时间：2022-06-16 14:05:45
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇单片机课程设计报告，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
随着单片机技术的迅猛发展,单片机的应用领域也越来越广泛,特别是工业自动化控制、通信、仪器仪表的智能化及我们日常生活中的各个领域都得到广泛的应用。作为工科类专业的学生,怎样学好《单片机原理》这门专业基础课,作为教师,怎样通过《单片机原理》课程的学习及《单片机课程设计》来培养在校大学生理论联系实际、敢于动手、善于动手和独立自主解决实际问题的实践能力,一直是教育工作者探索的课题。由于这门课程自身的特点和教学目标,实践动手能力的培养非常关键。在实际教学中,我们采用了《单片机课程设计》的教学模式, 激发学生的学习积极性,并对实验内容进行教学改革,引导、鼓励学生积极参加各类竞赛,着力培养学生的实践能力、科研能力及创新能力。
2、利用单片机课程特点,为学生创建一个实践与创新的学习平台
“单片机原理及应用”课程是一门技术性、应用性极强的学科。历年来的全国大学生竞赛试题（电子类）都几乎会汲及到单片机技术的灵活运用。而实验与课程设计又是一个极为重要的环节。我们将实验课与课程设计有机地结合起来,首先做一定数量的验证性实验,让学生充分掌握单片机的基本原理、指令系统、接口技术,使其具备初步的单片机硬件设计、软件开发能力基础上,才进行综合性实验,在综合性、设计性实验做得得心应手的时候,再进行课程设计。单片机课程设计是一个十分重要的环节,它包括单片机软件设计、硬件设计,调试等实践内容。通过这些环节的实践、教学,可以充分调动学生的主观能动性,实现知识向能力的转化。这样,学生通过实践、实战,一步步深入,当学生们将每个实验内容完成、理解、吃透后,就会有能力提升到一个新的高度：独立、高效、有创造性地去开发新的项目。这样,就能很好地、充分地利用实验课及课程设计为学生构造一个实践与创新的学习平台（如图1）。同时又为他们将来参加各类竞赛做了很好的铺垫。
3、对实验内容进行教学改革,提高开发效率,培养具有创新精神、适应能力强、实践能力强的高素质人才
3.1 改用C语言作为开发单片机的主流语言
以前,我们进行实验时主要是以汇编语言为主。因为汇编语言能直接操作计算机的硬件,学习汇编语言能帮助我们去了解单片机的硬件构造,当然同学们必须掌握汇编语言的基本方法。但采用汇编语言编写单片机应用系统程序所花的时间长,且调试及排除错误亦比较困难。为提高编制计算机系统和应用程序的效率,适应社会竞争的需要,改善程序的可读性和可移植性,我们在要求学生了解汇编语言的基础上改用了高级语言编程,用C语言作为开发单片机的主流语言。要求学生用C语言来编写目标系统软件,这样就会缩短开发周期,增加软件的可读性,便于改进和扩充,同时,亦方便学生将C语言编写的程序很容易在不同类型的计算机之间移植。
3.2 采用Keil C51 Windows集成开发软件及51MCU DEMO试验板作开发平台
我们采用了Keil C51 Windows集成开发软件及51MCU DEMO试验板作学生学习单片机技术的开发平台。Keil C51是德国Keil公司开发的基于Windows平台的单片机集成开发环境,可以讲是目前世界上最优秀、最强大的51单片机开发应用平台之一。它包含一个高效的编译器、一个项目管理器和一个MAKE工具。它集编辑、编译、仿真于一体,支持汇编、PL/M语言和C语言的程序设计,界面友好,易学、易用。特别是,它内嵌的仿真调试软件可以让学生采用模拟仿真和实时在线仿真两种方式对目标系统进行开发,而且学生在软件仿真时,不但可以随时模拟单片机的I/O口、定时器、中断之外,甚至还可以仿真单片机的串行通信。而51MCU DEMO试验板功能强大、用途广泛,它集与PC机通信的电平转换电路驱动字符液晶及点阵图形液晶接口、行列式键盘、音响实验电路、中断实验电路、I2C总线、DIP开关、程序的ISP在线下载接口等于一体的51单片机开发板。学生除了能在其上进行一般的验证性、综合性实验外,还可以学习开发、设计较高级的智能化、应用型实验项目如：单片机与PC机的远程交互通信、单片机在线编程控制等。
3.3 开好（重视）综合性、设计性实验,强调学生自己动手完成实验的全过程
在确立了开发语言及实验平台搭建好后,强调学生必须认真对待每一个综合性、设计性实验。在选题时要求学生结合理论课及平时的资料收集,自己确定题目。自己分析、设计、自己动手编程、调试安装,并最后完成一个单片机应用系统设计与实现。强调学生自己动手的目的是使学生在设计过程中,通过查阅资料、确定方案、软硬件设计及调试和撰写设计说明书等,从而对单片机应用系统的设计过程得到一次全面的实践训练,从而使学生获得单片机应用系统开发的基本知识和基本技能,进一步强化学生的动手能力和应用能力的培养,为以后参加种类比赛及将来去设计和实现单片机应用系统打下良好基础。
4、课程设计典型案例分析
4.1 课程设计目的
单片机技术是一门实践性很强的专业基础课程,要求通过理论教学和实验、课程设计等实践性教学环节,使学生能在理论的指导下,主要依靠实践活动,设计出一个小型单片机应用系统。课程设计目的是使学生增进对单片机的感性认识,加深对单片机理论方面的理解,掌握单片机内部功能模块的应用,如：定时器/计数器、中断、片内外存贮器、I/O口等,熟悉单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现,为以后设计和实现单片机应用系统打下良好基础。同时,树立严谨的科学作风,培养学生综合运用理论知识解决实际问题的能力。学生通过单片机软硬件设计、调试、整理资料等环节,初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能,逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。
4.2 课程设计要求
要求学生独立完成课题设计,掌握单片机应用系统设计方法；完成系统的软硬件设计及调试工作；在课程设计中要注重培养工程质量意识,并写出课程设计报告；通过查阅手册和有关文献资料培养学生独立分析和解决实际问题的能力；通过实际电路方案的分析比较、器件的选取、安装、调试等环节,掌握单片机应用系统的分析方法和工程设计方法；掌握常用仪器设备实验仿真开发系统的使用方法,学会实验调试,提高动手能力；综合应用课程中学到的理论知识去独立完成一个设计任务；培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。
4.3 单片机课程设计总学时安排
单片机课程设计总学时为18学时,安排学生每天用2学时进行课程设计,具体安排见（表1）同时还安排专门的老师作指导。包括对学生所选课题的深入分析,对实施方案的探讨,对学生所拟定的总体设计方案进行认真研究、论证,以避免定稿后才发现方案上的疏忽,造成开发进程的延误。
4．4 课程设计实例
4. 4. 1 实验题目：单片机与PC机的通信实验
系统开发环境： 采用MCS-51单片机软件Kei C51及51MCU DEMO试验板作开发主平台；采用C语言作为开发单片机的主流语言
实验所需器材：并口下载器、16×2字符液晶显示模组、128×64点阵图形液晶显示模组、5V高稳压电源、一台PC机
实现方法探讨： PC机发送一个字符给单片机,单片机收到后即在个位、十位数码管上进行显示,同时将其回发给单片机。要求：单片机收到PC机发来的信号后用串口中断方式处理,而单片机回发给PC机时用查询方式。
4. 4. 2 MCS-51单片机软件Kei C51的开发过程
1）开发的全过程的过程,请见图2。
2）单片机C源程序清单
#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、引导、鼓励学生积极参加各类竞赛培养学生科研、创新能力
学生通过理论与实践结合,通过单片机课程设计后,已经掌握了一定的分析问题与解决实际问题的能力,在有了单片机课程设计的经验和掌握了技术知识及具有了实际操作能力的的基础上,老师再去有的放矢地引导、鼓励学生积极参加各类竞赛、全国“跳战杯”、广东省的软件大赛等,通过竞赛努力去培养学生的科研能力与创新能力。为学生们毕业后找工作打下良好的基础。实践证明：《单片机课程设计》做得好,参加过各种类竞赛、参加过学校学生科研立项,广东省大学生创新实验立项、做过大量项目的学生,毕业后都能找到好工作,都会受到用人单位的热烈欢迎,都会成为单位的重要的技术人才。
6． 结论
通过“单片机课程设计”,使学生初步掌握了单片机系统的设计方法,并使学生得到了对项目开发及应用方面的初步训练。懂得了如何去开发一个项目：从总体方案的初步设计、编程、软件硬件调试、编写设计报告、系统使用说明书,到系统功能的最终实现的全过程。真正做到理论联系实际,提高了学生的动手能力和分析问题与解决问题的能力及创新能力,体现了由理论知识的学习到理论知识的实际应用的过渡过程。实践证明,经过这样循序渐进的学习学生的动手能力、实践能力及创新能力普遍得到极大地提高。
参考文献：
［1］张志良.单片机原理与控制[M].北京：机电工业出版社,2002.
