单片机课程设计总结范文
时间：2023-03-22 15:20:33
导语：如何才能写好一篇单片机课程设计总结，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
在开发单片机嵌入式系统时，使用最多的软件就是Keilc51软件，此软件是由Keil公司研发出来的，软件以uVision2为开发平台，具有的功能包括项目管理、编码、程序生成器等。Keilc51的优点在于：其界面的友好性较高、操作便捷，支持对汇编语言、C语言及混合语言的编程、编译和调试工作，可以在很大程度上缩短设计周期，在对程序进行修改时也是很方便的。与此同时，Keilc51还能够加载Proteus软件的VSM仿真器，加载之后就可以和Proteus软件进行联机调试。
一、课程设计流程
1.编写相关指导文件
在对课程设计着手之前，需要对课程设计的流程进行文档编写，为扎实掌握单片机技术打下基础。相关指导文件包括：单片机项目开发的相关教程和例程材料，Keilc51和Proteus软件的教程和例程材料，单片机课程设计完成程度的标准，课程设计大纲等。
2.选择题目
在制作课程计划时，需要根据每个章节内容的不同和课程进展程度对学生的实际学习情况进行考量，通过对学生掌握情况的判断再对课程设计进行拟题。课程设计的题目包括针对各章内容的，也包括针对综合应用的：关于MSC-51与A/D转换方面的课程设计题目，关于MCS-51串口方面的课程设计题目，关于定时器与中断方面的课程设计题目，关于I/O接口方面的课程设计题目，关于MCS-51的综合使用方面的题目等。除此之外，还要列出详细的元件表，供学生选择和参考，并对课程设计题目的实现提出相应的具体要求。
3.使用仿真软件和实现电路功能
在课程设计实现中，教师可指导学生分组进行，根据学生所选题目对学生如何在软件和硬件等方面进行设计给予指导，以完成设计的初步内容。在对学生进行指导时，可按照以下步骤进行：
（1）绘制程序流程图，可以使用Visio或Word进行绘制。学生在绘制程序流程图时，不但要依据所选题目的设计要求，还要结合教师的指导内容进行绘制，为接下来的程序设计做铺垫。
（2）设计硬件电路，可以使用Proteus软件进行设计。在这一步骤中，首先要对Proteus软件进行学习，在掌握基本应用原理和方法的基础上，再依据设计要求设计电路。在学习Proteus软件的基础上，由教师组织学生先进行软件的实际操作学习，需要学生掌握的内容有：建立工程文件、选取和使用元件、连接电路和进行调试运行等。
（3）编写程序和编译调试，根据上一步骤得到的硬件电路使用汇编语言编写源程序，再在Keilc51软件中进行编译和调试。教师要指导学生，让他们依据课程设计要求把编写好的汇编代码导入到Keilc51软件中，进行编译调试。
（4）联合调试，对Proteus软件和Keilc51软件进行联合调试。将在Proteus中画好的原理图在ISIS上打开，在Proteus软件里的DEBUG菜单中选择use remote debug monitor选项，并对联机仿真参数进行设置。将在第三步中编译好的Keilc51工程文件打开，并设置相关参数：在Keilc51的project菜单中点击进入option for target“工程名”，在DEBUG选项的右上方下拉菜单中选择Proteus VSM Monitor-51 Driver，并设置联机仿真参数。
4.面包机设计和电路功能的实现
在这一阶段，教师要先组织学生对集成芯片的用途和管脚功能进行学习，之后再在面包板上建电路，电路连接无误后，使用编程器将程序烧写到单片机的CPU上，最终使电路功能得以实现。
5.实行课程设计考核答辩制
教师采用答辩制的形式对学生的课程设计进行考核，在答辩中真正判断出学生对课程设计的体悟到底有多深。
二、成果总结
本课程设计将软件和硬件的使用集合了起来，完成了对单片机的开发设计，在实践过程中取得了良好的结果，让学生对软件电路、硬件电路以及软硬件联调设计和面包板设计都有了更加深入的了解。
1.理论与实践结合
在教学中，不仅要将学生的实际情况与学习内容结合起来，还要单片机学习中各个章节的内容和实际动手操作结合起来。在本课程设计中，拟定了MSC-51与A/D转换、MCS-51串口、定时器与中断、I/O接口、MCS-51的综合使用等方面的数十个设计题目，并对课程设计提出了具体要求。
2.让学生告别“眼高手低”
仿真联调的结果虽然不能完全代表在实际情况中的结果，但是在很大程度上已经实现了电路设计的功能在虚拟情景中的实现，为判断抉择提供依据。根据仿真联调的结果，我们可以在硬件操作中实际运行，通过这种方式，可以对仿真结果的正确性和准确程度进行校正。在学生进行实践之前，要让学生对集成芯片的芯片用途和管脚功能有所了解，之后在面包板上建电路，然后将程序通过编程器烧写到单片机的CPU上，这样就可以完成对电路功能的实现了。在课程设计的一系列环节中，学生既可以学习到各环节所需工具的相关知识，又可以提高学生的动手能力，增强学生的学习积极性。
3.对能力的培养
在实践课程设计的过程中，通过绘制流程图、画电路图和编程等，可以锻炼学生有步骤地实现目标的能力；通过要求学生对程序进行标注，可以有效锻炼和提高学生的编程能力，增强他们独立思考的能力。
先进和完善的软件能够使硬件的运行达到更好的效果。在单片机课程设计中引入软件，可以使学生在了解和掌握单片机的设计流程的基础上，熟悉联调的技巧与方法。与一般的单片机仿真软件不同，在课程设计中所使用的仿真软件除了能仿真单片机CPU的实际情形，还能仿真单片机周边电力和未参加工作的电路情况。此仿真实验能够很好地将实验和工程衔接起来，仿真结果的无误将为电路的实际实现提供重要依据。同时这样的课程实训也是工程师的最基本实践内容，这也为学生今后的学习和工作奠定了基础。
参考文献：
[1]乔建华.李临生.Proteus在单片机教学中的应用分析[J].电气电子教学学报，2009，2（6）：24-25.
[2]陈淑芳.基于51单片机的教学实验系统的设计与开发[D]青岛：中国海洋大学，2011.
[3]吴慧芳，陆茵.“单片机原理及应用”课程设计引入Proteus软件的实践[J].中国电力教育，2010，5（9）：123-124.
