基於培養應用型人才的微控制器生產實踐教學改革研究

基於培養應用型人才的微控制器生產實踐教學改革研究

曲曰陽，商 行，王九龍

（綏化學院 電氣工程學院，黑龍江 綏化 152061）

摘 要:本專案分析了微控制器介面技術課程的理論和實訓相結合出現不足的問題，基於本校當前提出的建設應用型大學和培養應用型人才的目標。從微控制器介面技術的實訓課程入手，通過對其內容的調整，整合和修正，並於實際生產實踐相結合，提出了本實踐教學改革的研究。

關鍵詞：微控制器；應用型人才；生產實踐；教學改革

如何改革目前的課程的教學方法是我國高等院校現在面臨的主要問題之一，為了使實訓教學的體系適應我國當前科技和經濟社會的發展形勢。最近幾年我校重點提出了以“培養應用型人才，建設應用型大學”為目標的教學模式。目前擺在我校教師面前的一道難題是如何提高學生的專業課程的實際應用能力[1]。

微控制器課程具有極強的實踐和綜合性的特點，本門課程知識點繁雜，概念抽象且不易懂，學生對課程全面掌握有較大的難度。以前的教學體系依靠教師為主體的填鴨式理論和實驗教學，實驗課程的內容只用普中微控制器開發板來驗證實驗的結果，內容缺乏實用性，沒有引起學生的興趣，導致極少有學生能獨立自主地用理論知識來解決實際生產專案的設計問題，這種教學方式不利於培養學生的獨立解決實際問題的能力。如何改變這種教學方法，激發學生的應用興趣，真正理解並掌握微控制器介面技術，是微控制器教學中急需解決的問題。

本人是一位從事微控制器實訓教學工作的青年教師，在這裡結合我校實際的情況，談一下自己對微控制器介面課程實踐教學改革的方法幾點想法。

一 微控制器原理及介面技術實踐教學現狀

1.1 我校微控制器課程實驗裝置現狀

微控制器實訓的應用材料缺失，模擬開發裝置落後，尤其是模擬程式的下載介面端損壞不能下載編譯的程式，因此實訓教學內容不廣泛，前沿資訊量少，實際應用實訓量少，而且主要以驗證性實驗來教學[2]。

1.2 傳統的微控制器課程的實訓教學缺點

主要採用“普中開發板”來完成微控制器實訓的教學。在實訓中很容易發現，學生做實訓專案時都用學校提供的教材中現成的模擬資料，編譯出模擬的程式，沒有學生能夠獨立認真地去分析程式編譯的流程，更說不上程式的完善和修正了。學生對於微控制器模擬電路也僅僅依據實訓指導書的要求在普中開發板上做簡單的佈線，學生沒有一個電氣原理圖的整體概念，導致最後還是不會獨立設計模擬電路，甚至都讀不懂最基本的電氣原理圖。

1.3 理論教學與實訓教學脫節

實訓教學的內容與實際應用脫節，由於微控制器教師一般理論知識較強，但是實際應用的實訓教學能力較弱，容易產生理論知識與實際應用脫節，而本門課程又讓學生在極短的一個學期能夠理解且獨立程式設計到最後除錯執行，難度係數較大。所以學生在本課程中實際應用的系統設計能力近乎得不到應有的鍛鍊，而實際的實訓應用中又都是軟、硬體的總體系統設計，因此極大地制約了提高學生課程創新和實際應用的能力。

1.4 驗證實訓專案過多，且設計和綜合性的實訓專案少

在當前實訓的裝置和方式相對落後，教學質量較低，應用效果不是很好；沒有培養學生的動手能力。實訓裝置的落後導致學生實訓時僅能輸入簡單的程式來編譯，檢視其執行結果就結束了。因此學生不能深刻地認識設計時對實際專案的硬體要求。既不知道應該怎麼去選擇相應的晶片，也不知道怎麼去設計總體的系統，甚至有的學生在學習完本門課程之後都找不到晶片的引腳和正負極[3]。

二 微控制器實踐教學改革方案

分析以上的教學不足的問題，傳統的教學方式已經不能滿足當下社會發展的形勢對高校的教學要求了。本方案擬提出對微控制器介面實訓課程加以拓展，不能侷限於課程的基本理論的學習，還要把企業的實際生產案例引入到微控制器的教學當中來，用實際的生產專案來促使學生更好更直觀的應用微控制器課程所學的知識。基於本方案的實施過程，引用幾個實際生產專案來完成微控制器的教學內容，現舉一個案例來論述本教學改革方法。專案名稱《基於微控制器的車門控制系統》，其包含微控制器中控模組、繼電控制模組和無線傳輸模組。從教學內容可知該專案包含微控制器中的按鍵處理、數碼顯示、定時器、中斷、模數轉換、序列通訊和I/O口操作等基礎知識,還包含電子產品的設計方法、 電路除錯和電子產品的軟硬體綜合除錯等電子產品的研發內容。基本部分為微控制器的基礎知識,是教學大綱規定的教學內容,也是每一個同學必須完成的任務[4]。

三 學生獨立開放式完成專案

3.1 實際專案的實施

我們學校對於微控制器的教學有兩種途徑，一個是學校設立了獨立的實訓課程，另一個是開放實驗室專案，我院還有汽車服務工程專業，結合我們學校的教學和專業情況，我把基於微控制器的車門控制系統的產品在實訓課和開放實驗課上展示給學生，並把各個模組做簡要的闡述，並把專案的設計任務佈置下去，作為教師，把專案徹底放給學生獨立自主得去做，同時在課上或者課下隨時給學生做輔導答疑，使學生的思路一直朝著專案完成的方向發展，即以“專案引入→專案分析→功能分解→知識點串講→實踐應用→平臺構建→專案開展→專案完成”的一系列教學活動。這種教師引導使學生以一位電子研發工程師的角度來解決問題。 讓學生做和學相結合，體現專案的實踐性[5]。

3.2 專案的考核標準

在學生的實際專案開發過程中，通過什麼途徑可以確保學生對專案開發的學習具有時效性，我參照了我校和別的院校的微控制器實訓的考核辦法，制定了一個考核方案，方案如表1所示。

表1 考核方案表

3.3 專案的效果

從考核成績看，學生可以獨立完成專案，70到90分居多。平時上課認真程度較好，但是對知識的應用細節有待提高，特別是程式缺少“；和{}”的學生較為常見。因此在教學中強調細節的把控，在實訓中嚴格要求，注意培養學生認真嚴謹的科學態度。

四 結 語

通過此次的教學改革，學生對微控制器學習更加有興趣，可以對實際的專案做一個整體的設計，並且學以致用，在藍橋杯微控制器設計大賽上多次獲得省和國家獎勵，並且在微控制器開發領域就業情況良好。

參考文獻:

[1]陳爽，應用型人才培養模式的實驗教學改革[J].實驗室研究與探索. 2012(09):1~3

[2]郭繼寧，曹麗.高職微控制器原理與介面技術課程改革探討[J].科技資訊，2012 (9) :206-206

[3]蘇寶林，李懷亮.微控制器原理及介面技術實踐教學改革研究[J].綏化學院學報，2010(1):191~192

[4]劉友澈，林 嵩，徐閩燕.微控制器實踐課的專案化開放式教學改革研究[J].考試周刊，2016(1):18~19

[5]劉成堯，王海娜.高職微控制器開放式專案化教學模式研究與實踐[J].職業教育研究，2013(2):31~33