（吉林建筑大学，吉林 长春 130000）
【摘要】分析单片机课程设计在实践教学中的重要性，设计一个目的明确、设计方案伸缩性强的单片机课程设计题目。在所设计的题目中，给出实验原理、设计方案指导、教学模式强化等内容。实践表明，所设计的课程设计题目可以提高学生学习兴趣、增强学生的创新意识等。
关键词 单片机；课程设计；探索
0 引言
单片机技术是电子信息专业的学生必须掌握的基本技术。在重视实践环节、强调培养学生创新能力的今天，设计出一个好的单片机课程设计题目，对提高教学效果、培养学生兴趣，在教学改革中具有一定的意义。好的课程设计题目，对培养应用型人才，培养学生发现问题、分析和解决问题的能力，树立实践观念，提高学生综合分析和创新能力具有重要意义。
单片机已经由8位技术，提升到32位技术，乃至64位技术，生产单片机的厂家也由当年Inter的一家独大，到现在的百家争鸣。现在主要的单片机生产厂家有AVR、ST、Freescale、Microchip等，他们生产多应用领域的单片机，更有ARM内核的单片机，与之51内核的8位单片机比较，运算速度快、功能强大。同时，时代变迁，各个领域都可以用到单片机，如何选择贴近生活而又全面反映单片机的功能应用，是我们设计一个号的单片机课程设计题目所要思考的。传统单片机课程设计，要求学生在实验室依据老师给的资料，完成部分设计，主要是把几个较大的程序，改变几个参数，观察现象，学生无法知道程序如何书写，更少有知道原理独自写出程序的学生。造成学生不知道单片机在实践中是如何设计、如何编写程序。为此，对课程设计从选题、设计软件和硬件到调试出正确结果，都做了改革。设计一个实用性强的题目，既体现单片机课程自身特色，又很好培养学生对单片机的兴趣，提高学生的应用技能，收到良好的教学效果。
1 单片机课程设计方案
单片机原理及应用课程的教学内容以实用性和应用技能培养为主线。教学中要理论与实践相结合，并且要提高内容的趣味性。教学中，单片机课程设计是关键环节，单片机课程设计的效果对单片机学习效果具有决定性意义。
1.1 课程设计的目的
单片机课程设计教学环节的目的在于培养学生熟练掌握单片机系统的开发与设计能力，培养优秀的电子信息工程学科人才。具体地说，通过这一新的实践教学的途径，达到以下目标：巩固和掌握单片机技术的基本原理，在此基础上培养学生的综合设计能力；培养、训练理工科学生的创新应用能力，使学生通过这一实践环节的训练，能够独立的设计一个单片机系统，并实现系统的各项功能；着重从以下几个方面培养学生理论联系实际的能力：单片机的应用开发能力；软硬件综合应用能力；单片机应用中的故障判断及排除能力；单片机系统的设计能力；提高学生理论与实践相结合的能力。
1.2 课程设计内容
下面给出设计的参考题目，学生可以根据兴趣进行选择题目，在两周内完成设计。脉搏血氧仪设计；无线传感网络的温湿度采集及控制系统设计。
1.3 课程设计任务要求
针对题目要求进行功能分析。首先对系统的原理进行分析，对硬件电路进行设计，使用Altium Designer软件绘图，对单元电路使用Multisim软件仿真。制作Pcb图后焊接完成硬件的制作。其次根据系统功能要求设计软件并调试。第三步是系统整体调试和脱机运行，这是设计中最为困难和关键的一步。最后要求学生写出系统的详细说明和设计报告。
2 脉搏血氧仪设计实例
下面是以脉搏血氧仪的设计为实例，来说明设计的单片机课程设计题目的要求、教学过程等。
2.1 脉搏血氧仪原理
无创脉搏血氧饱和度测量是以朗伯-比尔定律和血液中还原血红蛋白(Hb)和氧合血红蛋白(HbO2)对光的吸收特性不同为基础的。通过两种不同波长的红光600～700nm和红外光800～1000nm分别照射组织经反射（或者透射）后再由光电接收器转换成电信号。组织中的其他成分吸收光信号是恒定的，经过光电接收器后得到直流分量DC，而动脉血中的HbO2和Hb对光信号的吸收是随着心跳作周期性变化，经过光电接收器后得到交流分量AC，由于HbO2和Hb对同一种光线的吸收率各不相同，通过测量红光和红外光的光吸收比率便可以计算出两种血红蛋白含量的百分比。血氧饱和度的计算公式如下：
SpO2=A-BR+CR2
式中，A、B、C为定标常数，可以由定标实验得到，两个波长的光吸收比率R为：
其中，Vredac为红光的交流分量；Vreddc为红光的直流分量；Viredac为红外光的交流分量；Vireddc为红外光的直流分量。
2.2 电路设计指导
系统设计总体框图如图1所示，图中给出了设计的指导性建议，并不是一定要按照这个框图设计，可以根据学生自身的情况，适当修改。单片机要求学生使用16位单片机或者32位单片机。
2.3 软件设计指导
要求使用C语言或者C++语言来进行软件设计，在设计过程中，要使用模块化思想进行设计。脉搏的计算只依赖红外光的光波信号，通过3个机器周期的采样点的个数来计算脉搏。在所有采样点的数据中，做一个类似模拟迟滞比较器。经过迟滞比较器，脉搏信号变成了矩形波型号，近似测量相邻两个上升沿的时间，最后得出脉搏。如果把脉搏信号看成周期信号，测量上升沿的时间可以转换为测量脉搏信号的频率，由定时器周期查询信号状态并完成查询次数计数，这样可以方便完成脉搏测量。
2.4 教学模式
设计好一个单片机课程设计的实验，老师要用怎样的教学模式把相关的信息传达给学生，至关重要。老师教学的模式，就是学生的学习模式，好的教学模式，才能培养出学生好的学习模式。教育家乔伊斯在《教学模式》一书中，介绍了很多教学模式，我们把三种教学模式综合起来用于我们的课程设计教学中：信息加工型教学模式，构建学习群体教学模式，个人型教学模式。信息加工型教学模式是向学生提供相应的信息和概念，老师给学生布置任务、说明实验目的，讲解实验原理，这是一个概念、理论传达的教学过程；构建学习群体教学模式，实际上就是一个团体学习的模式，实验是三个人一组，大家可以一起讨论，知识共享，火花一起碰撞，同时也是分工明确、各司其职；个人型教学模式，就是要发挥个人潜力，鼓励独立思维、自主创新，学生可以根据自己的知识，创新设计，这时，可以有针对性的对学生进行指导。
3 结论
《单片机课程设计》是实践环节课程，我们所选择的题目，从2012年开设以来得到了学生的好评，取得了非常好的教学效果。用学生的话说：贴近生活的题目进行实践教学，把几年所学数字电路，模拟电路，光电技术，传感器技术等知识综合起来，把所学的知识在实践中应用。在满足了教学任务的同时，学到了更有竞争力的能力。
实践证明，选择合适的单片机课程设计题目，有助于提高学生学习兴趣、有效地掌握所学知识，有效的把理论学习过渡到实际应用。开放式的课程设计题目，有利于增强学生的创新意识，提高学生实践应用能力。
参考文献
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［2］冯克.MCS-51单片机实用子程序及其应用实例[M].黑龙江科学技术出版社.1990
［3］何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计[M]．北京航天大学出版社，1990.
［4］颜永军，李梅.Protel99电路设计与应用[M].国防工业出版社.2001.
关键词:单片机;教学改革;应用能力
中图分类号:G4
文献标识码:A
文章编号:1672-3198(2010)17-0261-01
0 引言
目前,单片机的应用已经相当广泛,在我们身边的很多电子产品中均可以发现它的存在,而且随着科技的进步,这些应用日新月异,创新性也变得越来越强。而单片机作为一门应用性课程进入我们的课堂,当然也具有应用性和实践性的特点。可以说,教学中注重理论和实践相结合是这门课程的重中之重,但是,在多年的教学过程中,这一点突出的还是不够的,有的教师甚至还仅仅停留在一些基础知识和基本原理的讲解上,而对其应用性视而不见,这就严重偏离了该课程的主干,我们在进行单片机课程的教学中通过不断改进教学方法,以及加强学生课内外的实验能力和应用能力,特别总结出以下教学方法来提高教学质量。
1 教学内容的改革
长期以来,在单片机教学中,该课程常常将一些基本原理及系统各部件作为重点来介绍,但是却忽略了其系统性和整体性的重要作用。也就是说,很容易造成只见局部不见整体的不足,更重要的是这样做还使得学生感觉枯燥无味,无法形成单片机应用系统的清晰概念,甚至学习过后依然像没开过该课程似的,不知单片机究竟是什么。为了克服这些不足的地方,我们认为非常有必要对单片机课程的教学内容做如下改革。
单片机的课程学习单从内容上,可以分为两大部分:
第一部分:单片机理论的学习,内容包括单片机的结构、指令、工作方式、通讯模式等等。因为实践虽然重要,但是理论学习毕竟是基础,只是在学习理论的同时必须多讲一些实例,而不能是光停留在学理论的基础上。
第二部分:课程设计,这也就是我们通常说的理论结合实践,具体的做法是,选择一些与生活贴近、学生感兴趣、有一定的难易区分度的实验项目作为单片机课程设计的题目,从而使绝大部分学生得到锻炼。这些煅练可以在课堂上,并且与教学同步,采用这样的教学体系,可以使学生建立起单片机应用系统的概念,由简单的应用到复杂的应用,使学生的学习由被动变为主动,应用单片机进行开发的思路逐渐由模糊变得清晰,逐步掌握单片机开发技巧,以培养学生独立开发与应用的能力。
2 教学方法的改革
我们始终认为教学方法改革的重点有两个:首先需要打破以前教师完全讲授理论知识的局面,加强互动性和学生的积极性,从而增强学生的自主学习能力;其次是通过一些新的教学方法和手段增强学生的理解能力,真正做到让学生在快乐中接受知识,巩固知识。
具体的做法是,在讲解理论知识时,以一个或几个具体的实验项目为例,例如设计一个流水灯,让学生从项目的分析、设计、仿真调试和制作硬件的整个过程中学会应用单片机。在这个教学过程中广泛采用启发式、讨论式、自主式学习法等新方法,调动学生学习的积极性和主动性,从而可以提高教学质量。再例如在讲授传送指令时,在单片机P1口上接八个发光二极管,我们先分析一下如何让二极管亮灭,通过分析知道只要给P1口送高低电平就可以实现这个功能,这里就用到数据传送类指令,讲解后要求学生编程控制发光二极管亮灭。当学生完成后就会有一定的成就感,这样学习的兴趣也有了。整个授课过程都是依照这个思路,用到哪部分知识讲哪部分的知识点。这样当项目完成时,这门课的主要知识点也都讲授了,同时学生也主动地学完了单片机课程,而且掌握程度较好。
在课程设计完成过程中,由学生提出设计方案;教师组织学生对设计方案进行论证、比较,确定最后方案,并且通过引入Proteus等仿真软件对电路进行仿真,仿真通过进行实际电路的安装调试,最后撰写课程设计报告。在课程设计指导时,教师以启发引导为主,鼓励学生相互讨论,对实验中出现的问题,给出解决问题的思路,不做具体解答和具体帮助,培养他们自学能力和独立分析解决问题的能力,使所学的理论知识真正应用到实践中,在实践中检验理论的正确性。通过课程设计,一方面有利于巩固理论基础知识,缩短从理论知识到实际应用的过程;另一方面也可以使学生产生一种成就感,有利于培养他们的学习兴趣,增强其创新意识,提高其实际应用能力。
3 考核方式的改革
通常来说,考核就是对教师教学效果的检验和学生水平的测试,同时也是督促和激发学生认真学习的原因和动力。由于长期以来,教师和学生都习惯于以讲授和死记硬背的办法来教和学。所以考核的方式,经常就是教师出一套试题让学生去做,然后理所当然地以卷面成绩的高低来完全评估学生的学习能力高低,这样做不仅不能较为全面地考核到学生学习能力,更是忽略了这门课的重点考核,也就是实践、应用以及创新的多项考核是重中之重。
因此,在教学内容和方法得以改变的大前提下,这种传统的考核方式必然不能适用应用性较强的单片机课程。换句话说,对这门课的考核方式进行改革具有必然性和紧迫性。
具体做法是:除了传统的考勤、平时作业和期中期末考试的笔试外,我们着重加强学生实践成绩在平时成绩中所占比重,而且这个比重我们认为要占较大一部分,只要学生平时认真参与和注重了这一能力,就要得到一定的成绩,对动手能力、应用能力尤其感兴趣甚至做得极好的学生可以得到该项的满分。具体来说又体现在平时实践练习、课堂实践讨论、实验报告、课程设计、期终实践技能测试等方面。总之,这种新的考核方式更注重实践能力的培养。4 结束语
通过这几年教学实践,我们发现采用这种办法不仅可以使学生建立起单片机应用系统的概念,还可以加强学生的学习兴趣和积极性,许多教师和学生甚至都认为这种项目实践已经等于或者相当接近真正在企业里做项目,从这一点来看,增加学生的实践训练显然增加了他们在今后工作中的应用能力和工作信心。
总之,无论从教学内容上、方法上还是考核方式上,单片机课程改革的重点和方向都是为了适应当前发展极快的
单片机技术,只是这种改革方式提高了对教师的要求,要求教师不仅要熟悉理论知识,同时还需要具有相当的实践经验和科研能力,不断学习和了解新的技术应用和创新是一个相当必要的条件。
参考文献
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[3]肖伸平,凌云,何小宁,曾红兵.单片机应用技术课程实践化教学改革的探索[J].实验技术与管理,2006,(12).