篇2
关键词：单片机；教学；Proteus；仿真
作者简介：张兰红（1968-），女，江苏盐城人，盐城工学院电气工程学院，教授；陆广平（1974-），女，江苏盐城人，盐城工学院电气工程学院，副教授。（江苏 盐城 224051）
基金项目：本文系盐城工学院2013年度教改研究项目“基于实践能力和创新能力培养的《单片机原理与接口技术》课程改革”的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）05-0076-02
单片机广泛应用于工业控制、汽车电子、机器人、通信、能源与军事等众多领域，成为电子技术智能化最普遍的手段，因而单片机课程已成为高校电气信息类专业重要的专业基础课程。[1，2]但在多年的教学实践中笔者发现学生的学习效果并不理想，有些同学在经过一个学期的学习后甚至连基本概念都建立不起来，根本谈不上进行单片机应用系统设计了。究其原因，最重要的一点是：单片机是一门涉及计算机硬件与软件的多学科综合性课程，实践性极强，[3]但在教学过程中枯燥繁杂的理论知识缺乏一种有效的方式进行及时演示与验证，使得学生理解与记忆困难。尽管该课程都有实验，但传统的实验教学只有十几学时，而且受实验时间与场地等条件限制，一般不能及时进行，因此该课程教学的理论和实践常常是脱节的，这导致学生学习困难、兴趣低、效率低。如何让学生通过单片机课程的学习尽快熟练掌握单片机原理及应用系统设计，英国Labcenter Electronics公司开发的用于电子电路和单片机系统仿真的软件Proteus解决了这一问题。为提高本门课程的教学效果和质量，笔者将Proteus仿真技术用于单片机教学的全过程，做到理论与实践随时相结合。具体做法介绍如下：
一、Proteus仿真在理论教学中的应用
1.建设基于Proteus仿真实例的教材
为了有一本起良好引导作用、实现理论与实践相结合的教材，笔者编写了机械工业出版社普通高等教育电气工程与自动化（应用型）“十二五”规划教材《单片机原理及应用》，[4]该教材特点为：以51系列单片机为主讲对象，加强Proteus仿真实例教学，每学完一个功能结构单元，均给出便于学生实践的Proteus仿真实例，大部分实例都是独立完整的单片机控制系统。通过对多个应用实例的仿真操作，使学生及时有效地掌握相关知识点，同时可模仿性地做出自己的系统，使学习过程是一个充满趣味的过程。当知识点全部学完，学生就具备了初步的开发单片机产品的能力。
2.设计基于知识点的仿真模型
针对51单片机的所有知识点，笔者都精心设计了Proteus仿真模型。[4]模型设计的原则一是帮助学生明确概念，解决重点与难点问题；二是尽量多与日常生活中的应用实例结合，加强趣味性与实用性；三是尽量多使用Proteus的调试功能，让学生明白单片机工作的详细过程。下面列举两个典型的例子。
（1）中断及其嵌套一直是较难理解的概念，设计了图1所示的仿真电路。图中要求单片机在主程序中控制P1口流水灯循环点亮，当外部中断INT0引脚出现负跳变时，P1口全部发光二极管亮5秒，当外部中断INT1引脚出现负跳变时，P2口所接的共阴极数码管显示数字“1”，保持时间为5秒。其中INT1为高优先级，INT0为低优先级。通过对中断寄存器的不同设置，该模型既可让学生观察在主程序执行过程中INT0与INT1分别出现负跳变，即发生单级中断时的效果，也可让学生观察INT0先出现负跳变、INT1后出现负跳变时的中断嵌套效果。通过对此仿真实例的编程、调试与运行，学生就很容易掌握中断与中断优先级嵌套等抽象概念的含义了。
（2）定时器/计数器T0、T1的工作原理较复杂，其原理涉及工作模式控制（选择定时器模式还是计数器模式）、运行控制（选择运行还是停止）、工作方式选择（选择不同计数范围的四种工作方式中的一种）和中断控制（计数溢出后如何处理）四部分。为了讲解定时器/计数器的工作原理，设计了图2所示的电子秒表仿真电路，使它从0～59s不停地计数。
但在晶振为12MHz的情况下，定时器四种工作方式中定时时间最长的一种也只有65.536ms，达不到1s，要达到1s的延时，只能采用多次中断的方式。因此实现秒表功能，笔者选择了定时器/计数器T0，让它工作在定时器模式；选择工作方式1，定时时间为50ms；每隔50ms中断1次，在中断程序中修改计数初值，并使中断计数器加1；中断20次时达到1s，此时在中断服务程序中除修改计数初值，使中断计数器清零外，还使输出到数码管的数值加1。
该仿真实例编程时需要对定时器T0的计数寄存器TH0与TL0、方式控制寄存器TMOD、控制寄存器TCON以及中断寄存器IE进行设置，用到了定时器的所有相关寄存器及全部控制，可使学生全面掌握定时器的原理与使用方法。
图2中秒表处于仿真运行状态，管脚上的红、蓝、灰块分别表示管脚电平为高、低和不定状态，色块可以帮助学生分析与调试电路。
3.进行基于Proteus仿真的现场教学
教师事先根据教学内容准备好Proteus仿真模型，课堂上讲解完相关知识点后，就运行Proteus仿真模型，使学生看到实实在在的运行现象或结果，增强教学的直观性、生动性和趣味性。
因目前绝大部分学生均有笔记本电脑，所以要求学生将电脑带进课堂。对于验证性实例要求学生用电脑与教师同步观察程序运行时寄存器、存储器和变量内容的变化，观察电路的工作状况及控制效果。在课堂上教师还现场指导学生对实例进行编程，设置单片机的特殊功能寄存器，调试并下载运行程序，观察运行结果。现场教学方式使学生及时理解相关知识点，掌握单片机内部功能部件与器件工作原理，领会抽象与复杂概念的含义。
4.开发用Proteus仿真的小实验型课后作业
对C51语言、单片机内部的定时/计数器、中断系统、并口、串口及可编程外设的课后练习，笔者都开发了大量的小实验型作业，[4]学生须利用Proteus仿真软件在自己的电脑上完成硬件电路的连接与软件程序的调试。鼓励学生写出不一样的答案，以调试结果通过为准。通过大量的课后练习，既促使学生掌握了知识点，也为真正进行设计性与综合性实验做好准备。
二、Proteus仿真在实验教学中的应用
1.进行全设计型虚拟实验
目前单片机实验教学中大部分实验器件以及电路都是预先固定在实验箱上的，学生缺乏自主搭建电路的机会；同时实验箱系统大，集成度高，验证性实验多，这些均导致实验过程不清晰。因此笔者要求学生用Proteus软件进行全设计型虚拟实验。方法为：每一次实验前将实验原理、所需元器件及实验要求提供给学生，学生首先要在理解原理的基础上，用Proteus软件搭接电路、编写控制程序、编译并下载到单片机、仿真运行，出现问题后再对电路和程序进行反复修改与调试，直到出现所需结果。如此完成一次完整的虚拟实验的过程接近于实际系统的开发过程，有利于学生理解和掌握单片机系统设计的原理和方法。
2.利用虚拟实验来指导实际实验
进行完Proteus全设计型虚拟实验后，大部分学生已经理解了电路的工作原理，并使用了充足的时间来进行程序的调试，这样可以有效地指导实际实验，保证实际实验的成功。
进行实际实验时，学生根据proteus虚拟实验结果，连接实际电路，下载程序并调试运行，在此过程中让学生初步体会仿真电路与实际电路的区别，将更多的精力用来解决实验中出现的各种实际问题上。有了Proteus虚拟实验的指导，实际实验一般会很快完成，剩余时间让学生进行各种设计性、综合性实验，或将课本中的实例拿到实验仪器上进行验证等。
三、Proteus仿真在课程设计中的应用
1.选择Proteus仿真与实际制作均可的题目
因课程设计时间较短，学生的独立工作能力较弱，为使学生充分体验单片机系统设计过程，首先由教师在选题上做精心准备，选取一些软件与硬件兼顾结合，工作量不是太大，用Proteus仿真模拟和实际制作均可行的题目，如：八路抢答器、滚动显示的点阵显示屏、电梯数字显示器、电子密码锁控制系统、电子琴、交通灯控制系统、波形发生器、数字电压表、温度显示器、电子钟等，以达到先仿真再用仿真指导实物制作的目的。
2.利用Proteus仿真指导实物制作
课程设计要求所有同学都完成印刷电路板作品。为了保证成功率，减少反复修改电路，重新制板等工作量，课程设计组织如下：第一步首先完成相关课题的proteus仿真设计，完成电路原理验证与控制程序的调试；第二步根据Proteus仿真结果，准备元器件，在多孔电路板上焊接电路，下载程序，调试实物作品；第三步根据多孔板实物调试结果完成硬件的PCB设计，加工PCB电路板，完成程序的下载与调试。
3.总结Proteus仿真与实际电路的差别
通过课程设计，大部分同学均深刻体会到单片机应用设计中Proteus仿真所起的非常有效的辅助作用，但也认识到仿真与实际电路之间还存在差别，部分同学反映课题用Proteus仿真能够实现，在实际电路中实现不了，还必须解决实际电路中出现的各种新问题。在课程设计结束后，笔者会组织学生讨论并总结Proteus仿真与实际电路的差别，促使学生用好Proteus仿真这个辅助工具。
四、结束语
笔者将Proteus仿真应用于单片机课程的理论教学，使学生及时有效地掌握了知识点；将Proteus仿真应用于实验与课程设计，使学生深刻体会了单片机应用系统设计的全过程，同时也认识到仿真不能完全代替实物，在实际应用中会遇到很多新的问题，只有将Proteus仿真和实际单片机应用系统的设计有效结合起来，才能真正锻炼自己的单片机软硬件综合开发能力。通过近两年将Proteus仿真引进单片机教学全过程的实践，学生普遍反映，该课程教学趣味性高，理解容易，有利于自己实践和创新能力的培养。有许多同学通过单片机课程的学习，学习热情被大大激发，自行购买了元器件或学习板，借助于proteus仿真的前期开发，很快做出了新产品，在各种电子大赛、创新课题与毕业设计中取得了优异的成绩。
参考文献：
[1]楼然苗，王世来.单片机实践教学改革与应用型人才培养[J].中国大学教学，2009，（3）：80-81.
