基于高職院校大學生創新平臺的實踐研究

（江蘇信息職業技術學院，江蘇 無錫 214061）

[摘 要] 從高職院校的實際出發，基于大學生實踐創新平臺，研究太陽能熱水器溫控系統的設計問題。學生獨立地通過研究和比對不同以往的單片機芯片、改進電路結構、簡化電路成本、縮小電路體積等多方面，將實際裝接的電路板調試結果以圖表的方式具體分析該電路系統的穩定性和誤差率的優異之處。

[關 鍵 詞] 大學生創新； 實踐平臺；溫控系統；傳感

[中圖分類號] G645 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）30-0090-02

注重對高職院校學生實踐創新能力的培養，既是時代發展的需要，又是高職教育面臨的現實課題。高職院校必須始終把培養學生的實踐創新能力作為改革的方向，要用一種全新的教育思想、教育觀念、教育體制和教育方法培養學生的實踐創新能力。高職院校大學生創新平臺的建立旨在鼓勵和支持大學生盡早參與科學研究、技術開發和社會實踐等創新活動，不斷激發學生學習的主動性、積極性和創造性，培養他們的創新精神、創業精神和實踐能力。

大學生創新平臺的建立立足于高職院校實驗實訓室，需要具備可行性和適度的先進性，還需要兼顧費用等問題，因此，平臺所涉及項目的方案和器件材料的選擇均基于這些考慮，同時，創新項目也需要學生在已有知識點掌握的基礎上，充分發揮他們的才智、運用他們對最新實時信息的掌握，對傳統進行改進和創新，為學生以后畢業設計的撰寫、踏入工作崗位以后從事開發設計提供鍛煉培養的機會，這是大學生創新平臺建立的目地，也是它實施和運營的基礎。

大學生實踐創新平臺的實施更加注重實踐創新研究過程。引導學生在導師的指導下，自主選題、自主設計實驗實訓、實施實驗實訓、進行數據分析處理和撰寫總結報告等工作，不斷提高學生的自我學習能力、團結協作能力和組織實施能力。鼓勵學生結合學科專業，從自身所長與興趣出發，積極參與實驗實踐活動，在探索、研究、創新的實踐訓練過程中，提出自己的觀點與

見解。

根據所在高職院校的實際情況，項目設計以太陽能熱水器溫控系統為例，作為高職院校學生實踐創新平臺的項目之一進行闡述。

首先，學生通過對傳統的、應用最廣泛的太陽能熱水器中溫控系統的分析研究，在已經對80C51、80S52等傳統芯片有一定程度的了解和掌握的基礎上，對比傳統的芯片，選用較為先進、價格低廉適中、中國本土自主知識產權的單片機STC12C5410ADSOP28為核心，編程靈活、控制簡單，系統能夠方便地實現溫度的控制及顯示。同時，仍然選用市面上比較成熟的溫度傳感器DS18B20采集溫度變化信號，與此同時，考慮到現實社會發展的迅速和通訊業的發達，系統還創新地提供了多機通訊接口，為完善的人機交互界面提供了可能。該系統通過軟件編程實現各種控制算法，具有控制精度高的特點。該水溫控制系統是一個典型的檢測、控制型應用系統，完成從水溫檢測、信號處理、輸入、運算到輸出控制加熱以實現水溫控制的全過程。以單片微型計算機為核心組成一個專用計算機應用系統，以滿足檢測、控制應用類型的功能要求。

在此基礎上學生設計并制作了太陽能熱水器溫度控制系統的實物電路板，比對傳統的組成電路有顯著的優異之處，體

現在：

1.單片機的選用

傳統的溫度控制電路絕大多數采用AT89C51或者S52系列作為控制中心。本控制系統中，學生選用了STC12C5410AD SOP28單片機，它兼容了傳統電路所使用的8051所有的功能，同時更具有功耗低、價格便宜、抗干擾能力強、開發方便、可實現在線編程的優點。

2.電源電路的選用

傳統的電路中大多采用了交直流轉換的整流穩壓電源電路，體積大、重量重，只能固定安裝，不便于系統控制裝置整體的調試和操控。本控制電路中，采用通過USB供電，所占體積小、重量輕、調試和操作起來便于攜帶，方便、簡單、便捷。USB接口已廣泛應用于手機、數碼相機、便攜式電腦等現代社會普遍的設備當中，接口及數據線具有通用性，為將來物物聯網、隨時隨地設定的便利操作提供準備。

3.數碼顯示和按鍵控制電路的選用

傳統的電路采用了矩陣鍵盤方式輸入設計鍵盤控制電路部分，并且通常要經過7447驅動段、74HC138驅動位，通過軟件編程實現數碼顯示。鍵盤數量多、所占面積大，集成塊的安裝使電路趨于復雜。本控制系統大大簡化了傳統電路，通過單片機STC12C5410AD SOP28的AD轉換I/O端口直接連接數碼顯示，簡單、方便。同時設定了兩個控制溫度設定調節的按鍵，極大地減少了傳統矩陣鍵盤所占電路板的面積，使本電路的集成度較傳統電路得到提高。

最終，通過對電路板進行測試，研究數據結果得出如下數據。

給定溫度與實測溫度的數據對比如表1。

從表1中的數據可知，系統的誤差基本穩定在正負0.17℃，能很好地滿足系統的設計要求，精確度較高。

溫度穩定和時間的關系。設定溫度為50℃，每隔5s記錄實測溫度如表2。

從表2中的數據可知，系統運行15秒時系統基本達到穩定。較普通的控制感測裝置的反應快，性能穩定。

可以看出，注重培養過程的優化，為學生創造了有利于個性發展與提高實踐創新能力的良好學習環境。應把適應經濟建設和社會發展需要的新知識、新理論、新技術及時融入教學內容之中，加大實踐教學比例，積極實行啟發式和討論式教學，激發學生獨立思考和創新的意識，提高學生動手與實踐能力。

現代的高職教育落腳點不應該只是向學生傳授知識，而應該是引導他們探索知識、自主學習。大學生創新并不是說讓他們從頭到尾創造新的電路、新的設計，而是讓他們在掌握已有的具有實踐性的電路結構的基礎上學會應用、學會創新，創造性應用是一種能力、是一種進步，值得鼓勵。實踐創新能力是當代大學生特別是高職高專學生綜合素質的集中體現，是大學生可持續發展的核心競爭力。

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作者簡介：張墅（1983—），女，碩士，研究方向：信號處理、通信系統。