[4]郎朗,江明,王冠凌,陈进.单片机课程实验教学的研究与探讨[J].中国现代教育装,2006,(06).
[5]张德伟.单片机课程教学模式的探索与实践[J].中国科技信息,2007,(12).
关键词：本科实践教学；管理模式；开放实验室；创新
中图分类号：G647 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）16-0048-02
一、引言
大多数高校是以培养应用型人才为主的教学型院校，尤其是工科院校着重培养能适应社会发展需求的应用型技术人才。在这种大趋势下，高校对学生实践环节的培养是非常重视的，对学生的实践动手能力、分析问题的能力和解决问题的能力提出了很高的要求。近年来，我校在对学生创新能力的培养和管理方面做了不少探索性的工作，现以我校《单片机原理与应用》课程设计为例，介绍一下我院在提高实践教学的效果以及实践教学管理方面积累的一些经验。
二、传统的课程设计教学管理模式中出现的一些问题
传统的本科教育，过分于注重学生的理论考试分数而轻视对学生创造能力的培养，造成教师和学生对实践教学的轻视，实践教学效果一直不甚理想。
1.实践教学的课时不能保障。由于实行学分制以来，学生选修的课程越来越多，课程安排较满，不再允许学生通过整周停课来进行专门的课程设计学习，这使得大多数学生没有足够的时间和精力对课程设计进行前期准备和后期的调试。
2.实验实习场地受到限制。由于实验室场地紧张，每个实验室排课都很满，没有为实习设计安排专门的实验场所，只能利用实验室没课的时间进行，时间上的连贯性得不到保障，学生不能专心的投入到设计中去，严重影响了实习设计的质量。
3.指导教师和学生对实践教学不够重视。因为没有专门的课程实习场所和时间，同学们只能利用课余时间对设计题目进行资料的收集整理并设计完成。又由于受仪器设备和场地所限，指导教师也没法跟踪指导，完成的设计质量令人不甚满意，有些同学的设计报告还存在抄袭现象。
三、单片机课程设计全过程的管理模式
单片机课程设计管理模式包括四个过程：①制定教学目标及要求。单片机课程设计教学需要制定教学目标、教学要求、教学内容以及教学时间安排。②管理活动的全过程包括组织与职责，对设计团队、设计器件、实验设备等资源的管理，组织实习设计的完成。③实习的实施过程包括设计题目的选择、设计的运行、设计验收3个阶段，这是实习管理中的重点。④持续改进的过程，通过每一轮实习设计完成后的总结、分析、评价，提出改进的措施与方法，达到提高教学质量的目的。
1.组织与职责。单片机课程设计实训课程的顺利开展，必须要有严密的组织保障和制度保障。教师既是实训课程的指导者，也是直接管理者，因此必须制订详细的指导教师授课计划，然后提交实验中心主任批准，最后中心主任安排具体的实验场所和协助教师指导的实验员。
2.资源管理。①设计团队的组建。首先指导教师布置若干题目，学生自由选择想要设计的题目，然后根据选题情况将学生分组，以4～5人一组为宜，鼓励自由组合，并确定责任心强、创新能力强的学生作为团队负责人。②器件管理。根据选择设计题目的人数购买相应实验元器件与原材料的数量，由实验中心统一采购管理。同时，学校还应要求各科研实验室、实验教学示范中心、教学实验室要积极配合，为学生提供项目所需场地、设备、设施等必要的训练条件。学生在实验过程中，指导教师或实验室管理教师，要监督、记录实验室设备仪器的使用状况，保证实验设备的运行质量，避免因实验设备的错误操作带来的损失。
3.单片机课程设计的实施过程。课程设计的实施是实习实训环节中的关键、核心环节，决定着实习实训教学目标是否能够实现。课程设计的实施过程包括选题、运行和验收3个阶段。这3个阶段密切相关，哪一个阶段出现问题，都将会影响到实践教学的质量。选题直接关系到设计研究的成败，设计运行是实践教学管理的重点，设计结果的验收是对实习成果的检验，也是评分的依据。①设计选题。结合单片机课堂理论教学的内容，针对课程设计的目的，在规定的时间内，选择符合教学、符合学生水平、符合实验室条件的几个课题。题目既不能太难也不能太简单，太难则会使学生产生畏难情绪而失去信心，太简单则达不到提高学生动手能力和分析问题、解决问题的能力。同学们根据自己的能力和兴趣爱好选择设计题目，然后发挥自己的主观能动性，查阅文献资料，发现问题、提出问题、解决问题，最终完成设计选题。②设计运行。在设计运行过程中，要求学生在单片机课程结束前3周开始设计专项实训的准备工作安排，一周调研选题，一周设计软硬件，一周制作、焊接、调试电路板，完成设计作品。在课程设计过程中，教师积极对学生进行引导，最大限度地调动和发挥学生在设计中的主体作用。从实施方案的制订、硬件电路的设计、PCB板的设计与制作、电路板的焊接、软件编程与调试，到撰写设计报告，全程启发学生自己寻找解决方法，训练学生遇到问题（提出问题）─寻找方法（分析问题）─解决问题的方法和技巧，培养学生独立工作的能力，使课程设计更具有实践性和实用性。为了减少设备的损坏率和器件的消耗，要求先通过仿真软件仿真，通过之后才能进行PCB板的制作和电路的焊接工作。③设计验收。验收阶段是全面评审课程设计预期目标的实现情况、成果的质量，也是完善课程设计的最后阶段。通过对课程设计验收的管理，不仅可以促使学生端正实习态度、认真完成课程设计的任务，而且能帮助学生发现问题、解决问题，找到差距。
四、实验中心对开放实验室的管理模式
为了方便课程设计的顺利开展，实验中心为学生们提供了专门的创新室和机房，但由于课程设计时间紧张，学生们多是利用课余时间进入实验室完成，这就要求实验室能够全天开放，满足不同时间段学生的使用需求。因此，智能化实验室管理系统就成为开放实验室必不可少的辅助工具。
1.仪器设备的管理和使用。学生登陆校园网，通过实验中心固定资产管理系统能够显示设备数量、当前状态（运行、保养、维修、报废）、所有预约或排队情况，了解当前仪器设备谁在使用，哪些时间段有空余，方便同学查看并预约。学生可以在网上提出使用请求，管理员审核通过后，按照申请者的申请时间顺序和需求分配给申请者。对于简单的仪器设备，提供视频培训资料和说明书，对于复杂、贵重的大型仪器，由实验室管理人员提供专门的培训和指导。
2.实验室门禁的管理和考勤。实验室管理子系统是可以对学生的信息进行注册登记，学生进入实验室之前，只需持校园卡靠近读卡器，门禁系统自动识别是否为合法用户。如果是合法用户，门禁系统允许用户进入，同时系统智能的判断每张卡的使用期限，有效的进出时间，且系统可以自动分配座位号，接通座位电源。另外，系统还可以实时显示实验室座位的分配情况，以及每个座位人员的详细信息和进行何种实验等相应的信息。用户离开实验室前必须划卡注销，系统自动记录其使用的时间，作为考勤依据。
3.学生成绩考核的管理。实习设计结束后，统计学生实习成绩时，学生成绩客户端提交系统将统计出学生实习期间的考勤结果和实习报告的统计结果，然后再结合教师提交的根据课程设计验收成果所得的成绩提交给成绩考核管理系统，系统再根据教师提供的权值分配情况给出学生的课程设计的最终成绩。
五、结语
实践教学管理工作是本科实践教学的一个重要组成部分，也是培养高素质应用型人才的重要途径。经我校2011级、2012级电气工程、自动化两个专业学生的实践表明，通过实践教学管理模式的改革，学生对实践教学的态度更加端正，热情更加高涨，在后续进行的毕业设计和参加各种竞赛的时候，能够拥有更多的自信，将理论与工程实践更紧密的结合起来，不仅降低了设计成本，缩短了开发周期，提高了工作效率，而且扩展了学生的思路，提高了学生的学习兴趣，学生们一致反映教学效果很好。
参考文献：
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【关键词】项目驱动法 测控系统 课程设计
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）11-0055-01
一、引言
测控系统课程设计是自动化专业学生的重要实践环节，主要让学生利用学习过的微型计算机原理、接口技术、传感器、测量电路和控制电路等知识搭建一个满足特定要求的测控系统[1]。原来的课程设计方式受限于实验硬件设备资源和电子元件的不足，仅进行电路设计，在大图纸上画出原理图即达到设计要求。原来的课程设计选题往往只侧重于测控系统一个方面或几方面的知识点，如有的侧重上位机程序设计;有的侧重采集系统设计;有的侧重控制系统设计;有的侧重单片机与键盘、显示等硬件电路接口设计。学生难以了解该课程的整个体系，难以实现巩固学生相关专业知识，提高学生理论应用能力和培养学生工程实践能力和创新意识的教学目标[2]。
二、课程设计要求和考核
测控系统课程设计改革是采用项目驱动法，选择几个可以将多个基础课程联系起来，有特定要求的测控系统作为工程项目，让学生在工程项目实践的情境中进行设计，激发学习兴趣和热情，加深对基础知识的理解，培养学生的系统设计思维，获得实践创新、综合应用的能力[3]。
1.课程设计基本要求
根据设计题目及要求，查阅有关资料，理解题目的背景和意义，了解所需设计的系统及特点等;根据深入分析，进行方案设计，选择所需元器件类型，进行电路原理设计;根据系统功能进行模块划分，进行程序编写，完成系统调试;撰写课程设计报告。
2.课程设计考核
成品任务书、电路原理图、软件流程图、系统仿真结果、设计说明书齐全后参加答辩;答辩表现、系统现场演示、成品的完善作为主要的成绩考核依据。
三、项目驱动法在课程设计中的应用
本文选用多通道测控系统设计这一实例，介绍项目驱动法在该课程设计中的应用。本例采用51单片机作为控制核心，搭配合理的电路，设计一款多通道测控系统，主要包括通道选择、数据采集、模数转换、数据处理及控制、数模转换、显示和上位机通信等电路的设计。
通道选择是通过八个按键构建的独立式键盘进行。八路模拟信号是由滑动变阻器分压模拟产生，再经过ADC0809进行A/D转换。转换成的数字量进入单片机AT89C51进行数据处理。处理后将数据送入数码管或LCD中进行显示，显示位数由数据范围和精度确定。数据还通过MAX232芯片进行电平转换后，经串行端口送入上位机进行显示。数据再通过DAC0832进行数模转换，转换得到的模拟量送入执行器进行控制。
软件设计时首先进行模块划分，画各模块流程图，设计模块程序;再进行各模块整合完成系统流程图，设计系统程序。
在Keil软件平台中编写程序，调试后编译生成HEX文件，在Proteus仿真平台下将该文件加载至单片机，点击运行，根据仿真结果进行系统软硬件调试，验证系统功能和课程设计成果。
四、结语
通过几年的项目驱动课程设计的实践，学生不但能够根据自己所学的知识，针对具体的任务进行设计，同时又能够根据设计结果，巩固理论基础。通过锻炼，学生的项目分析、设计和创新的能力得到明显提升。近5年来，在省市和国家各部门组织的大学生“飞思卡尔杯”智能车竞赛、大学生电子设计竞赛、“挑战杯”大学生课外科技作品大赛和机器人竞赛等各种赛事中，本学院学生取得优异的成绩，获国家级竞赛奖项10项，省级竞赛奖项20余项。在实践教学过程中取得了较好的教学效果。
参考文献：
[1] 孙传友， 李涛. 测控系统原理与设计（第3版）[M]. 北京：北京航空航天大学出版社， 2014.