[2]徐武雄.proteus软件在单片机课程教学中的应用[J].中国电力教育，2010，（10）：54-56.
篇3
分类号：G642 文献标识码：A
1.单片机课程特点及现状分析
单片机原理是一门理论性和实践性都较强的课程，在工业控制，人工智能，仪器仪表等
方面都得到了广泛应用[1]。为满足市场需求和生产需要，高等院校工科专业都开设了单片机技术课程。
传统的单片机教学有很多不足，比如理论与实践教学脱节，理论课讲授比例过大，理论教学老师占主体，学生被动学习，课后配合一定学时的实验，这样的教学方式使教师与学生互动较差，难以激发学生学习兴趣。另外，单片机是一门实践性较强的课程，学生只有通过硬件电路设计、程序编写、系统调试等过程，才能较好掌握单片机相关理论知识和实践能力。然而目前大多数高校单片机实验设备都是采用现成实验箱，其硬件电路都是模块化的，学生不需要进行任何设计，只需简单连线、输入程序、检查运行结果，而对于实验过程中涉及的相关原理不是很清楚，这与会利用单片机进行实际系统设计的要求相差很远[2]。
基于以上情况，结合笔者这些年实际教学经验与体会，针对课堂教学、实验教学和考核方式等方面改革做一些相关探讨。
2.课堂教学的改革
2.1变革课程教学方式
传统的教学方式多数为填鸭式教学，这种方式很难充分调动学生学习积极性，也不能有
效引导学生创新性思维。而现代教学强调“研究型”教学，在教学中增加更多的互动环节，积极引导学生对所学知识进行深入挖掘，强调学生自主学习能力培养[3]。传统型教学方式重视基础知识讲授，教师在单片机教学中应将研究型与传统型教学方式合理结合，既侧重基础知识讲授，同时也要引导学生积极思考、勤于实践，为以后工程实践活动打下坚实理论基础。
2.2充分利用多媒体
目前，单片机教学中已普遍采用多媒体技术。计算机图文声像并茂的特点对激发学生学
习兴趣有一定积极作用，多媒体使课堂教学不再枯燥，但学生从多媒体演示图片中也只知其然而不知其所以然。因此，在使用多媒体教学中，还需要结合单片机开发调试软件，比如Keil等，实时演示程序设计过程中每一条指令执行后单片机数据存储器、程序存储器、寄存器的变化，以及PC如何引导指令的执行顺序等。
2.3在单片机课程教学中引入Proteus软件
单片机课程内容复杂抽象，为在最短时间内，将单片机基本知识和应用实例立体化呈
现给学生，笔者在课堂教学中引入Proteus。Proteus软件是一款包含大量系统资源、丰富硬件接口电路，具有强大调试功能和软硬件相结合的仿真系统[4]，它在单片机系统开发中占有极重要地位。
在课上，老师可以使用Proteus软件，先将实例电路原理图画好，然后再将程序源代码装入单片机仿真元件中，在仿真系统运行过程中，学生能看到跟实际电路板一样的运行效果，这样将使抽象的单片机软硬件设计过程具体化、形象化。学生在课堂上不仅能看到单片机应用电路搭建画面，还看到了调试过程，再加上老师的详细讲解，这非常有利于提高学生的学习兴趣。教学实践表明，Proteus的应用，不仅能有效解决单片机教学中理论知识讲解和实际应用脱节的问题，还能增强教学的生动性，提高教学效率。
3.实验教学内容的改革
单片机课程实践性和应用性很强，因此教学上不仅要培养学生具备扎实的理论基础，还要注重实践教学，培养学生动手能力和应用能力。
3.1合理安排实验内容
实验是将课堂理论知识转化为实践能力的重要环节。在保证实验教学课时的基础上，适当提高综合设计实验在实验环节中的比重，以培养学生综合解决实际问题的能力。另外，教师在实验前将指导书及实验任务提前布置给学生，让学生利用Proteus仿真软件在计算机上搭建硬件电路，然后根据实验指导书中实验内容编程调试，调试成功后再到实验室进行硬件验证。这样做可以节省实验时间，同时也能让学生掌握仿真软件的使用。
3.2加强课程设计环节，提高系统设计能力
课程设计是培养学生单片机相关应用系统设计与开发能力的重要环节。单片机课程设计应以学生为主体，设计题目要多样化。学生选好题后，先查找资料，确定设计方案，然后利用Proteus设计硬件电路，并通过Keil进行编程调试。仿真调试成功后，再购买电子元器件，进入实际系统软硬件开发流程，最终做出实物。通过扎实的训练，学生基本可以掌握单片机产品开发流程，为毕业后走上相关工作岗位打下基础。
3.3引导学生参加科技竞赛
单片机作为一种通用的微控制器，非常适合应用到各类科技竞赛中去。组织一些学习兴
趣浓厚、基础扎实、创新能力较强的学生参加省级、国家级各类科技竞赛。实践证明，该方法能调动学生学习积极性，激励学生更深入的钻研单片机系统开发相关知识。目前，我校成立了创新实验室，在平时让实验室成员自己选购元器件，进行相关系统开发训练，积累经验，指导老师给与必要技术支持。近年来，实验室学生参加了多个电子设计大赛、机械创新设计大赛等，均获得了不错的成绩，这些对教学工作产生了积极的影响。
4.考核方式上的改革
目前，单片机课程考核是由平时成绩、实验成绩和期终成绩三部分组成，期终测试重点考核理论知识，而且通常采用闭卷考试。这种考试形式会使学生误以为学习单片机只需死记硬背知识原理即可。改革后的课程考核结合开卷考试、实验考试和开放性自选作业考核三种方式。改闭卷考试为开卷考试是由于单片机课程是一门偏应用性课程，它侧重于学生对单片机的掌握并将其应用到实践中的能力，而不强调学生对知识点的记忆，开卷考试更能考察学生对知识灵活运用能力。同时，借助实验环节考核，来加强学生动手实践能力培养。最后在平时布置些开放性作业，让学生自由选择。开放式作业大多是让学生借助Proteus软件完成一些小的作品设计。仿真软件的使用让学生不再受限于有限实验课时和实验设备，使其能够更加灵活深入地学习单片机知识。
篇4
一.引言……………………………………………………2
二.总体设计方案………………………………………….2
1. 设计思路………………………………………………….2
2. 总体设计框架……………………………………..……..2
三.设计原理分析…………………………………………4
1. 校时模式…………………………………………………………..4
2. 定时模式…………………………………………………………..4
3. 工作模式…………………………………………………………..4
4. 存储器93C46的相关介绍…………………………………….….4
四.程序部分…………………………………….………….5
1.程序分为五部队分…………………………………………...…..5
2.部分程序及按键说明……………………………………………..5
3.程序流程图………………………………………………………..6
4.程序清单…………………………………………………………..8
五.运行结果…………………………………………….....21
六.总结…………………………………………………….21
七.参考资料……………………………………………….21
摘要
文章介绍了一种以8031单片机为核心片外扩展 at93c46电檫除可编程只读存储器并带有数码LED显示时.分,秒和以指示灯做标志的按键校时自动打铃器.
一.引言
用单片机控制的自动打铃器,充分发挥单片机体积小,价格便宜,功耗低.可靠性好等特点,可用于学校作息,方便了广大师生.
