的專業技能標準，明確職業技能考證要求，優化實踐教學環節，提高實踐學分，從基本素質、基礎技能、專業技能、綜合訓練四個步驟及素質拓展、基礎技能、專業技能、專業綜合能力、綜合實習和創新實踐六個模塊構建實踐教學體系。對一些效果不好的課程設計報告、畢業設計論文學分評定制，可改成以課程設計實物作品、畢業設計實物作品、發表的科技論文、獲得的知識產權（專利）證書、學科競賽獲獎證書等為主的成果學分評定制；一些分散的學生自主生產實習、畢業實習可改為教師帶隊制的集中實習；有條件的高?？山ㄔO校內電子焊接加工生產線，使之成為具備電子路線設計、加工、生產、測試全過程功能的電子設備校內生產實習基地。
5．課外學科競賽教學
大學生學科競賽是促進提高創新實踐能力的重要載體，要建立一套與教學培養計劃相輔助的學科競賽教學體系，適當開設一些電子設計類知識的公選課、必修課，成立學生電子設計興趣小組（社團），提供開放的活動場地，在教師指導下開展日常的電子設計活動，鼓勵并輔導學生進行科技、知識產權申請等學術研究活動，活躍校園學術研究氣氛，也為大學生電子設計競賽打下基礎。
6．職業證書考證教學
職業技能證書是為了適應用人單位工作的客觀需求。在教學上一定要強化與職業考證相關的實踐性教學環節?？蓪⒙殬I技能考證培訓內容整合到相關教學課程及實驗內容中，減少課外考證輔導的教學學時。建立校內電子工程師考證、電工考證、電子CAD考證點并設立網上輔導平臺，開放考證訓練的實訓場地，提高電子工程師、板級工程師、電工等考證學生的持證率。
7．小結
［論文摘要］文章分析了電子信息工程專業單片機原理與接口技術課程教學的現狀，認為提高設計性實驗開設的質量是教學改革的重點，指出設計性實驗開設中要注意理論與實驗的銜接、驗證性實驗與設計性實驗的銜接、課堂與課外的銜接，并不斷完善適合設計性實驗的評價體系，提高人才培養的質量。
電子信息工程專業作為實踐性、應用性非常強的理工科專業，學生必須具備扎實的基礎理論知識，具有較強的實驗技能，今后才能順利地從事電子設備和信息系統的維護和研發。要實現這個目標，必須十分重視相關課程的建設，搞好實驗教學改革。而單片機原理與接口技術課程作為電子信息專業的一門專業主干課程，其應用性非常強，設計性實驗開設質量對于學生今后就業、工作至關重要。
一、教學現狀
單片機原理與接口技術課程是電子信息工程專業核心課程之一，理論的重要性不言而喻，但在實驗教學方面大都還是停留在傳統的實驗模式上，離培養學生實踐動手能力和創新精神還有差距。很多學生反映，課程學習下來理論基本掌握了，驗證性實驗也能順利完成，但要真正完成一個實際項目時，卻無從入手。出現這種現象原因是多方面的，筆者認為主要有：
1.教學模式方面的原因。傳統教學方式中，教師主要注重于理論的完整性和知識結構的完備性。理論上從單片機的結構講起，然后講匯編指令和c語言編程，再講硬件接口及相關的程序編寫，最后講一兩個實例，課時也就差不多用完了，再想講其他東西就沒有時間了。實驗也注重基本原理和基本方法的訓練，為了讓學生認識單片機的基本組成和基本指令，所開出的實驗就占了大部分實驗課時，最后只能做幾個綜合性實驗或做一個簡單的設計，這樣就結束了整個課程的學習。
2.教師方面的原因。自從高校擴招以后，學生的數量劇增，而教師并沒有同比例增長，教師承擔的課時量太大，教學壓力過重。具體到單片機原理與接口技術這類專業性和實驗性都非常強的課程，存在著精力投入不夠的問題。如果要改革實驗教學的模式，以設計性實驗為主的話，教師就要投入非常多的精力。
3.評價體系方面的原因。就評價體系而言，目前通行的仍然是以分數的高低來評價學生學習成績的好壞。一般采用平時成績、實驗成績、考試成績各占總成績的一定比例來得到學生課程的最后得分。對有些課程來說這種方法是比較科學的，但對單片機原理與接口技術課程，就會存在這些問題：學生成績不低，但一旦面臨實際問題時，無從入手，沒有達到本課程的教學目標。
二、解決對策
為提高單片機原理與接口技術課程教學質量，培養學生解決實際問題的能力，筆者認為，提高設計性實驗開設的質量是教學改革的重點，應該從以下幾點來改革：