关键词：单片机；实验课教学；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）15-0243-02
我校的校训是“动手动脑，全面发展”，说的就是在教学中我们要讲究“知行合一”，即在“做中学、学中做”，用理论促进实践，通过实践提高理论水平。《单片机原理及应用》这门课程除了要让学生掌握较系统的理论知识之外，更重要的是培养他们对知识的理解和实际应用能力，而这种应用能力的培养，主要是通过单片机实验课和其他一些实践类课程如专业综合设计、电子课程设计、毕业设计等来完成的，所以，单片机实验课程的教学效果对掌握单片机的理论知识和应用技能起着关键作用。要使学生学好这门课，必须调动起学生的学习兴趣，安排合适的教学内容，给予学生充分实践的机会，改进该门课程的考核方式等。
一、目前单片机实验课教学中存在的问题
（一）学生重理论课、轻实验课，实验课程没有很好地激发学生的学习兴趣
要学好单片机的相关知识，除了熟练掌握单片机的理论基础，还要靠大量的实践来理解和深化相关的理论知识，熟悉单片机应用系统设计，积累编程经验。而部分学生在思想中，往往重视理论课程的学习，对实验课重视程度不够。在上课过程中，通常有这样的三类同学：（1）一部分同学能够按照实验要求，认真完成实验，对实验内容理解较深入。（2）一部分同学能够完成实验，但一般是依赖老师提供的例程，对实验内容仍一知半解。（3）还有一部分同学上课时对实验内容不认真钻研，不愿意自己动手练习，甚至有抄袭实验结果的现象，课堂利用率不高。在这三类同学中，第一类和第三类同学为数都不多，人数最多的应该是第二类。
反思以上的课堂现象，虽然有学生自身的问题，但也说明实验课程没有很好地调动学生的主观能动性，还没能有效激发起学生的学习兴趣。
（二）教学内容和方法需要改进
单片机是一门实应用性很强的专业课，单片机课程的实验应使每位学生在应用系统的设计、软件开发以及接口等方面都得到训练，实验课内容的安排也应该紧紧围绕理论授课的重点难点开展，内容的设置从简单到复杂，还可增加一些综合设计实验。但限于实验室条件，一般的单片机实验课都是使用现成的实验模块，实验课是简单的硬件连线和软件编程，很多时候学生还有实验例程可以参考，学生在单片机的应用系统开发设计方面锻炼机会有限，另一方面，教学内容过多注重验证性，而忽视学生的能动性，通常是在实验箱看一下结果，对现象背后的原因不去深入研究，实验以演示、验证项目为主，实验内容也好几年都没有变化，不能根据学生的情况灵活设置实验内容。课程结束后，学生虽然对单片机的基本原理及相关概念有所了解，但对这门课程至关重要的单片机应用系统的设计与调试技术，很多学生并没有掌握。
（三）考核方式有待改进
实验课程的成绩通常是依据学生的实验报告情况而定，对学生的实际实践能力衡量得不够。实验课成绩在整个“单片机原理及应用”课程中所占比例也不算多，这也是导致学生不重视实验课程的原因之一。
二、单片机实验课教学的改革举措
（一）实验课要能够激发学生学习热情，进而引起学生学习单片机的兴趣
首先，要使学生在思想上重视单片机课程的学习。由于单片机具备较高的性价比、良好的稳定性、体积小、功耗低等优点，其应用范围已涉及仪器仪表、过程控制、数据采集、信号处理、家用电器等各个领域。特别是在自动控制领域，正逐渐成为现场测量及控制的首选器件之一。正是由于单片机在现代社会中应用如此广泛，所以我们必须要学好单片机，而要学好单片机，不经过大量的实践是不行的，在思想上要让学生重视起单片机实验课。
其次，在实验课的过程中，要增强学生的参与度。对于一些系统不是很复杂的实验，我们鼓励学生自己设计实验系统。比如：对于单片机的并口实验，实验系统比较简单，就是一个单片机的最小系统外加一些电阻、发光二极管和按钮即可，成本不是很高，学习过电子基础的学生大多能完成这样的系统设计，而拿着自己开发的实验板做单片机的实验，学生会更有兴趣，学习的热情也明显提高。在教学过程中，不再给学生参考例程，鼓励每个学生在上课之前查阅资料，设计程序流程图，并编写程序完成实验，如果遇到问题就多和老师和同学交流，共同解决问题。通过自己开发单片机应用系统，学生对单片机的硬件系统和接口关系有了更深层次的了解，通过自己编程，使学生的程序设计能力也有了很大提高，更重要的是，学生对学习单片机有了浓厚的兴趣，以前课堂上的第一和第二类同学学习的效果都有明显提高，第三类学生的人数也明显减少。
（二）改进教学内容
1.结合本校学生特点和实验室条件的实际来编写单片机实验课教材，教材的内容配合理论教学重点难点内容，实验内容本身也可以前后关联。单片机实验课教材直接关乎教学质量的好坏。教材不应该是一成不变的，而是要根据学生的特点和对基础知识的掌握情况灵活而定。对于基础好一些的学生，可以让他们在完成基本实验后再增加一些内容，以加深对知识的理解，因此在教材中，要多设置一些思考问题。内容上也要紧紧围绕理论教学重点难点内容，比如单片机的并口、定时器、中断、接口扩展电路等展开，实验内容上循序渐进，注重各个实验内容间的前后联系。比如在并口实验中做了单片机通过并口控制流水灯的实验，那么在定时器实验中可以在并口实验的基础上增加对流水灯时间的控制，在中断实验中可以在定时器实验的基础上增加按钮中断的控制，这样学生在做后一个实验的同时复习了前一个实验的知识点，使学生能够对所学知识有一个比较系统的掌握。
2.减少验证性实验，增加综合设计性实验的比重，鼓励自选实验项目。我校是在大学三年级的第一学期开设“单片机原理及应用”这门课程，以前所开设的实验内容基本上都是验证性实验，而作为自动化专业的大学高年级学生，他们已经有了一定的专业基础和实验能力，喜欢做一些有创造性的工作，对验证性实验已无多大兴趣，所以才会出现对实验课不感兴趣，盲目应付的问题。而通过增加一些综合设计性实验，特别是一些自选实验项目，学生可以寻找自己的兴趣点，通过查阅大量文献资料，对单片机发展的现状、相关技术有一个更深的理解，可以更好地掌握单片机的知识。还可以在电子课程设计、专业综合设计、毕业设计中加入单片机设计的内容，充分调动学生的积极性和主动性
3.实验内容的不断更新。单片机技术发展很快，并且很多时候都和其他热门技术相结合，如：智能控制技术、人机接口技术、传感器技术等，为此我们的实验内容也要适时地介绍这些技术，这样培养的学生才能适应现代社会的需要，在开阔学生知识面的同时，调动学习的积极性，进一步培养学生的创造能力。
（三）考核方式的改进
为了调动学生的主观能动性，提高学生的实践能力，实验课程的考核方式也要做一些调整。实验课程的最终成绩要根据学生的平时上课表现、实验报告和实际动手操作能力按一定比例综合评定，并且最后一项要占主要比例。实际操作能力可以通过给定题目的上机考核来完成，同时加大实验课成绩在整个《单片机原理及应用》课程中所占比例，使最终成绩尽量反映出学生的实际能力。
（四）完善实验室的管理
根据学校实际，可以设立开放实验室，增加课后对学生开放的时间，给予学生更多动手实践的机会。另一方面，学校也应当加大对实验室的资金投入，购买先进的仪器设备，满足实验课教学基本需要和教学内容的不断更新。
三、结语
以上是作者对单片机实验课程教学改革的几点思考，可能并不全面，对于单片机实验课的教学改革，我们还要继续努力，在教学过程中继续坚持“知行合一”的教学理念，使学生的理论水平和实践能力得到全面发展。
参考文献：
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（一）教材选取不合适，不便学生自学
由于三本院校特殊的办学体制，大部分教师和教学管理人员来自一本、二本院校。教师在确定主讲教材时，往往依照个人喜好，驾轻就熟，选择自己曾在一本、二本院校使用过的、内容熟悉的教材，这使三本学生在课上跟不上教师，而课后自学中又会遇到理解上的困难，对重点把握不准确，对难点理解不透彻，久而久之，学生根本就不想听，厌学情绪随之产生。
（二）教学内容过多，课堂信息量过大
选取合适的教学内容既是教学活动本身的一项重要任务，也是迫于课时减少、学生基础薄弱的现实需要。随着素质教育的推进，很多三本院校为了增加人文修养、艺术欣赏、竞技体育、社会公益等方面的学习时间，压缩了专业课的课时。教师在面对学生基础薄弱、课时减少这两难问题时，精选教学内容，控制课堂信息量，制订出适合学生的教学计划就显得相当重要了。
（三）理论与实验分离，教学效果不高
传统的单片机原理与应用教学方法是先讲基本理论、基本原理，然后开展实验、课程设计等，在教室进行理论、原理教学，在实验室进行实验教学。这种教学模式将理论教学和实验教学从时间和空间上分隔，并分别由不同的教师指导。教学中理论与实验无法较好地联系起来，实验无法直接、直观地促进学生对理论知识、基本原理的理解，理论知识也无法高效地指导学生开展实验，影响了学生的学习效果，降低了学生学习兴趣。
（四）实验内容固定，学生发挥空间小
长期以来，单片机原理与应用实验内容固定，且多为验证性实验。对于实验教学，绝大多数高校都采用实验箱进行，实验箱上模块固化，实验中学生只需编程、编译、下载，拔插几根导线，就可以观察实验结果。在教师的演示下，学生很容易掌握整个操作流程，甚至不需要对实验原理进行过多的思考，就可以得出预期的实验结果。同时，由于实验箱硬件固定、程序雷同，实验报告相互抄袭严重。如此一来，时间花了，实验也做了，但留给学生发挥的空间小，学生的实践动手能力难见长进，实验教学未能很好地培养学生的单片机应用技能。（五）教学方法老套，无法适应三本院校学生个性特点由于三本院校属于民办院校，教师待遇不如公办院校，教师流动性较大，教师年龄出现两极化。年长教师的教学方法老套，中规中矩，与90后的大学生的个性特点不完全吻合，教学效果欠佳。而年轻教师，由于缺少系统的教育理论培训，教学经验不足，对课程中的重点把握不准确，对难点讲解不清晰、不透彻。这样一来，教师的讲解不能帮助学生理解，无法提高学生的学习效果，让学生觉得听和不听一个样，并逐渐导致学生厌听、厌学、上课玩手机、打瞌睡等不良后果。
二、教学探讨
（一）精选主讲教材，让学生多一位老师
教材的选取不仅要便于教学，更重要的是要便于学生自学。这一点非常重要，但常常被忽视。对于大部分学生来说，课堂学习还不能完全将重点知识透彻理解，必须借助于课后的自学，这一点，三本院校的学生尤其突出，所以推荐一本便于学生自学的教材是相当重要的。
（二）甄选教学内容，高效利用课时安排