部分参考文献
[4]张毅刚．单片机原理及接口技术．哈尔滨工业大学出版社，1990
[5]谭浩强．单片机课程设计．北京：清华大学出版社，1989
篇5
【摘 要】文章介绍了应用单片机一体化教学设备进行技师毕业设计的案例实施，详细分解了完成“循迹避障智能小车”各项功能的学习情境，真正实现了教、学、做一体化，为学生走上工作岗位从事单片机产品的开发和应用奠定了坚实的基础。
【关键词】循迹避障智能小车 单片机一体化教学设备 学习情境
为了改变传统单片机教学中按照理论教材照本宣科，教师教得费力，学生学得辛苦的现象，我们研发了单片机一体化教学设备，将其应用于教学实践中，采用“基础教学―课程设计―毕业设计”三步骤进行分阶段实施。在基础教学中使用基本教学模块，学习单片机I/O接口应用、数据采集、数据显示、按键控制、在线仿真器和Proteus仿真软件的使用，设计制作流水灯、模拟交通灯等项目。在课程设计中，学生仿照应用模块，完成“0～99分倒计时定时器”单片机控制系统的设计、仿真、制作、调试，学习撰写课程设计报告。在技师毕业设计中，以真实的产品8路抢答器、单片机万年历、超声波测距、单片机温度控制系统和循迹避障智能小车等作为载体，以产品功能开发的流程为主线，将单片机技术的学习融合到小型产品的开发与制作的工作中，实现与小型单片机产品的近距x接触。
下面以“循迹避障智能小车”为平台，介绍通过学习单片机一体化教学设备上的有关模块，在技师班进行毕业设计的案例实施。
一、智能小车简介
智能小车是一个集中运用单片机、传感器、自动控制、机电一体化、数据通信、人工智能及机器人学等高新技术的综合体，主要由系统的核心控制――单片机，运动方式――机械传动结构，检测方式――传感器，控制方式――电机、舵机，通讯方式――串口、无线通信等部件组成，能够实现自动识别路线（寻迹），判断并躲避障碍（避障）等功能。
二、学习情境
我们选择了上海益芯科技有限公司开发的产品套件“循迹避障智能小车”作为技师毕业设计的载体，将单片机一体化教学设备上有关中断、定时、传感器监测、数码管显示、1602显示、12864液晶显示、PWM控制、红外发射/接收、直流电机驱动等内容进行综合运用，采用两轮差分驱动直流电机的驱动电路与PWM调速，利用红外线传感器反射接收，检测智能小车车轮的偏转情况，然后输出高低电平传送给单片机，控制小车能够寻找具有一定黑白对比度的黑线，进行沿直线或沿弧线快速行驶；当小车探测到前方有障碍物时，能自动调整，躲避障碍物，从无障碍区通过；为了使智能小车具有良好的人机界面，采用数码管或液晶屏作为显示器，显示小车行驶中的有关参数。我们将以上功能的实现分成4个学习情境，每个学习情境又由2～4个子情境组成。
（一）学习情境1：循迹避障智能小车的焊接与装配
子情境1：组装前的准备。包括了解循迹避障智能小车的功能和组装智能小车电子元器件的选取检测。
子情境2：电路板焊接及装配。包括智能小车控制电路板的焊接和组装。
（二）学习情境2：循迹避障智能小车各功能部件的检测
子情境1：STC89C52单片机芯片程序写入。包括STC89C52最小系统的搭建、单片机ISP编程工具的使用和程序写入芯片。
子情境2：显示系统检测。包括两位数码管显示、1602液晶显示和12864液晶显示。
子情境3：输入系统查询。包括独立按键查询和矩阵按键键盘查询。
子情境4：传感系统检测。包括红外发射管的检测处理和红外接收管的监测处理。
（三）学习情境3：循迹避障智能小车的运动控制
子情境（1）：仿真、编程软件的使用。包括Proteus仿真软件的使用和KEIL2/3/4编译软件的使用。
子情境（2）：路径运行的定义。包括直线型路径的前进与后退和S型路径的前进与后退。
子情境（3）：定时运行。包括延时启停控制和超时警报控制。
子情境（4）：避障与寻迹功能的实现。包括避障功能的实现和寻迹功能的实现。
（四）学习情境4：循迹避障智能小车其他功能的拓展
子情境（1）：语音识别功能。包括特定频率的声音控制和特定音色的声音控制。
子情境（2）：遥控功能。包括智能小车运动红外监控功能的实现和运动中数据传输功能的实现。
三、案例实施成果
技师毕业设计结束时，每个学生对自己设计制作的“循迹避障智能小车”进行总结，撰写相应的技师毕业设计论文，内容包括方案设计、系统功能分析、硬件设计、汇编语言或C语言源程序设计、调试步骤、测试报告、实物图片和视频等。学生制作的“循迹避障智能小车”实物如图1所示。
四、结束语
将单片机一体化教学设备应用于教学实践，通过具体案例――“循迹避障智能小车”的开发与制作，训练和培养了学生在单片机小型作品元器件的选用、产品的焊接与组装、软硬件的设计、仿真、调试与检修等方面的能力，为学生走上工作岗位从事单片机相关工作奠定了坚实的基础。
【参考文献】
[1]姜志玲.简易智能电动车的设计[J].华东交通大学学报，2005（04）：129-133.
篇6
1课程改革的目标
《单片机原理及应用》课程是我院计算机类专业、应用电子专业、电子信息技术专业、微电子专业、电气自动化专业及机电一体化专业的一门专业核心课程，课程开设的范围广课时量大。所以对《单片机原理及应用》课程进行全面改革是非常必要的，依据高等职业教育的培养高级技能型人才的特点和要求，按照企业行业的工程标准（《单片机设计师职业认证资格》）对原有的对单片机原理、汇编语言设计、单片机C语言程序设计应用及PCB电路设计的内容进行重新规划，让学生的知识水平和职业技能与职业岗位实现无缝对接，培养出符合企业要求的高级单片机技术人才，具体目标如下：
1.1知识目标
使学生熟练掌握单片机的基本原理；汇编语言、单片机C语言程序设计的步骤和方法；使学生能够读懂和看懂单片机工程应用中稍微复杂的电路图。
1.2能力目标
培养学生硬件电路设计能力、程序设计能力、软硬结合综合设计与调测能力；掌握单片机的开发过程和开发工具，掌握软件模拟和硬件实时仿真；掌握单片机的仿真技术（PROTEUS、KEIL），能设计、制作和调试单片机基础级产品。
1.3职业目标
了解本课程的作用和市场需求；培养学生分析问题、解决问题的能力；能有效地设计开发和完成开发任务；了解单片机市场和新技术新产品的最新发展趋势。最后，通过本课程的学习能够获得《单片机设计师职业认证资格》（中国信息产业部颁发）证书，为学生顺利进入优秀组织，建立崇高的职业信誉，获得优越的职业发展机会具有极大的帮助。这也正是职业教育的目的所在“：学有所长，学有所用”，以技能带动职业，用技能获取岗位。
2课程改革解决的主要问题
2.1教学团队的更新
本门课的代课教师大都是从学校到学校，没有在企业开发项目的工作经验，为了实现学生知识和技能与企业职业岗位的无缝对接，课程改革实施过程中聘请企业行业专家担任部分理论教学、学术讲座等，让学生了解单片机市场和新技术的最新动态。
2.2教学内容的更新
提炼单片机原理、汇编语言、C51程序设计及电路原理的知识点，以“够用”为原则，以职业岗位为导向，以单片机设计师职业资格为标准，合理设计教学内容。
2.3教学安排和组织的更新
改变原来板书加实验的教学组织，使用一体化教室进行理论讲授、工程项目原型模拟仿真、开发实际的工程项目、项目考核四个阶段重新进行教学安排和组织。
2.4教学方式的更新
摈弃以往每周一次理论一次上机，后期一周实习的教学方式，通过一体化教学、引导式教学、项目化教学、“做中教、做中学”工学结合的模式，更新了教学方式，使教师和学生共同参与教与学的整个环节。
2.5考核方式的更新
不再进行期末的笔试考试，课程教学设计将注重学生职业能力培养，体现过程性评价，把学生自评、同学互评和教师点评相结合。
2.6教材的更新
以往使用的教材大都偏重理论知识和原理的讲解，实训内容与职业岗位的要求有一定距离，所以在课程改革的实践中，收集并分析单片机设计师职业资格标准，聘请行业企业专家与校内教师共同开发工学结合特色教材。
3课程改革研究的重点
《单片机原理及应用》课程是电子信息大类专业的核心能力课程，是一门理论性、实践性和实用性都很强的课程，是基于职业岗位能力的学习领域课程。通过该课程的立项课程组组员致力于如下几个方面的研究：