1.教學模式。提出和采用新的教學模式，實驗開設要特別注重開出的設計性實驗質量。新的教學模式主要包含理論教學和實驗教學兩個方面。在理論教學中，單片機的結構和基本指令講解要精，應通過實例來將相關的知識串起來，力求通過具體實例的講解達到以較少的理論課時就讓學生真正掌握單片機的結構和指令的目的。在實驗方面，則采用以開設設計性實驗為主、驗證性實驗為輔的方法，并提高實驗課的課時數。適量開設驗證性實驗，在課堂內只做1～2個，而將大部分實驗內容放在課堂外，由學生通過開放實驗室單獨完成。增加較多的設計性實驗，供學生選做，在教師精心指導下，讓學生在課外準備，課內完成，切實提高學生的實戰技能。
2.教師自身的定位。教師應自覺提高自身做項目的能力，并保證足夠的精力投入到教學中去。教師要注重平時積累，一方面，要自己動手，精心制作好幾個作品。另一方面，也可以通過提出選題，指導學生去做，將完成后的作品及文檔全部存檔。只要通過2～3年的積累，就可以形成難度、層次區分較為合理的項目選題庫和作品庫，既為后續班級的教學創建了良好的條件，對后續學生的實驗起到示范和引領作用，又為今后的教學工作減輕了負擔。要做好這些，就要求教師充分明確自身職責，牢固樹立以教學為中心的觀念，保證有足夠的精力投入教學中。
3.評價體系。作為評價體系，要改變傳統的基本是以分數論英雄的模式。單片機原理與接口技術課程如果只是掌握了一些理論知識而沒有實戰能力，分數再高都不能算是學好。作為對學生的評價，筆者認為一定確立以實踐能力為主體的評價體系，通過對學生做的項目難易程度、項目完成的效果等驗收情況來給出合適的評價。
三、設計性實驗開設與評價體系建立中要注意的幾個問題
想搞好單片機原理與接口技術課程建設，提高學生的實戰能力，就要以設計性實驗的開設為重點來進行整體設計。筆者認為需要特別注意抓好以下四個銜接：
1.理論與實驗的銜接。理論教學是單片機原理與接口技術課程教學中必不可少的組成部分，但其開設方式不能采用傳統的教學方法，而應設計出一種項目教學或稱為專題講授的形式來進行。首先，要講透基礎部分，筆者認為可以分成單片機的內部結構、單片機的指令系統、程序編寫的基本思想、硬件接口構建等四個專題進行。其次，要針對課程特點，做好五個簡單項目，如外部中斷的使用、定時器中斷的使用、并口的擴展、串口通信、ad和da轉換。最后，要對相關知識點全面整合，綜合演練，實戰2～3個較為復雜的綜合性項目，進行原理圖分析、算法設計和程序分析，并制作出作品進行演示。按這種思路設計，理論教學大致課時數為36～48個課時，實驗課時數為24～36個課時。
據此分析，實驗教學則應充分重視設計性實驗的開設。與理論教學相對應，每講完一個項目，就要依托該項目開設一個設計性實驗，每個實驗3～5個課時。通過簡單的5個項目和較復雜的2～3個項目的訓練后，學生能掌握單片機開發和設計與實物制作的基本方法和技能。當積累了2～3年后，有了很多已成功的項目可參照時，不同的學生就可以選做不同的設計性項目。在進行單片機原理與接口技術的課程設計時，則應要求學生在設計性實驗的基礎上進一步深化，將多個部分綜合在一起設計制作一個更復雜、具有較完備功能的實際系統。這是一個由理論出發，通過基礎實驗、簡單的設計性實驗、復雜的設計性實驗，最后完成復雜的課程設計過程，符合循序漸進的教學規律，實現了該課程理論與實踐的完美結合。在此過程中，設計性實驗的開設基本覆蓋了單片機原理與接口技術課程的所有知識點，使學生牢固掌握基本理論，熟練掌握基本設計思路，綜合應用基本設計方法，從而達到學以致用的根本目的。