甄选教学内容是教师备课活动的重要组成部分，是压缩学时情况下仍能提高教学效果的前提条件。在教学内容的选取上，必须考虑以下几个原则：第一，基础性，即本专业、本课程中最基本的、最重要的内容不能舍。第二，完备性，即选取教学内容时，要通览人才培养方案，把握前导课程和后续课程的内在联系，注重基本专业理论的完备性，那些对后续专业技术学习有重要支撑的内容不能舍。第三，时代性，即与时下工程技术应用联系紧密的内容属于必须学习的内容，该部分内容既能帮助学生更加透彻地理解所学的理论，又有助于消除学生心目中“理论无用”的错误认识。
（三）增加演示实验，激发学生学习兴趣
在单片机原理与应用教学过程中，教师可开展课堂演示实验。演示作品可教师亲自制作，也可以选用高年级学生的课程设计作品，或者高年级学生参加电子设计大赛的获奖作品等等。课堂上通过演示实验、播放视频及图片资料加强学生学习的直观感。另外，通过高年级学生获奖作品，实例证明单片机不仅有用，而且易学，帮助学生克服学习上的畏难情绪。
（四）建立开放性实验室，给学生更多探索的机会
实践教学是单片机原理与应用教学的重要组成部分，对培养学生的单片机应用技能、动手能力等起着关键作用。在课程教学中，可以通过强化实践教学环节、完善实践教学体系、创新实践教学方式等来实现对实践教学的优化。增加实践教学的学时、学分，着力抓好单片机原理与应用课程设计，适当增加毕业设计中单片机相关题目的数量，实行真题真做。建立开放性实验室，让想钻研的学生有机会进入实验室。配备优秀师资，提供大量器材，鼓励学生制作自己的单片机系统。
（五）工学结合，满足学生创新欲望，增加学生成就感
在单片机原理与应用教学中，应当充分利用校内、外不同的教育环境和教学资源，根据企业对单片机应用人才的需求状况和基本要求，把课堂教学和实际工作有机结合，使学生所学能满足企业所求。开展深度校企合作，形成多元的教学方式，满足学生的个性化需求，激发学生的创新热情，促进卓越人才脱颖而出。采用工学结合、校企合作的培养方式，能让学生更快、更直接地将所学知识应用于企业生产，既促进了学生的深度学习，又增加了学生的成就感，改变了“学与不学一个样”的错误认识，让学生充分认识到“知识就是力量”。
三、总结
实践教学环节是高等院校工科类专业中的重要教学环节，直接影响到工科学生未来的就业及后继的研究生阶段学习。虽然工科专业中不同的实践教学环节具有各自的特点，但都是必要环节。随着社会经济的发展、科学技术的进步，电子技术迅速地发展并广泛应用于各个领域，几乎渗透到国民经济各个部门，电子技术已经成为决定各学科装备质量、性能、运行稳定性的重要因素。电子信息发展日新月异，新技术不断涌现，工科大学生掌握的知识和具备的能力必须跟上时展的步伐，必须增强工科专业学生的电子技术创新实践能力培养。非电类专业电子技术、电工与电子技术实习与后续专业课程设计、毕业设计存在脱节现象。电工电子技术实习课的教学内容以基础性和验证性为主，缺乏设计性和综合性，同时，专业课程设计、毕业设计对学生的电子技术综合实践能力要求较高，教学内容跨度大，存在衔接不上的问题。这就需要在课程之间架设工科专业学时能够选修的电子技术创新实践教学课程，尽量实现平稳过渡。在多数实践教学环节中包括电工电子实习，总体上还是以传统的教师教，学生学的方式为主，学生缺少个性发挥的空间，在教学过程中，难以持续有效的调动学生学习的自主性和激发他们主动参与教学过程。传统的填鸭式教学导致学生不会运用所学的知识，不会利用图书馆、互联网等手段收集资料，并有选择地将其应用到项目设计中。这对实践教学环节的教学效果产生不利影响。CDIO教育模式是当前国际工程教育最新发展方式，旨在创新教育模式下培养下一代优秀的工程师。这是一种将理论和实践有机联系的工程教育方式。CDIO强调扎实的基础和完成项目的综合能力，将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面，要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。
1基于CDIO的电子技术创新实践
针对电子技术实习与后续专业课程设计、毕业设计存在脱节现象，我校为了增强工科专业学生的电子技术创新实践能力，从2013年上半年开始开设电子技术创新实践课程，该课程基于CDIO教学理念，理论联系实际，以实践为主，以“创”为主导思想，主要是从新颖、实用的角度出发，介绍电子制作的基本方法，各种单元电路的设计制作，单片机的编程与实践以及基于单片机的电子产品制作，并在教学中不断与时俱进。
1．1电子技术创新实践课程
电子技术创新实践是一门以单片机为主进行电子创新制作与实践的课程，单片机主要采用PSoC(ProgrammableSystemonChip)芯片(赛普拉斯(Cypress)半导体公司捐赠)。通过电子创新制作与实践加深同学对电子技术应用的能力，巩固了电子技术理论课堂学习的理论知识，使工科学生对专业基础理论有更深入的实践认识。通过本课程，使学生了解现代电子制作的基本方法，通过项目任务掌握电子单元电路的设计制作与调试，单片机的编程与软硬件调试等方面的知识。通过项目任务激发学生的兴趣，提高学生的独立操作、工程实践能力和创新能力。教学过程中做到因材施教，对于能力较强的学生团队，选择难度较高的的设计项目，另外，学生的设计项目也可以自己命题。通过电子技术创新项目实践有助于拓宽学生的电子技术实践背景，为专业课、课程设计、毕业设计以及创新项目的实践环节打下铺垫。该课程有效衔接电工电子实习，是电子技术应用的一门特色实践课程。
1．2课程开设
本课程采取实验室现场理论和实践教学相结合的方式，既包括理论知识的学习也包括动手实践。理论知识的学习主要是概述单片机原理、模拟电路、数字电路等内容。然后是以学生的自主学习和动手实践为主的创新实践，设置的任务根据学生已有的知识结构体系及自身动手能力、意愿来选题，项目任务难易适中，任务中应包含学生在动手实践中会遇到的困难，使得学生通过查阅资料及团队讨论以及分工合作解决困难，但是确保通过教师适当的讲解与启发帮助学生能够完成项目的设计与调试。实践过程中，实际电路的设计、调试与安装过程和传感器的应用以及和单片机的电路连接原理，对于虽然接触了电工电子技术课程，但是缺乏实践训练的学生而言，在实际制作过程中总会存在着不少困难，如传感器原理、调理电路原理，单片机程序和控制器件之间关系，以及电路中各元器件的选型，电源、电机及驱动、执行机构、元器件的总体安装、协调布置等问题。而对于这些具体的问题，学生是可以在制作过程中运用已有的知识，查阅资料，和教师、同学进行讨论，通过方案选择、电路设计、调试和安装各个环节，逐步解决。从而使得学生在学习和制作过程中，了解实际生产、实践、创新过程所需面对的各种具体问题，在克服困难的过程中，体验尝试、失败、再尝试、再失败到最终成功的整个过程。最后小组进行演示交流、答辩，完成项目设计报告。交流答辩锻炼学生语言表达能力，设计报告则让同学进行初步科技写作能力的培养。在实践中以学生的自主学习和创造为主，各小组成员获得多方面能力的锻炼。
1．3电子技术创新实践的CDIO实践
本课程设置为20学时，10周内完成，由于是创新实践课程，允许来自不同专业的同学选修，班级人数上限20人。在开课之初，布置项目任务，讲解基于单片机的电子制作所涉及的基础知识，结合一个具体项目任务的实施与实践演示。随后学生实践自己的项目任务，深入学习各单元模块的工作原理及相互关系，要求同学对碰到的问题，自行查阅资料，和教师、同学进行讨论，设计电路图，焊接电路，编写程序，进行软件和硬件调试与测试。通过深入的探索和研究，可以自由发挥同学的创新和想象能力，提高知识拓展能力。课程内容主要分为以下几步进行:首先，通过最初的课堂，讲解电子技术创新实践课程目的及基础知识，布置项目任务，在这一部分的学习中，同学需要对老师教授的知识(包括涉及到的其他学科相关知识)充分理解并接受。在是CDIO中“C”(Conceiving构思)的基础。第二部分的工作为CDIO中的“D”(Design设计)做准备。在第一部分工作的基础上，学生对实践项目的基本目的和意义有一定的了解。同学形成项目小组并选题，开始研究项目任务的要求和实践方法或实践思路，进行自己的研究及设计工作。通过这一环节的实践锻炼学生的独立思考能力以及解决简单问题的能力。这一部分包括构思(Conceiving，“C”)和设计(Design，“D”)部分的工作。小组同学分工合作，查阅资料，并与指导教师讨论，进行独立完整的设计。在设计及实现过程中通常会遇到各种常见的问题，如调试不通过时，在执行过程中需要反复修改之前的硬件电路和程序等，这时要求学生善于发现问题和解决问题的能力。最后，通过教师的提示及点评和同学自己的思考，能够理解整个实践过程，并思考自己设计中有待提高的部分和扩展的可能性。要求小组成员既要团队协作，又要分工合作完成整个设计实验过程，最后，完成项目任务的实践制作报告，制作ppt，向同学及老师讲解整个制作过程的思路、遇到的问题及解决方法。这一部分的工作体现了实现(Implement)和运作(Operate)的思想。设计任务分配给同学，允许自由组合成团队，分工合作来完成这一系列复杂的实验任务。在团队中每个人要完成自己的任务，并且学会与他人一起沟通协商才能使整个团队完成任务。这一部分的工作中团队协作精神得到锻炼和提高，沟通协调能力是团队协作的必要条件。因此在整个实践过程中，学生的独立思考能力，设计能力，实践动手能力，沟通交流能力以及遇到问题解决问题的能力，团队协作能力均得到了提高，体现了CDIO的教育理念，构思(Conceiving)设计(Designing)实现(Implementing)运作(Operating)。
1．4电子技术创新实践效果
课程结束时，从学生的最后总结中可以看到，在主动学习和动手创作的过程中，学生进行实践研究的能力和与他人协作的团队精神得到了一定的培养。在实践过程中，学生不断的学习新知识，主动运用理论知识指导实践过程，充分发挥个人与团队的主动性和创造性，进而克服了实践过程中的各种困难，最终完成课程布置的任务，从而切身体验到科学研究实践活动的真实过程，获得了一定的成就感。以学生主动学习和动手创作为主的教学过程给学生传统的学习方式带来了新的学习感受。课程结束后，引导学生参加学科竞赛，到目前为止，参加课程的同学中已有5名同学获得校级以上“飞思卡尔杯”智能车竞赛和“TI”杯大学生电子设计竞赛奖项。
2结语
1.全国大学生电子设计竞赛的意义
1.1有利于培养学生的创新能力，激发学生对实践课的兴趣