3.1精简课程内容
按照中国电子产业部《单片机设计师职业资格》的标准重新规划课程内容，以“够用”为原则，以职业为导向，以任务驱动为主，项目设计开发和主线进行[1]。
3.2教师团队融合
本课课程实施过程中，除了本校教师授课指导外，不间断的聘请企业行业的专家进行授课，学术讲座等。同时让教师了解企业的文化、单片机产品的市场及最新的技术动态，提高业务能力。教师、学生和企业专家进行面对面的交流，互相了解，互相提高。
3.3探索工学结合模式
根据单片机课程的特点，以“学生为主体，能力培养为本位”的主导思想，实施融“教、学、做”为一体的教学模式，以实际工作任务为中心实现“做中教”、“做中学”[2]。
3.4制定课程考核体系
在实施教学方案的过程中要注重学生职业能力的培养，体现过程性评价，即项目准备、项目实施、项目验收、项目总结四个阶段全程跟踪式的考核评价，并把学生自评、同学互评和教师点评相结合。
3.5学生技能和职业岗位的无缝对接
学生学习理论知识的技能的锻炼基本上都是在学校进行，尽管有企业行业人员的参与，但是与真正的工作环境和工作任务相比还有一定的距离。所以有必要以行业的标准对学生进行严格要求和训练，让学生在工作上岗前就已经熟悉行业标准，具备相关的职业素质和能力，实现学生技能和职业岗位的无缝对接。
4课程改革研究的创新点
单片机课程的改革已经进行过三次，第一次是纯理论向理论+实验（实验仪上进行）的改革，第二次是理论+实验（实验仪上进行）+课程设计周的改革，第三次是理论+实验（实验仪和软件模拟仿真同时进行）+实训周(完成简单单片机系统的实物)，每一次的改革有它的特点和亮点，也对教学效果有所提高。根据高职教育人才培养模式的要求，以“学生为主体，能力培养为本位”的原则进行的第四次课程改革有如下创新点：
4.1团队开发课程
不仅有我院教师参与，还有行业企业专家进行指导和现场讲授。
4.2校企合作开发课程
课程团队深入企业广泛开展调研，收集并分析有关行业企业职业资格标准，引入行业标准即《单片机设计师职业资格》标准，课程内容进行重新规划[3]。
4.3工学结合的教学模式
在课程改革过程中实施“教、学、做”为一体的教学模式，以实际工作任务为中心实现“做中教”、“做中学”。
4.4开发工学结合的教材
课程组成员在改革的过程中要不断的总结，不断的积累，通过扎实的企业调研和市场调查，根据学生的水平和职业岗位的需要编写出一本工学结合的特色教材。
4.5制作单片机系统实物
凡是教学过程的项目最后均经过仿真调试和面包板调试制作成实验板实物，最后进行封装整理，可以做为后续班级的教学模具展示。
篇7
关键词：硬件教学；应用型人才；改革
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）18-4259-02
随着计算机应用领域的扩展，尤其是各种智能化电子电器产品的诞生与使用，近年来IT企业对计算机硬件系统设计与开发人员的需求急剧增加。而目前大多数地方院校，计算机硬件课程教学相对薄弱，培养的计算机硬件人才无论从数量上还是质量上均无法满足市场需求[1]。计算机硬件课程不仅难教难学，且对于硬件设备和实验条件有较高要求，教学成本远远高于计算机软件课程教学，因此形成了计算机专业建设“重软轻硬”和师生教学“喜软怕硬”的畸形发展现象。然而计算机是由硬件和软件组成的，缺了任何一样都无法运行。不重视计算机硬件教学与科研的结果之一，就是近年来计算机软件人才相对过剩，硬件人才相对不足。另一方面，目前我国使用的计算机核心芯片几乎都是从国外进口。核心器件严重依赖国外芯片制造商，这给国家信息安全造成了严重隐患[2]。加强计算机硬件教学势在必行。
1 传统教学中存在的问题
我校积极开展以应用型人才培养为导向的学科建设，多次制定和修改人才培养方案，有了一定的经验积累，其中计算机硬件类课程的教学改革仍处于起步阶段，具体教学中仍存在一些问题。一、很多教学内容陈旧，与实际应用脱节，对学生缺少吸引力。如仍以8086和DOS操作系统为平台来讲解微机原理。二、有些内容在多门课中重复出现，降低了学生的注意力，并使学生对课程设置产生疑问。如中断、接口等知识在组成原理、汇编、单片机、微机原理中均有涉及。三、作为应用型人才，大多数学生就业后没有机会构造计算机系统，许多教学内容会让他们感到没有学习的必要，从而丧失学习的兴趣。如加法器的具体电路实现等。四、与软件技术知识联系不够，如与C语言、操作系统等软件课程的关联性强调的不够，使学生没有形成完整的知识体系，即软硬件知识的融会贯通。例如如何通过操作系统提供的接口设置硬件的工作方式等。五、实验教学急需改革。受实验硬件条件所限，实验教学模式较为传统，综合应用型项目较少。传统实验教学多为验证性实验，很难引起学生的学习兴趣，限制了学生创造力的发挥。少数几个综合应用型项目无论是数量还是质量均无法取得更好的教学效果。
2 培养模式的改革与探索
如何培养出应用型人才，这对很多高校来说，仍是一个正在探索中的重大命题。社会需求在不断变化，计算机知识也在不断更新，相关专业的学生具体应该具备什么样的能力，掌握什么样的知识，也在不断变化。我校计算机专业采取了“3+1”的人才培养模式，即将四年的在校学习压缩到三年，第四年改在校外实训基地参加集训的培养方式。这种培养模式优点显著，即加强了学生实践能力的培养，有助于学生更好地融入社会。但“3+1”的人才培养模式在实施之初也暴露一些问题，比如伴随课程整合，学生的周学时数达到或超过30学时，这影响了学生课外文娱活动的开展。有些学生为了参加课外活动而请假，反过来又影响了学习。同时课时的缩减，特别是理论学时的减少，使得在教学过程中知识的系统性较难体现，个别课程出现用什么就只教什么，造成学生会操作，但对操作原理模糊不清。这对希望考研深造的学生不利。
经过七年的实践，我校计算机专业逐步完善“3+1”的人才培养模式，课程设置更加合理。对于硬件类课程进行了整合，形成了电路基础，微机原理，组成原理，单片机四大基础课程，不再单独开设汇编语言，缩减了组成原理，微机原理的课时，增加了单片机的课时，对硬件类课程相应增加实验课时的比例，增加课程设计环节，组织学生参加学科竞赛。对于部分知识点的重合，各门课选择不同角度学习或进行相应删减，比如译码器，在电路中侧重介绍其电路构成，在微机原理中介绍其在计算机中的应用；对于一些过于专业的知识点，适当降低学习难度，或改为选修知识点，供感兴趣的学生进行研究；对于硬件设计中使用的软件编程，逐步采用C，C++等高级语言来实现，通过课程设计来加强学生对知识的理解。在学生学习的最后一年里，计算机科学与技术专业正在尝试对学生的分流教育，即允许学生选择在校外实习基地集训，由合作单位及指导教师负责学生学习的评价，不选择集训的学生在校组织参加考研，参加相关理论课程的学习，由授课教师进行评价。
3 实验教学的改革与创新
计算机硬件教学中，实验是一个重要环节。由于实验课时的相应增加，如何充分利用课时，加强学生对知识的理解与运用成了教学改革中的重要问题。在这方面，单片机的教学改革值得借鉴。以往的单片机教学中，以课本知识为主线，通过试验箱完成实验，学生的学习兴趣不是很浓厚。改革后的单片机教学，首先学习单片机方面的一些基础知识，然后介绍一款具体的单片机——5-1单片机的基本组成、使用方法、编程案例，再将学生三五人分为一组，选择不同的单片机课程设计题目，实验课上学生自行讨论设计方案并逐步实现，理论课上教师讲解学生实验过程中的问题及知识点并组织学生交流设计思路与经验。改革后的课程更受学生喜爱，充分调动了学生的学习兴趣，而实验环节也形成了一个连续的有机环节，学生目标更明确。
4 学生学习评价机制的探索