2.驗證性實驗與設計性實驗的銜接。驗證性實驗是指為驗證已經學習過的理論知識所設置的實驗；設計性實驗是指給定實驗目的要求和實驗條件，由學生自行設計實驗方案并加以實現的實驗。驗證性實驗作為一種傳統的教學方法，在現在的實驗教學中也還有一定的作用，可為設計性實驗的開設提供一些必要的基礎。現在的驗證性實驗一般是在相應的實驗箱上完成，通過開設1~2個驗證性實驗可讓學生了解單片機的基本構成和基本工作原理，所以在開設設計性實驗前開設驗證性實驗是非常必要的。同時，一些設計性實驗的開設可在實驗箱上對驗證性實驗進行改造而成，特別是對于開始的簡單的設計性實驗更是如此。比如一些驗證性實驗，所有的電路硬件在實驗箱中是現成的，同時給出相應的實驗程序范例，學生就可以在實驗箱上進行驗證，對所做實驗的功能進行分析。教師只需要在理論教學時將程序流程圖和涉及的算法講述清楚，最后要求學生去編寫程序，然后再進行功能驗證即可。采用這么一種由驗證性實驗作為基礎并進行改造的方法對于以基本原理的掌握為目標的簡單的設計性實驗具有很強的可操作性，有利于驗證性實驗到設計性實驗的自然銜接。
3.課堂與課外的銜接。設計性實驗開設要做好課堂與課外的銜接。因為設計性實驗是要學生自行設計實驗方案并加以實現的實驗，所有的實驗方案不可能僅在幾個課時的實驗課上完成，主要工作要在課外完成。一方面，實驗方案的制訂、原理圖的設計、實物的制作等主要在課外完成，實驗課中主要是在教師的指導下進行調試和測試。另一方面，設計性實驗很難一次性成功，往往需要多次嘗試、反復修正才行，這些必須在課外完成。要使設計性實驗真正達到較好的效果，除了在理論教學中要注重和實驗教學銜接外，課外的銜接尤其重要，要做好實驗室開放，讓學生在課外能夠較方便地利用實驗室的資源，也應鼓勵學生采購一些比較簡單的單片機開發工具，如簡易開發版、燒錄器等。
4.評價標準的再定位與評價體系建立的思路。驗證性實驗往往只涉及一門課程的一個章節或一個知識點的內容，學生通過驗證性實驗，可以使所學理論知識具體化和形象化，加深對所學知識的理解與掌握，培養基本動手能力。設計性實驗突出它的自主設計性，可以是單一知識的運用，也可以是多知識點的綜合運用，給出實驗目的、要求和實驗條件，由學生自行設計實驗方案并加以實現，所以設計性實驗帶有試探性、研究性，在時間上也需要課內與課外相結合。
由于驗證性實驗與設計性開設的目標不同，所以最終的考核方式也不同。對于驗證性實驗，教師可以直接根據學生所做的實驗報告評判其實驗成績。傳統的做法是百分制。一般每個實驗成績包括三個部分：實驗預習（20分）、實驗操作（40分）、實驗報告（40分）。使用傳統的百分制，可以評價學生是否掌握了基本理論和設計方法。但設計性實驗所涉及的知識點數量不同，綜合運用的效果不同，設計方案是否得當，步驟是否簡易可行，實驗的成本、效率是否令人滿意等等，都不能一概而論，因此需要結合各方面進行綜合的評定。設計性實驗的考核要貫穿這樣一個原則：淡化結果，注重過程。對于設計性實驗我們更重視學生在整個設計過程中的表現，而測定結果只作為考核的次要因素。學生在設計方案中是否有獨到新穎的想法，整個實驗思路邏輯是否清楚，實驗過程是細節嚴密還是顧此失彼，結果是否可信等都是評定設計實驗成績的重要因素。考核中要充分鼓勵和肯定學生在設計過程中所表現出的敢于挑戰、主動學習、大膽創新的精神，以及由此帶來的思維水平和實踐水平的全面提高。
因此，設計性實驗不宜采用傳統的百分制，筆者認為，宜采用優、良、中、及格、不及格5個檔次來進行評定。首先明確“優”和“及格”的標準，在“優”的標準下，適當下降一點作為“良”的標準，“及格”標準高一點作為“中”，達不到“及格”標準的就判定為“不及格”。比如，每一個項目都設定多個指標，完全達到指標并有所創新的評為“優”；完全達到指標而無創新的可評為“良”；實現主要指標可評為“中”；實現部分指標，能體現設計者掌握了基本相關基礎知識則可評為“及格”；沒有實現任何指標，或沒有做的評定為“不及格”。這樣就應在設定實驗指標上著手，針對具體的實驗進行不同的設定，才能比較準確地定性評價學生的實驗能力，這一點仍需在實踐中不斷探索和改進。
四、結語
單片機原理與接口技術課程是電子信息工程專業至關重要的專業核心課程之一，必須更加重視設計性實驗教學的改革，提高設計性實驗開設的質量，做好理論與實驗的銜接，驗證性實驗與設計性實驗的銜接，課堂與課外的銜接，完善設計性實驗的評價體系，才能培養出符合社會發展需要的高素質人才。