传统的实践教学是理论教学的辅助，实验内容多数是验证理论知识，学生根据实验指导书上的方法和步骤就可完成实验，整个实验过程学生完全是被动的[1]。这样的验证实验不能实现对学生实践能力和创新能力的培养，难以激发学生的对实践教学的兴趣。全国大学生电子设计竞赛要求参赛学生在四天内完成从选题、搜集资料、设计方案、分析论证、元器件选择、硬软件设计、组装、调试、测试、排除故障、做出成品和撰写设计报告的全过程，并且要求三人组队参赛，是对学生综合素质的全面考核，具有极大的挑战性[2]。比赛中既要动手操作，又要理论分析。经过培训和参加竞赛的学生，其实践能力与创新能力都得到很大的提高，同时激发了学生对实践教学的兴趣。
1.2有利于增强学生的竞争意识和就业能力
在电子设计竞赛中能脱颖而出的都是理论知识扎实，动手能力强，经过严格训练，具有创新意识和协作精神的优秀学生。无论获奖与否，参加过培训和电子设计竞赛的学生，在系统设计、方案论证、合作精神与创新能力等方面都有很大的提高，在毕业设计中受到老师的青睐，在实际工作中，表现出较好的独立性，创新精神、协作能力与竞争意识，得到社会及用人单位一致的肯定和好评，增强了就业能力[3]。
1.3有利于推动电子技术类课程的教学改革
电子竞赛题目是一批高水平的教授、专家根据电子技术发展的最新信息拟出的。选题涵盖了模拟电路、数字电路、高频电路、单片机应用、可编程器件、传感器技术、自动控制技术和EDA等课程的内容[4]，竞赛中既要考察学生的实际动手能力，又要考察学生的理论知识和创新能力；既有涉及知识面广、功能多的系统设计，又有单一功能的电路设计；既有以指标性设计为目的的题目，又有以功能性设计为目的的题目；既有基本要求，又有发挥部分，同时在电子设计竞赛中又鼓励学生使用新技术、新器件和新电路，以满足先进的技术指标。所以，对电子技术类课程的教学改革具有指导和推动作用。
2.对参赛学生的能力要求
参加电子设计竞赛的学生应具备的实践能力包括[5]：电子元器件的识别及使用方法、印制电路板设计与制作等电子设计制作基础；集成直流稳压电源、运算放大器电路、信号产生电路和处理电路、显示电路和A/D转换器等单元电路设计；通用键盘及显示电路、单片机与液晶显示接口电路、单片机与D/A和A/D转换电路等单片机最小系统设计；FPGA最小系统和配置电路的设计及FPGA的最小系统板下载等可编程逻辑器件系统设计，以及资料查阅、综合系统设计、创新设计和撰写设计报告等。
3.电子设计竞赛中反映的问题
我校历届培训及竞赛现场，主要表现出以下一些问题[6]。
（1）查阅参考资料的能力差。在拿到竞赛题目后，学生都是先翻教科书，不去查找具有最新技术的期刊文献，特别是上网搜集资料的能力差。
（2）对知识的综合应用能力不强。对一个制作项目能够提出的设计方案很少，不能对方案进行充分的论证和比较，生搬硬套参考电路，不能设计出简单先进的电路，综合应用所学知识分析和解决问题的能力较差。反映我们的实践教学缺少综合性、设计性实验的训练。
（3）新技术、新器件的应用能力差。有的制作项目如能采用新技术、新器件，如FPGA、CPLD等实现系统设计，不仅性能指标优于传统电路，而且电路简单。反映我们的实践教学内容陈旧，不能紧跟电子科学技术的发展。
（4）不适应工程设计技术指标要求。竞赛中学生对竞赛题目的各类技术指标的实现和改善上感到无从下手。
（5）实验动手能力不强。竞赛过程中，一部分同学在安装、焊接、电路调试、故障查找和排除等过程中操作不熟练，不能适当地设计实验数据表格，不能通过对实验数据的归纳、总结去分析、解决问题。反映我们的实验教学验证性实验多，综合性、设计性的实验少，学生的动手能力和综合运用能力没有得到应有的训练。
（6）单片机知识的应用能力有限。很多竞赛题要用到单片机的知识去完成设计，部分参赛同学因单片机知识与应用能力不够，未能取得较好的竞赛成绩。
（7）设计报告撰写的质量不高。设计报告的格式与内容存在很多缺陷，方案论证不够充分，理论分析不够严谨。反映我们的实验课教学忽视了实验报告这个重要环节。
4.电子技术类课程的实践教学改革
根据全国大学生电子设计竞赛的内容及要求，针对学生在培训和竞赛过程中暴露的问题，我们对电子技术类课程的实践教学进行了如下改革。
4.1改革实践教学体系
依据学科专业特点，结合我校实际，将实践教学从理论教学中分离出来，单独设课、单独考核，构建起一个与理论教学体系相互匹配，相互联系、相互补充，相对独立、科学优化的实践教学体系。将实验教学环节划分为三个层次[7]。
（1）基本技能训练层：以电子工艺实习、实训为教学内容，掌握万用表的使用，电子元器件识别、检测，印制板制作、焊接，直流稳压电源组装，收音机安装调试等基本操作技能。以电路分析、电子测量、模拟电子技术、数字电子技术等专业基础课的实验为教学内容，掌握信号发生器和示波器等常用仪器的使用方法，培养正确记录、处理数据及分析实验结果的能力。
（2）课程设计实验层：以电子技术、单片机技术、EDA技术等课程的实验为教学的主要内容。通过对简单电路的设计，熟悉常用电子元器件，学会查阅元器件手册及通过互联网寻找所需资料的方法，让学生通过安装调试，学会通过调整元件参数，满足实验指标要求。
（3）综合设计实践层：以传感器技术及应用、单片机技术、EDA技术、电子系统综合设计等课程实验、电子设计竞赛等课外活动为实践教学环节，掌握用最先进的设计平台和最新的工具进行高效的综合设计，用组装的系统电路板，用电子设计自动化仿真软件Matlab、Muhisim等工具，进行“虚、实、软、硬”相结合的现代电子技术设计实践。要求学生能独立完成从设计到制作的全过程，提高学生运用所学知识进行电路级的综合设计能力以及系统级的开发应用和创新能力。
4.2更新实验教学内容
实践教学改革的关键是教学内容的改革，要根据认知规律、学科特点、实践教学自身的规律和学生实践能力、创新能力的培养要求，更新实验内容。
（1）减少验证性实验，增加应用性、设计性、综合性、创新性实验。增加DSP、PLD、FPGA、嵌入式系统和虚拟仪器等先进的实践教学内容[8]。增加单片机课程设计的实验课时，加强其实验和设计应用，增加EDA技术和Protel课程设计的实验课时，加强Protel电路设计软件和EDA电路设计仿真软件的实践应用；增加电子实习课时，增加和竞赛有关电路的制作内容。实践教学内容要体现最新的科技成果，反映运用现代科学技术成果的新的实验技术和新的实验方法，实现实践教学内容的与时俱进。
（2）增加能培养学生实际操作能力的工艺性操作实践。注重电子元器件特别是新型元器件的使用[9]。元器件选择方面，除个别验证性实验仍保留部分分立器件外，其余均采用集成化，数字化，模块化的器件，如集成稳压电源、集成运放、集成功放、集成A/D，D/A等器件，RAM、EPROM集成电路，以及ASIC可编程控制器。对于综合型、设计型实验，指导学生选择最新器件来完成设计。
（3）对整个课程体系的实验内容进行整体优化组合，将同类课程体系或同类学科的实验项目合并，创建新的综合实验课程，实现学科之间实验内容的互相交叉渗透。修改综合设计内容，把本专业的理论知识同单片机技术和PLC技术更多地结合应用，并把电子设计竞赛知识结合其中。
（4）设立学生科研基金，资助运用新技术、新器件、新思想的电子设计与制作的学生课题[10]。把科研引进教学过程，鼓励学生参与教师的科研工作和生产中急需解决或探索的实际问题的研究，培养学生的方案论证、装配、调整、检测，数据处理、数据分析、总结归纳，撰写科研论文等能力。
4.3改革实践教学方法
（1）实施开放式实践教学
在实践内容、实践时间、实践方法、组织形式等方面实行开放式教学，打破时间、空间的限制，提供给学生进行创造的环境，让学生真正成为学习的主体[11]。在实验内容上，设定必做实验、选做实验和自主实验的比例，前者保证教学基本要求和基本技能训练，后者则由学生根据自身的条件与兴趣，在众多的实验课题中选择，以达到因材施教的目的。课程设计、综合性、设计性实验，教师只提出设计的总体要求和要达到的效果，不制定统一的参数指标，设计步骤，给学生一个较大的创造空间。提倡方案的多样性，给学生充分的创新机会。由学生完成从方案制定、电路设计、元件筛选、焊接组装、程序设计、系统调试到设计报告撰写、答辩等全部过程，教师变指导为引导，充分发挥学生的主动性。
（2）增大实验室开放的力度
在安排好课内实验教学的基础上，充分利用实验室资源，制订实验室的开放项目、开放计划。在实验室开放时间里，为学生提供实验场地的同时，还为学生提供万用表、信号源、示波器、电类实验箱、单片机实验箱等设备，还安排教师进行现场指导。建立现代化的实验中心网上实验预约与管理系统，在开放的平台上，选做实验和自主实验学生可以个人预约，预约的内容包括实验时间、场地、内容、指导教师等，这种“集中”和“自由”相结合的开放管理方式，提高了实验室和仪器设备的利用率。
（3）开设电子技术实践选修课
根据现代电子技术的发展和全国大学生电子设计竞赛的情况，我们为电类专业的学生开设了如“电子制作”、“电子创新设计”等选修实践课，内容包括简单电路、系统电路和有创新特色的电子电路等的设计与制作等，为爱好电子设计的学生提供更多的学习机会。
（4）举办校内电子设计竞赛，激发学生学习兴趣
我校每年举行的全校大学生电子设计竞赛，按照全国大学生电子设计竞赛的方式进行，在为电子设计爱好者提供施展才能机会的同时，也为参加全国大学生电子设计竞赛选拔了队员。在校领导和有关部门的支持及全国大学生电子设计竞赛的影响下，参赛人数逐年增多，大学生电子设计竞赛已成为我校学生最喜爱的科技活动。
（5）认真组织学生参加全国大学生电子设计竞赛
我校是专升本不久的本科院校，电子类专业的办学时间不长，基础薄弱，参加全国性的电子设计大赛的经验更少，我们把参赛作为学习、实训、取经、提高的过程，参赛成绩逐年提高。
（江西中医药大学，江西 南昌 330004）
【摘 要】本文分析了PBL教学法在单片机技术实验教学中应用的必要性，并对PBL教学法实施过程中一些特点进行了阐述，特别是对于问题的提出有自己独特的理解。
关键词 PBL教学法；单片机技术；实验教学
基金项目：江西中医药大学生物医学工程特色专业子课题（JZJSJ-2012-5）；江西中医药大学校级教改课题（2012jzjg-10）。
0 引言
《单片机技术》课程具有较强的理论性和实践性，为了尽快让学生掌握单片机应用技术，为他们在单片机软件、硬件的开发与应用方面打下坚实的基础，为今后的就业创造良好的条件，在开设理论课程的同时，还安排了相应的实验课程。