以往教学中，学生的成绩主要是由考试成绩与平时成绩构成，对于计算机硬件类课程的实践性没有很好体现。上个学期，微机原理与接口技术这门课尝试采取了课程设计加设计答辩的成绩评定方式。学生分组完成课程设计，提交设计报告，组织学生参加课程设计答辩，由教师根据课程设计的完成度及学生在答辩环节的表现来打分。新的评价机制更加灵活，能够直观地考察学生对知识的掌握情况，也可以当做一次毕业设计答辩的预演，但这种方式也存在一些问题，比如学生现场答辩时可能较紧张，没有完全体现自身水平，同时对教师的主观判断能力也有较高要求。未来可能将这种评价方式与传统评价方式进行适当结合，提高评价的公正性与全面性，从而调动学生的学习兴趣。
5 结论
加强计算机硬件教学，培养应用型人才，仍是我校计算机专业建设的重要方向。通过前一阶段的努力与实践，我校计算机专业学生的硬件知识水平有了一定提高，实践能力得到加强，在专业学科竞赛中屡创佳绩，获得过安徽省电子设计大赛高职高专类一等奖，安徽省单片机应用竞赛二等奖，安徽省机器人大赛二、三等奖等。同时改革也拓宽了学生的就业面，增加了就业机会。但在改革过程中，仍有环节需要加强，如新的培养方式中对教师要求更高，师资队伍建设刻不容缓，教学管理激励机制也应相应改革等。
参考文献：
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关键词：单片机；课程；教学改革
《单片机原理与接口技术》课程涉及的知识点多，对技能要求全面，使得学习者备感困难。同时，由于高职学生的知识接受能力弱，传统教学方式必然造成学生听不懂，跟不上，进而厌学。面对以上问题，本文试图就高职特色的《单片机原理与接口技术》课程教学改革作一探索。
《单片机原理与接口技术》课程的特点
单片微型计算机因其具有集成度高、运算速度快、体积小、运行可靠、价格低等特点而在过程控制、数据采集、机电一体化产品、家用电器、智能化仪表和网络技术中得到大量使用。国内高校、中专、高级技工学校都相继在计算机工程、软件工程、工业自动控制、机械电子工程、精密仪器、电工电力电子、电子工程等专业开设了《单片机原理与接口技术》课程。越来越多的企业也把掌握单片机技术作为招聘技术人员的标准之一。
高职院校中，由于学制限制，学时少，不少院校和专业将《单片机原理与接口技术》课程也作为对非计算机专业学生进行现代计算机技术的第二次认识和启蒙教育，因此该课程显得更为重要。学生一般都要进行计算机应用基础的学习，完成对计算机的初步认识和基本操作的学习。如果学生缺乏相关的硬件训练，将对计算机应用的理解和学习造成障碍。《单片机原理与接口技术》课程集成了计算机组成原理、微机原理、汇编语言等课程的相关内容，并且包含单片机技术本身的知识体系。单片机“麻雀虽小，五脏俱全”。为了弄清单片机的一个概念，往往要牵扯到更多的新概念。因此在学习单片机原理与接口技术的过程中，很多学生感到困惑和吃力。
根据学生特点和课程特点，教学中应注意的几个问题
《单片机原理与接口技术》教学中必须强化基础、注重应用，进行模块化教学。同时要把握好教学与培训、理论与实践两个方面的关系。教学与培训是有区分的：教学是强调系统的基础知识，培养学生进一步学习的能力；培训则是对有一定基础的学生进行短期强化训练，尽快上手，进入角色。教学必须由易到难，符合认知规律。教学内容既要有一定的先进性又必须相对稳定。单片机基础知识相对稳定，而接口芯片的发展则可以用日新月异来形容。单片机作为一门技术，《单片机原理与接口技术》课程必然是以实验为主的课程。
教学中应先给学生一个总体的知识框架和学习脉络，让学生在任何时候对基本知识的把握都是清晰和完整的。学习单片机是一个渐进的过程，往往学习一遍难以完全掌握，而且这门技术也在不断发展，因此要培养学生的自学能力。教学中要讲清、讲透单片机硬件结构。根据教学要求和学生实际，对接口技术及接口芯片的讲解和使用可简可繁、可多可少。有条件的情况下，相关专业应开设专门的《单片机原理与接口技术》实践技能培训课程。一般专业也要充实实验教学，开足基础实验，作为理论教学的有力补充，以加深学生对基础知识的理解和基本技能的训练。
探索有高职特色的《单片机原理与接口技术》课程教学方法
“教、学、做合一”教学法在单片机课教学中，要充分发挥教与学的积极性，努力走“实践―理论―再实践”之路。强调在做中教，在做中学。通过理论教学以及实验和实训的有机配合完成教学目标。
3P教学法3P的概念是指原理（Principle）、实践（Practice）和产品（Product）的三者合一，是“教、学、做合一”的具体应用，将理论学习、实践应用、产品制作有机地结合为一体，以理论教学为基础，以实践训练为重点，以掌握知识和技能、制作产品为教学目标，较好地体现“学用一致，知能并举”的教育思想。在单片机教学中，这种教学法是非常值得提倡，并取得显著成效的一种方法。
案例教学法教师可在上课前让学生预习教师准备的实例材料，形成一定的看法，做好实例讨论的课前准备；在课堂中，针对实例出现的问题，教师组织全班讨论，由学生找出解决的方法，做出辨析；最后教师作简短的点评或补充性、提高性的总结。
上好每一堂课，注重教学设计
要提倡学生参与教学。这就要求教师在备课时不仅准备专业技术内容，更要研究教法，即如何利用“项目”、“实例”、“问题”等手段来激发学生的兴趣，提高学生参与程度，这也是课程设计的重要内容。教学设计有以下几种方法：（1）根据课程教学内容划分教学单元，按照一体化原则进行设计。（2）确定每个单元课程目标，包括知识目标和能力目标。（3）选定每个单元课程单项实训项目，以实例贯彻单元教学之中。（4）确定演示、实验、实训、实习等内容。（5）引入案例，问题驱动，操作演示，展开知识，讨论问题，总结提高。（6）板书演示，示范操作。（7）自查课程目标、层次、进度、信息量等。
参考文献：
[1]张华.课程与教学论[M].上海：上海教育出版社，2001．
[2]门振华.职业技术教育概论[M].重庆：重庆大学出版社，1988．
篇9
关键词：自动化生产线；教学方法；电机与电气控制；PLC；课程设计
中图分类号：G712文献标识码：B文章编号：1006-5962（2013）02-0027-02
高职机电一体化专业课程设置的培养目标是：面向工业企业生产现场，电气控制系统制造公司、机电设备制造公司、机电设备、电气设备、工控设备制造公司或公司、科技开发公司，培养适应社会需要，全面发展，适应本专业相对应职业岗位的高等技术应用性专门人才，主要岗位群定位是自动化设备安装员、自动化设备调试员、中高级维修电工等，本专业有五个主干学科：电气工程、电子工程、机械工程、计算机科学与技术、控制科学与工程，都是为了岗位需要设置的专业知识。其中《自动化生产线安装与调试》作为一门核心专业课在第四学期进行了贯穿和综合。
1自动化生产线的课程设置
机电一体化专业人才培养能力有：识图绘图能力、机电安装调试维修能力、电控系统调试检修能力、自动线调试维护能力、机电设备管理能力及机电产品营销能力等。《自动化生产线安装与调试》前序课程有PLC技术、传感器技术、电机与控制，后序课程有机床维修等。在我们所要实现的教学目标中知识目标涉及到：机械手工作原理、握机械手控制原理、机械手气动原理、熟悉安全操作规程；能力目标有：对已安装的机械手机械部件进行测量；对机械手的气路进行基本调试；根据故障现象判断故障部位；检查分析、找到故障点并分析解决故障；遵守安全操作规程；素质目标有严谨的职业态度、规范的操作习惯、创新精神、团结协作精神、自主学习精神及沟通能力。
此核心课程以项目驱动教学开展课程教学，提升学生的职业能力，以具体自动化生产线为载体，融合认知、安装、调试和检测等内容，实现教、学、做、评一体化教学，突出课程的职业性、实践性和开放性。以学生为主体，采取多样化教学方法。以自动化设备改造为工作过程，涉及电路图分析、电气图设计、程序设计、设备组装、设备运行调试、设备检测、设备维护等行动领域，设置六个学习情境：零配件拆装、传感器检测、气路检测、异步电机检测、步进电机检测、整体检测调试，分成20个任务。
项目一：供料站的安装，有机械拆装、气路拆装、电器拆装三个任务；项目二：加工站的安装，设计任务有加工站组装、光电传感器检测、限位传感器检测三个任务；项目三：装配站的安装，设计任务有装配站组装、电磁阀检测、气缸检测三个任务；项目四 ：分拣站的安装，设计任务有分拣站组装、传送带的检测、异步电机的检测、变频器的检测四个任务；项目五：输送站的安装，设计任务有输送站组装、光纤传感器检测、机械手检测、步进电机的检测、溜板检测四个任务；项目六：整体运行调试，有PLC控制网络构建、程序编写、综合调试三个任务。
2自动化生产线的教学方法与评价设计
2.1教学方法。
（1）讲授法：讲解项目任务，传授项目任务相关的知识点，针对学生实施过程中出现的不足进行知识点的说明。
（2）现场教学法：在符合生产要求的工作环境中进行操作技能和维修应用能力实践，提高职业氛围，在工作过程中提升学生的职业道德、职业素养和岗位适应能力。
（3）任务驱动法：将教学过程融入项目任务中，让学生自主讨论分析实施，学生在工作过程中得到知识。
（4）小组讨论法：学生每六～八人为一个小组，小组讨论分析，讨论解决，分工协作完成项目任务。
六步教学实施：明确任务、讨论分析、制定方案、检测故障、检验效果、总结分析。老师交代目标，注意观察和记录小组对现象分析情况，解答学生提出的问题，对跟主题分析偏离太远的小组予以引导，让学生自行摸索，在后期对学生可能会引起事故或损坏设备和工具的异常操作给予纠正，最后老师组织小组进行故障排除工作汇报，互评，并对每组进行考核评价，再引导学生自行总结。
2.2评价设计。
课程采用过程考核与期终考核相结合、企业考核与校内项目考核相结合、教师考核与学生考核相结合的多元化考核方式，利于理论联系实际，有利于学生的学习创新和思考，更督促他们到实际中去发现和改进，去寻找合适自己的项目和课题。
课程考核为：校内项目，企业，综合实训三大类。当堂课的考核有：教师考核、小组互评、小组自评；教师考核内容为五项：任务分析情况，实施方案制定，任务完成质量、分工协作精神、故障检测手段、安全操作规范、小组总结。
和很多专业课一样，多种教学方法和全面的评价方案，有效保证了教学效果。
3相关课教学
3.1电机与电气控制的教学。
本课程以发电机为主题，以工作任务为导向，以工厂实用型电气控制系统设计、安装、调试与维护情景教学为主线贯穿全课程，用实物进行直观性教学，使学生感性认识强，理性认识够。
典型的教学任务有三相异步电动机全压启动、三相异步电动机长动控制、三相异步电动机正反转控制、三相异步电动机延时启动控制（或三相异步电动机Y-降压启动）、机械手控制等。
课程特色是学生充分利用所学知识、网络资源、闲瑕时间作为期三个月的“继电控制课程设计”。任务书要求能够根据功能要求选择个元器件的类型及其型号；了解个元器件的工作原理和使用方法；把各元器件连接起来实现本课程设计的要求。设计内容和要求：两台电动机都存在重载启动的可能，任何一级传送带停止工作时，其他传送带都必须停止工作，控制线路有必要的保护环节，有故障报警装置。课程设计书要有课题介绍、题目、摘要、总体方案设计、设计目的、控制要求、设计要求、 硬件选型、主电路原理图的设计、 控制电路原理图的设计、重载保护电路设计、欠压保护电路设计、总结。
3.2PLC教学。
PLC是可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller）的简称，早期是一种开关逻辑控制装置，随着计算机技术和通信技术的发展，其控制核心采用微处理器，功能有了极大扩展，除了最广泛的取代传统的继电器-接触器控制的开关量逻辑控制外，还有过程控制，数据处理，通信联网与显示打印，PLC接口采用光电隔离，实现了PLC的内部电路与外部电路的电气隔离，减小了电磁干扰。
PLC有5种编程语言：
（1）顺序功能图（SFC）。
顺序功能图常用来编制顺序控制类程序，包含步、动作、转换三个要素。顺序功能编程法是将一个复杂的控制过程分解为小的工作状态，这些状态按顺序连接组合成整体的控制程序。
（2）梯形图（LD）。
梯形图沿袭了继电器控制电路的形式，是在常用的继电器、接触器逻辑控制基础上简化了符号演变而来的，形象、直观、实用，电气技术人员容易接受，要求用带CRT屏幕显示的图形编程器才能输入图形符号，是目前用得最多的一种PLC编程语言。
（3）功能块图（FBD）。
功能图编程语言是用逻辑功能符号组成的功能块来表达命令的图形语言，与数字电路中的逻辑图一样，极易表现条件与结果之间的逻辑功能。
（4）指令表（IL）。
采用经济便携的编程器将程序输入到可编程控制器就用指令表，使用的指令语句类似微机中的汇编语言。指令表程序较难阅读，其中的逻辑关系很难一眼看出，所以在设计时一般使用梯形图语言。如果使用手持式编程器，必须将梯形图转换成指令表后再写入PLC，在用户程序存储器中，指令按步序号顺序排列。
（5）结构文本（ST）是文字语言。
编程语言的学习是PLC教学的一项重要内容，中间加以不同的应用实例：顺序控制电路、常闭触点输入信号的处理，使用多个定时器接力定时的时序控制电路、三相异步电动机正反转控制电路、钻床刀架运动控制系统的设计，LED数码管显示设计，还经常根据继电器电路图设计梯形图。
增加的学习情境还常有如下任务：洗手间的冲水清洗控制、进库物品的统计、竞赛抢答器装置设计、彩灯或喷泉PLC控制；寻找数组最大值并求和运算、电热水炉温度控制等。
3.3单片机。
单片微型计算机就是将CPU、RAM、ROM、定时/计数器和多种接口都集成到一块集成电路芯片上的微型计算机。用于示波器、报警系统、移动电话、彩电等日常方面，在智能仪器仪表、工业控制、家用电器、计算机网络和通信领域、医用设备领域、工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域也都有广泛应用。
数据大都在单片机内部传送，运行速度快，抗干扰能力强，可靠性高，微型单片化集成了如看门狗、AD/DA等更多的其它资源。教学内容以80C51为核心讲授单片机的的引脚、存储器组织结构、典型语句，以实例应用为线索：单灯受控闪烁、P1口外接8只LED发光二极管模拟彩灯、单片机做加、减、乘、除运算等项目。各子任务都作硬件电路及工作原理分析、主程序流程图设计、源程序的编辑、编译、下载、单片机的I/O接口分配及连接。
教学采用ISP-4单片机实验开发板，可以完成大量的单片机学习、开发实验，对学习单片机有极大的帮助。该板采用在线可编程的AT89S51单片机，有程序下载功能，可将编辑、编译、调试好的单片机代码下载到AT89S51单片机中。
3.4变频器技术及应用。
变频技术让学生熟练掌握各种电力电子器件的工作原理、主要参数、驱动电路与保护技术；掌握交-直-交变频器、交-交变频器、谐振型变频的工作原理和应用范围；掌握脉宽调制控制、矢量控制和直接转矩控制等先进技术；了解变频器与感应电动机组成变频调速系统、变频器与双馈电机组成调速系统、变频器与同步电动机组成变频调速系统，掌握电力电子电机系统的组成、工作原理、控制方法、运行特性等，是强电应用和现代技术推广的有力体现。
3.5传感器与自动检测技术。
传感器技术代替人的感观，在各种环境下应用，检测技术是一套有效的反应体系，包括信息的获得、测量方法、信号的变换、处理和显示、误差的分析以及干扰的抑制、可靠性问题等。因此掌握常用传感器的工作原理、结构、性能，并能正确选用，了解传感器的基本概念和自动检测系统的组成，对常用检测系统有相应的分析与维护能力。对工业生产过程中主要工艺参数的测量能提出合理的检测方案，能正确选用传感器及测量转换电路组成实用检测系统的初步能力。
教学过程进行小论文制作，让学生提高计算机应用水平，使学生从文字处理水平提高到办公处理水平。对分节、目录、文献标识作严格要求。题目如数字显示电子称、基于霍尔传感器的转速表、单片机电子秤研究、光纤测温仪、烟雾报警器、小车寻迹设计、电熨斗自动恒温系统、电涡流探伤、电感测厚仪等。
4毕业论文指导分析
毕业论文专业联系实际，通常小型自动化系统以单片机为主，大型自动化生产线以PLC为主，系统运行动力离不开电机，观察离不开传感器，调速可用变频器，综合所学，学生的论文涉及广泛，有效教学可对应从如下方面侧重指导。
4.1立意选题。