传统的实验教学往往是预先由实验教师设计好相应的实验项目，如程序设计、I／O口使用、中断与定时器使用、显示与键盘、串行口通信、A／D等。然后由学生照本宣科地重复，完成所谓教学大纲所规定的实验，这种实验教学方法不利于培养学生的动手能力、创新能力和综合运用知识的能力，也不能进一步激发学生的学习兴趣和主观能动性，甚至出现了学生不作实验前的准备、抄袭他人程序和实验报告的不良现象，学生普遍反映这种验证式的实验教学收获不大。为了适应当今社会对电子类专业的人才需求，必须对单片机实验教学进行改革。
PBL英文全称为Problem Based Learning,即以问题为导向的教学方法，PBL最早起源于20世纪50年代的医学教育中，目前已成为国际上较流行的一种教学方法。
PBL是基于现实世界的以学生为中心的教育方式，它把学习设置到复杂的、有意义的问题情境中,通过让学习者合作解决真实性问题,来学习隐含于问题背后的科学知识,形成解决问题的技能,并形成自主学习的能力。PBL强调以问题解决为中心、多种学习途径相整合,而不只是纯粹的探索和发现,同时它强调学习者之间的交流合作,强调外部支持与引导在探索学习中的作用等。PBL教学法的精髓在于发挥问题对学习过程的指导作用，调动学生的主动性和积极性。
1 PBL教学法在单片机技术实验教学中的实施
笔者在多年单片机技术课程的实验教学中，应用PBL教学法通不断地尝试和实践，对相应的实验教学进行了一系列改革，积累了一些经验，收到较好的效果。下面以广告灯实验为例介绍一些做法与心得体会。
1.1 PBL教学法中对教师的要求
PBL作为一种开放式的教学模式，对教师自身的素质和教学技巧都有很高的要求，要求教师不但对本专业、本课程内容熟练掌握，应该熟悉教学大纲和学生的能力情况，还应当扎实掌握相关学科知识，并要具备提出问题解决问题的能力、灵活运用知识的能力、严密的逻辑思维能力。和良好的组织管理能力，要善于调动学生积极性、寓教于乐、控制课堂节奏等技巧。在单片机技术的实验教学中，教师要适时的提出问题，且对于学生经过讨论没找到思路或者无法解决的问题要给予指导。同时需要记录学生在实验中的表现结合实验报告给出相应的成绩。
1.2 问题的提出要密切联系实际并能引起学生的兴趣
问题的产生可以是学生自己在生活中发现的有意义、需要解决的实际问题，也可以是在教师的帮助指导下发现的问题，还可以是教师根据实际生活问题、学生认知水平、学习内容等相关方面提出的问题。如原广告灯实验（见程序）中只有简单的查表程序和软件延时这两个知识点，并不能满足现实生活中的各种广告灯设计的实际需要。因此问题自然而然的要提出来了，需要设计设么样的广告灯、需要哪些功能、通过哪些手段可以实现等等。
1.3 问题的提出要围绕课程大纲
实验的目的最主要的还是让同学们熟练掌握单片机的基本编程和调试方法，熟练掌握课程大纲所要求的知识能力、动手能力。如在广告灯实验中，可以提出如果要设计流水灯除了用查表的方法外还可以有什么方法？必要时可以告知用环移指令的方法。广告灯中的闪烁时间如何控制？除了软件延时还可以用定时器定时。这样在广告灯实验中就能把定时器试验结合在一起来完成。
1.4 问题的提出要循序渐进
一个宏大的工程是由若干个小的工程构成，同样一个综合性的设计实验也可以由多个问题组成。问题的提出应该循序渐进，从最基本、最简单的问题开始，逐步拓展，最终能解决一个大问题。这样的过程，学生不仅在其中锻炼了能力，还找到了逐步解决问题的的乐趣。如广告灯实验中可以依次提出如下问题：1）流水灯如何实现？2）延时时间控制在1S用软件延时怎么实现？3）用定时器来实现1S定时。4）加入开关控制，实现不同广告灯效果。5）用键盘控制实现不同广告灯效果。6）广告灯闪烁的同时播放音乐。在这个广告灯实验的过程中，学生不仅练习了查表程序、环移指令、软件延时、定时器定时、开关量输入、键盘输入、分支程序等知识点，更在这个过程中实现了有特色、有个性的使用广告灯的设计，体会到了成功的喜悦，增强了自信心。
1.5 改变实验评价方式，增加学生积极性
实验教学同理论教学一样，是整个教学的重要组成部分。以往在成绩考核中，笔试成绩占主要部分，而实验成绩只是与平时成绩一起考核，且占整个成绩的很小比例，这样，学生对相关实验不会引起足够的重视，从而带来很大的负面影响。例如，有相当一部分同学在后期的专业课程设计和毕业设计中，不能独立地完成相应的实验。为此，须对当前的考核模式也进行改革。
首先，随着课程改革实验课时的增加，必须加大实验成绩在整个课程成绩的比重，占总成绩的50%。同时，实验成绩合格与否，作为学生具备笔试资格的必要条件，若实验成绩不合格，则（下转第102页）（上接第35页）取消其笔试资格。
其次，由于学生的水平不一致，导致对实验中所提出的问题不是都能解决，这就要求调整考核方式，不能给一个绝对的标准，对于解决了基本问题的学生可以给出实验成绩的80%，而对哪些动手能力强，解决问题能力突出的同学酌情加分，最高能给满分。
2 结语
在多年单片机技术实验教学中，学生普遍反映PBL教学法提高了了学生的学习兴趣，激发学生的学习积极性、主动性，增强了创新能力和综合素质，并在实验过程中提高了对自己的自信心和对所学专业的认可度。
参考文献
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培养计划修订要遵循高等教育要重视培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神的要求，坚持全员性与社会性、科学性与规范性、基础性与实践性、个性化与自主性、特色化与国际化五大原则，建立一个符合电子信息类专业特点的“通识教育+专业教育”的人才培养体系及学科平台课程体系。
1.1课程内容
在知识结构方面，要求学生有良好的思想素养与专业知识。专业知识主要有学科基础课、专业核心课程、高校学生电子设计能力培养的探讨楼然苗（浙江海洋学院，浙江舟山316022）专业方向课、专业选修课。课程设置一定要有针对性，象模拟电路、数字电路、单片机技术、EDA技术、电路原理图与PCB设计、电子综合设计等课程一定要重点把握。一些针对性不强的课程如计算机辅助设计、集成电路设计可作为辅修或选修课程。
1.2课程学时
以“精简教学内容、压缩课堂教学学时，加强实践教学环节的有效性”为原则，合理分配课堂学时与实验学时的比例，对于与学生电子设计能力关系密切的课程需适当增加一些学时。如电子信息类专业方向课中的电子设计自动化、电子综合设计辅导等课程可适当提高实验学时数；专业核心课中的单片机原理及应用课程可按2：1.5设定理论学时与实验学时比（32学时+24学时）。
1.3集中实践教学环节
去消一些效果不好、由学生自主联系、分散实习的课程或减少学分，减少一些效果不好的课程设计、毕业设计学时或改为完成设计作品学分制。为了让学生拥有对一个电子产品从设计、开发到成品的全过程能力，除一般的实验、课程设计、毕业设计外，可重点开设电路图与PCB制作、C语言编程、单片机设计、电子设计等综合技能训练项目。
1.4形成系统教学
将大学生学科竞赛的培训与辅导教学内容纳入课程学分系统中，形成系统的教学计划，为提高学生电子设计创新能力及参加全国全省大学生电子设计竞赛奠定基础。
1.5学分的替代制度
建立学分免修、替代制度，将学生专利、学术论文、竞赛获奖等纳入学分免修、替代等制度中，促进学生参与创新研究的积极性。
2．教材改革与建设
要鼓励教师选用国内外优秀教材，鼓励教师编写有校本专业特色的教材，体现专业特色、行业特色和学校特色。对电子信息类专业来说，出版编写一些实用性强、有工程项目应用实例的实践教材是非常有必要的，如电子综合设计实例与辅导、电路原理图与PCB设计实例、单片机设计实例辅导等等。
3．课堂与实验教学改革
在课堂教学中要积极推动课程教学范式的根本性转变，在基础课程中可探索包班制、分级制、分层制、挂牌上课等基础课程综合改革，逐步实行教考分离。在学科基础课、专业课中实施任务驱动、基于问题、合作学习、案例教学等研究性教学方法，积极探索各种理论与实践互动的教学方式，培养学生的自学能力、研究能力、合作能力。对一些与电子设计能力培养关系密切的课程的课堂与实验教学可作以下一些偿试。
3.1将与计算机操作关系密切的如“单片机原理及应用”、“电路原理图与PCB设计”等理论课放在电子交互教室（机房）上课，在教学中将理论教学与上机实训内容交替进行，强化教学效果。
3.2探索慕课等网络助学平台教学方式。分清教师讲与学生学的内容，在网上可布置课外学生个人学习内容、探究式学习内容、拓展性学习内容，提高学生自主学习能力。一些选修课、方向课可借助网络课堂等形式开设。
3.3实验项目尽量与实际电子设计工程项目结合起来，真题真做，促进“教、学、做”相结合的“理论实际一体化”教学模式。
3.4实施教考分离，以机考替代纸质考试，或实施以设计作品为主的课程成绩评分制度，促进实践动手能力的提高。
4．实践环节的改革
通过对电子信息类大学生就业岗位能力要求的调研，合理制定学生的专业技能标准，明确职业技能考证要求，优化实践教学环节，提高实践学分，从基本素质、基础技能、专业技能、综合训练四个步骤及素质拓展、基础技能、专业技能、专业综合能力、综合实习和创新实践六个模块构建实践教学体系。对一些效果不好的课程设计报告、毕业设计论文学分评定制，可改成以课程设计实物作品、毕业设计实物作品、发表的科技论文、获得的知识产权（专利）证书、学科竞赛获奖证书等为主的成果学分评定制；一些分散的学生自主生产实习、毕业实习可改为教师带队制的集中实习；有条件的高校可建设校内电子焊接加工生产线，使之成为具备电子路线设计、加工、生产、测试全过程功能的电子设备校内生产实习基地。
5．课外学科竞赛教学
大学生学科竞赛是促进提高创新实践能力的重要载体，要建立一套与教学培养计划相辅助的学科竞赛教学体系，适当开设一些电子设计类知识的公选课、必修课，成立学生电子设计兴趣小组（社团），提供开放的活动场地，在教师指导下开展日常的电子设计活动，鼓励并辅导学生进行科技、知识产权申请等学术研究活动，活跃校园学术研究气氛，也为大学生电子设计竞赛打下基础。
6．职业证书考证教学
职业技能证书是为了适应用人单位工作的客观需求。在教学上一定要强化与职业考证相关的实践性教学环节。可将职业技能考证培训内容整合到相关教学课程及实验内容中，减少课外考证辅导的教学学时。建立校内电子工程师考证、电工考证、电子CAD考证点并设立网上辅导平台，开放考证训练的实训场地，提高电子工程师、板级工程师、电工等考证学生的持证率。
7．小结
［论文摘要］文章分析了电子信息工程专业单片机原理与接口技术课程教学的现状，认为提高设计性实验开设的质量是教学改革的重点，指出设计性实验开设中要注意理论与实验的衔接、验证性实验与设计性实验的衔接、课堂与课外的衔接，并不断完善适合设计性实验的评价体系，提高人才培养的质量。