根据实际和研究方向做好侧重和体现，如“触摸屏控制的碱液配置系统”和“两种液体混合装置的PLC控制系统”的系统性和方向性，“车库自动门的PLC自动控制”和“测速雷达信号处理系统”的检测指标要求等。
4.2材料整合。
在任务要求明确的基础上，首先确定相关技术指标，对应查找并列出论文结构，一份毕业论文至少含有三到五门课的内容，对应于研究方向进行相应编排和取舍。
4.3技术处理。
所搜集图片的背景往往有水印，要去掉，图片按要求进行不同方向的剪切。图表里的文字应是五号或小五，注意表格标题要单独标出等等格式要求。流程图、梯形图的设计与表现。
多种教学方法和理论联系实际教出具有学习能力和创新能力的学生，系统的学习与应用创造练就出具有竞争力的学生，专业课的有效教学和毕业论文的顺利设计将显示本专业沉甸甸的含金量。
参考文献
[1]吕景全.《自动化生产线安装与调试》，中国铁道出版社，2010年7月
[2]马玉春.《电机与电气控制》，北京交通大学出版社，2011年1月
[3]李建新.《可编程控制器原理及应用》，机械工业出版社，2012年9月
篇10
关键词：“虚实结合”；“教赛融合”；教学平台
中图分类号：G4文献标识码：A
doi：10.19311/ki.1672-3198.2016.11.113
1“虚实结合”教学模式对教学的意义
高职电类专业与其它专业不同，很多课程的实验、实训及课程设计往往要求学生既能进行硬件设计，也要求学生能够进行软件编程及实际动手组装。因此这些课程在要求学生具有较强的动手能力的同时，也要求学生具有较扎实的基础知识功底。而以往的教学方式是在传统的理论教学完成后，便直接进入实物的安装和调试环节。这种模式往往存在电路参数计算繁琐、设计方案不易修改、缺乏灵活性和创新性等弊端，拉长了设计周期，降低了效率。并且在实际动手过程中，由于元器件参数选择，程序编写能力等原因，往往难以一次就取得较好的实验效果，打击了学生学习的积极性，并且浪费了资源。
以单片机这门课程的课程设计为例，在理论学习阶段需要学生掌握单片机基本硬件电路，数码管、按键等外部电路的工作原理，并配合电路编写相应的程序。在实践教学阶段学生需要按照要求识别器件焊接PCB，并进行相对应的编程。涉及到的教学内容多，难度较大。学生往往在规定时间内难以很好的完成课程设计任务。在单片机教学过程采用Proteus仿真软件。在理论教学完成后，由学生自己在仿真软件中搭建单片机电路，将编写好的单片机程序加载到仿真中运行，观察现象，查看编写的程序是否正确。若不正确可以反复修改电路及程序，直到得到正确结果，再来进行实践动手操作。虚拟仿真对理论教学上也有很大的辅助作用。老师在上课过程中可以利用仿真更换不同类型的器件并相应地修改程序，让学生能够更好地理解单片机及电路的工作原理，极大地扩展了教学内容。
综上所述，“虚实结合”的教学模式优势主要体现在（1）提高了学生学习的效率，降低了教学成本；（2）打消了学生害怕的心理，增强了学生的积极性；（3）拓宽了老师及学生的思路和教学内容，增强了教学的灵活性和创新性。
2“教赛融合”教学方式对教学的意义
“教赛融合”是指学校依据本专业人才教学计划要求及培养方案，合理设置教学体系，将学生所必需掌握的专业理论知识与实践动手能力设置为竞赛项目，并针对竞赛项目开展理论知识与实践技能的训练。在这种模式下，竞赛已成为教学模式的一种延伸。这是一种有目的，有计划的教学行为，竞赛成为一种教学成果的检查方式。
这种教学方式与常规教学模式有极大地不同。以往的教学与竞赛脱节，往往是为了学习而学习，没有明确的目的性。而采用“教赛融合”教学模式，选取一些能够体现教学内容要求并且学生比较感兴趣的课题作为竞赛项目，并针对这些项目进行专业化的专业指示教育与专业技能训练，使竞赛与教学形成一个整体。并且这一教学方式还反过来促进了教学自身的改革。
这些改革主要体现在：（1）以往的教学过程中，理论部分是在课堂完成的，实践部分在实验室完成。而“教赛融合”要求实验室与教室一体化，实现“教、学、做”一体化。（2）“教赛融合”教学过程中将教学内容与竞赛要求结合起来，依据竞赛的内容选取必备的理论知识点，再由知识点对理论教学内容进行整合，不再按照传统学习顺序进行教学。（3）在教学过程中不再采用“老师在上面讲，学生在下面听”的传统讲授式教学，而是在教学过程中集实践、理论、自学、讨论、习题为一体，充分体现以学生为主体的教学模式。（4）“教赛融合”改革了学生的考核制度，学生作业已不单单只是习题，而是可以具有多种形式，例如收集资料，项目方案讨论，仪器使用方式的学习等等。
3“教赛融合”教学模式对“虚实结合”教学平台建设的意义
教学平台是指为开展教学实践使用的一系列软硬件设施的统称。其中主要包括提供开展教学实践的场所，使用的教学方法，设立的课程，教材资源，教学设备，以及教师水平等。以下分别就“教赛融合”教学模式对教学平台各个部分的影响进行分析。
3.1“教赛融合”教学方式对教学场地及教学设备建设的影响
一般院校的教学场地分为各类教室、实验室（实训室）两大类。教室主要作为讲授理论知识的教学场所。而实验室（实训室）主要作为学生验证理论知识，培养动手能力的教学场所。而在“教赛融合”的教学模式中，教学与竞赛合为一体，都已经成为教学的一个环节。形成以掌握实践操作技能为目的，“教、学、训、做”合为一体的教学场所。
为此，学校必须加大实验室（实训室）的投入，构建更加良好的软件与硬件条件。以培养学生基本技能、专业技能以及实验综合技能的真实项目和仿真项目相结合，建设“教、学、做”一体化实训中心。
3.2“教赛融合”教学方式对教学方法的影响
传统教学方式的教学目的不是非常明确，往往是“为了学而学”，所以采用的是“填鸭式”教学方法，很难起到很好的教学效果。而“教赛融合”的教学方式目的性明确，学生知道自己是为了完成一个任务进行学习。学生有了明确的目标，老师可采用“引导法”进行教学，让学生自己思考，从中得到答案，学会自我思考的方法。真正的做到以学生为主体进行教学。
3.3“教赛融合”教学方式对课程、教材建设的影响
大学里传统的教学课程设置一般分为基础课、专业基础课、专业课三大类。这样排课的优点是学生能够循序渐进，能够较系统的掌握所学的知识。但是这样的教学方式与实际生产过程严重脱节。而“教赛融合”的教学方式为学校人才培养设定了目标。在教学过程中，可将企业实际生产中所需要的技能设置为竞赛项目，针对竞赛项目所需知识点进行教学。
在“教赛融合”的教学模式下，课程的分类已经不是那么的明确，一个项目可能包含多个学科所需的知识。而传统的教材只注重本学科知识点的讲述，因此，传统的教材已不能满足“教赛融合”教学方式的需求，需要重新编写教材。但传统教材可以作为很好的辅助教材。
3.4“教赛融合”教学方式对教师提出的新要求
“教赛融合”的教学方式对老师的基础知识的深度和广度都有较高的要求，并且老师还需要具有很强的实践动手能力。即教师能够全面的掌握企业对高素质人才的需求，并且能够积极关注本行业的发展动态，随时进行知识的更新。不断深入行业，与生产实际相结合。才能更好地培养学生的动手能力。
4教学改革效果总结
武汉外语外事职业技术学院在“机电一体化”专业开展了教学改革，取得了一定的教学效果。首先学校安排教师下到企业或培训机构进行为期一个月的培训，针对培训内容从新编制了部分教材和指导书。学校新建了计算机仿真实验室，将单片机、PLC等课程主要安排在计算机仿真实验室进行授课，学生一边学习理论知识，一边进行仿真验证。理论学习完成后，会安排相应的实训课程或者课程设计，利用实验室资源，让学生自己进行电路的组装与程序的编写。课程设计采用比赛的方式，在完成后由老师对作品进行打分，极大地提高了学生学习的积极性。近年来，该专业学生在“挑战杯”等各类大赛中获奖，教学改革已取得初步的成效。但教学改革是一个长期探索的过程，我们希望通过这种改革，真正能够培养学生的岗位技能，真正达到“教赛融合”的目的。
参考文献
[1]周伟林，何静.虚实结合法在数模混合电路课程设计中的应用[J].中国电力教育，2013，（23）.
[2]黄亚静，孟泽云.“赛教结合”的电子商务专业教学模式的建构[J].教育与职业，2012，（11）.