电子信息工程专业作为实践性、应用性非常强的理工科专业，学生必须具备扎实的基础理论知识，具有较强的实验技能，今后才能顺利地从事电子设备和信息系统的维护和研发。要实现这个目标，必须十分重视相关课程的建设，搞好实验教学改革。而单片机原理与接口技术课程作为电子信息专业的一门专业主干课程，其应用性非常强，设计性实验开设质量对于学生今后就业、工作至关重要。
一、教学现状
单片机原理与接口技术课程是电子信息工程专业核心课程之一，理论的重要性不言而喻，但在实验教学方面大都还是停留在传统的实验模式上，离培养学生实践动手能力和创新精神还有差距。很多学生反映，课程学习下来理论基本掌握了，验证性实验也能顺利完成，但要真正完成一个实际项目时，却无从入手。出现这种现象原因是多方面的，笔者认为主要有：
1.教学模式方面的原因。传统教学方式中，教师主要注重于理论的完整性和知识结构的完备性。理论上从单片机的结构讲起，然后讲汇编指令和c语言编程，再讲硬件接口及相关的程序编写，最后讲一两个实例，课时也就差不多用完了，再想讲其他东西就没有时间了。实验也注重基本原理和基本方法的训练，为了让学生认识单片机的基本组成和基本指令，所开出的实验就占了大部分实验课时，最后只能做几个综合性实验或做一个简单的设计，这样就结束了整个课程的学习。
2.教师方面的原因。自从高校扩招以后，学生的数量剧增，而教师并没有同比例增长，教师承担的课时量太大，教学压力过重。具体到单片机原理与接口技术这类专业性和实验性都非常强的课程，存在着精力投入不够的问题。如果要改革实验教学的模式，以设计性实验为主的话，教师就要投入非常多的精力。
3.评价体系方面的原因。就评价体系而言，目前通行的仍然是以分数的高低来评价学生学习成绩的好坏。一般采用平时成绩、实验成绩、考试成绩各占总成绩的一定比例来得到学生课程的最后得分。对有些课程来说这种方法是比较科学的，但对单片机原理与接口技术课程，就会存在这些问题：学生成绩不低，但一旦面临实际问题时，无从入手，没有达到本课程的教学目标。
二、解决对策
为提高单片机原理与接口技术课程教学质量，培养学生解决实际问题的能力，笔者认为，提高设计性实验开设的质量是教学改革的重点，应该从以下几点来改革：
1.教学模式。提出和采用新的教学模式，实验开设要特别注重开出的设计性实验质量。新的教学模式主要包含理论教学和实验教学两个方面。在理论教学中，单片机的结构和基本指令讲解要精，应通过实例来将相关的知识串起来，力求通过具体实例的讲解达到以较少的理论课时就让学生真正掌握单片机的结构和指令的目的。在实验方面，则采用以开设设计性实验为主、验证性实验为辅的方法，并提高实验课的课时数。适量开设验证性实验，在课堂内只做1～2个，而将大部分实验内容放在课堂外，由学生通过开放实验室单独完成。增加较多的设计性实验，供学生选做，在教师精心指导下，让学生在课外准备，课内完成，切实提高学生的实战技能。
2.教师自身的定位。教师应自觉提高自身做项目的能力，并保证足够的精力投入到教学中去。教师要注重平时积累，一方面，要自己动手，精心制作好几个作品。另一方面，也可以通过提出选题，指导学生去做，将完成后的作品及文档全部存档。只要通过2～3年的积累，就可以形成难度、层次区分较为合理的项目选题库和作品库，既为后续班级的教学创建了良好的条件，对后续学生的实验起到示范和引领作用，又为今后的教学工作减轻了负担。要做好这些，就要求教师充分明确自身职责，牢固树立以教学为中心的观念，保证有足够的精力投入教学中。
3.评价体系。作为评价体系，要改变传统的基本是以分数论英雄的模式。单片机原理与接口技术课程如果只是掌握了一些理论知识而没有实战能力，分数再高都不能算是学好。作为对学生的评价，笔者认为一定确立以实践能力为主体的评价体系，通过对学生做的项目难易程度、项目完成的效果等验收情况来给出合适的评价。
三、设计性实验开设与评价体系建立中要注意的几个问题
想搞好单片机原理与接口技术课程建设，提高学生的实战能力，就要以设计性实验的开设为重点来进行整体设计。笔者认为需要特别注意抓好以下四个衔接：
1.理论与实验的衔接。理论教学是单片机原理与接口技术课程教学中必不可少的组成部分，但其开设方式不能采用传统的教学方法，而应设计出一种项目教学或称为专题讲授的形式来进行。首先，要讲透基础部分，笔者认为可以分成单片机的内部结构、单片机的指令系统、程序编写的基本思想、硬件接口构建等四个专题进行。其次，要针对课程特点，做好五个简单项目，如外部中断的使用、定时器中断的使用、并口的扩展、串口通信、ad和da转换。最后，要对相关知识点全面整合，综合演练，实战2～3个较为复杂的综合性项目，进行原理图分析、算法设计和程序分析，并制作出作品进行演示。按这种思路设计，理论教学大致课时数为36～48个课时，实验课时数为24～36个课时。
据此分析，实验教学则应充分重视设计性实验的开设。与理论教学相对应，每讲完一个项目，就要依托该项目开设一个设计性实验，每个实验3～5个课时。通过简单的5个项目和较复杂的2～3个项目的训练后，学生能掌握单片机开发和设计与实物制作的基本方法和技能。当积累了2～3年后，有了很多已成功的项目可参照时，不同的学生就可以选做不同的设计性项目。在进行单片机原理与接口技术的课程设计时，则应要求学生在设计性实验的基础上进一步深化，将多个部分综合在一起设计制作一个更复杂、具有较完备功能的实际系统。这是一个由理论出发，通过基础实验、简单的设计性实验、复杂的设计性实验，最后完成复杂的课程设计过程，符合循序渐进的教学规律，实现了该课程理论与实践的完美结合。在此过程中，设计性实验的开设基本覆盖了单片机原理与接口技术课程的所有知识点，使学生牢固掌握基本理论，熟练掌握基本设计思路，综合应用基本设计方法，从而达到学以致用的根本目的。
2.验证性实验与设计性实验的衔接。验证性实验是指为验证已经学习过的理论知识所设置的实验；设计性实验是指给定实验目的要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。验证性实验作为一种传统的教学方法，在现在的实验教学中也还有一定的作用，可为设计性实验的开设提供一些必要的基础。现在的验证性实验一般是在相应的实验箱上完成，通过开设1~2个验证性实验可让学生了解单片机的基本构成和基本工作原理，所以在开设设计性实验前开设验证性实验是非常必要的。同时，一些设计性实验的开设可在实验箱上对验证性实验进行改造而成，特别是对于开始的简单的设计性实验更是如此。比如一些验证性实验，所有的电路硬件在实验箱中是现成的，同时给出相应的实验程序范例，学生就可以在实验箱上进行验证，对所做实验的功能进行分析。教师只需要在理论教学时将程序流程图和涉及的算法讲述清楚，最后要求学生去编写程序，然后再进行功能验证即可。采用这么一种由验证性实验作为基础并进行改造的方法对于以基本原理的掌握为目标的简单的设计性实验具有很强的可操作性，有利于验证性实验到设计性实验的自然衔接。
3.课堂与课外的衔接。设计性实验开设要做好课堂与课外的衔接。因为设计性实验是要学生自行设计实验方案并加以实现的实验，所有的实验方案不可能仅在几个课时的实验课上完成，主要工作要在课外完成。一方面，实验方案的制订、原理图的设计、实物的制作等主要在课外完成，实验课中主要是在教师的指导下进行调试和测试。另一方面，设计性实验很难一次性成功，往往需要多次尝试、反复修正才行，这些必须在课外完成。要使设计性实验真正达到较好的效果，除了在理论教学中要注重和实验教学衔接外，课外的衔接尤其重要，要做好实验室开放，让学生在课外能够较方便地利用实验室的资源，也应鼓励学生采购一些比较简单的单片机开发工具，如简易开发版、烧录器等。
4.评价标准的再定位与评价体系建立的思路。验证性实验往往只涉及一门课程的一个章节或一个知识点的内容，学生通过验证性实验，可以使所学理论知识具体化和形象化，加深对所学知识的理解与掌握，培养基本动手能力。设计性实验突出它的自主设计性，可以是单一知识的运用，也可以是多知识点的综合运用，给出实验目的、要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实现，所以设计性实验带有试探性、研究性，在时间上也需要课内与课外相结合。
由于验证性实验与设计性开设的目标不同，所以最终的考核方式也不同。对于验证性实验，教师可以直接根据学生所做的实验报告评判其实验成绩。传统的做法是百分制。一般每个实验成绩包括三个部分：实验预习（20分）、实验操作（40分）、实验报告（40分）。使用传统的百分制，可以评价学生是否掌握了基本理论和设计方法。但设计性实验所涉及的知识点数量不同，综合运用的效果不同，设计方案是否得当，步骤是否简易可行，实验的成本、效率是否令人满意等等，都不能一概而论，因此需要结合各方面进行综合的评定。设计性实验的考核要贯穿这样一个原则：淡化结果，注重过程。对于设计性实验我们更重视学生在整个设计过程中的表现，而测定结果只作为考核的次要因素。学生在设计方案中是否有独到新颖的想法，整个实验思路逻辑是否清楚，实验过程是细节严密还是顾此失彼，结果是否可信等都是评定设计实验成绩的重要因素。考核中要充分鼓励和肯定学生在设计过程中所表现出的敢于挑战、主动学习、大胆创新的精神，以及由此带来的思维水平和实践水平的全面提高。
因此，设计性实验不宜采用传统的百分制，笔者认为，宜采用优、良、中、及格、不及格5个档次来进行评定。首先明确“优”和“及格”的标准，在“优”的标准下，适当下降一点作为“良”的标准，“及格”标准高一点作为“中”，达不到“及格”标准的就判定为“不及格”。比如，每一个项目都设定多个指标，完全达到指标并有所创新的评为“优”；完全达到指标而无创新的可评为“良”；实现主要指标可评为“中”；实现部分指标，能体现设计者掌握了基本相关基础知识则可评为“及格”；没有实现任何指标，或没有做的评定为“不及格”。这样就应在设定实验指标上着手，针对具体的实验进行不同的设定，才能比较准确地定性评价学生的实验能力，这一点仍需在实践中不断探索和改进。
四、结语
单片机原理与接口技术课程是电子信息工程专业至关重要的专业核心课程之一，必须更加重视设计性实验教学的改革，提高设计性实验开设的质量，做好理论与实验的衔接，验证性实验与设计性实验的衔接，课堂与课外的衔接，完善设计性实验的评价体系，才能培养出符合社会发展需要的高素质人才。
