農(nóng)業(yè)電氣化專業(yè)電子硬件課程群建設(shè)方法研究

李樹強(qiáng)

摘要：本文以農(nóng)業(yè)電氣化的三門核心電子硬件課程：電子線路計算機(jī)輔助設(shè)計、單片機(jī)原理及應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)為例，著重論述了電子硬件課程群的構(gòu)建方法與教學(xué)方法的改革思路。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)電氣化專業(yè) 電子硬件課程群 研究

【分類號】S24-4；G642

課程群指具有相同內(nèi)容或者內(nèi)容具有承接的課程的有機(jī)結(jié)合或是幾門能夠互相促進(jìn)的課程構(gòu)成的有機(jī)群體。結(jié)構(gòu)緊湊、內(nèi)容合理的課程群能夠為專業(yè)提供更科學(xué)、更高效的教學(xué)平臺，亦能夠為專業(yè)的發(fā)展提供整合的教學(xué)資源，同時能夠減輕學(xué)生的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，優(yōu)化學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提高學(xué)生對專業(yè)知識、專業(yè)技能的掌握。國內(nèi)很多高校在開展特色課程群構(gòu)建方法研究方面進(jìn)行了有益的探索[1-3]。

農(nóng)業(yè)電氣化是將傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)工作方式與電氣、控制、信息等信息化手段相結(jié)合的專業(yè)，其本身具有交叉學(xué)科特點，這就決定了專業(yè)的發(fā)展既要涉及相關(guān)的電子信息知識，又不能像電子信息專業(yè)那樣過于專注信息類的專業(yè)內(nèi)容，專業(yè)中電子信息類知識廣度更為重要[4-6]。農(nóng)業(yè)電氣化專業(yè)課程中的電子硬件類課程，對于專業(yè)發(fā)展至關(guān)重要，電子硬件類課程融合，構(gòu)建適合農(nóng)業(yè)電氣化專業(yè)的電子硬件課程群，能夠最大程度的滿足專業(yè)的需求，在知識的廣度上對學(xué)生進(jìn)行拓展，同時整合課程資源能夠幫助學(xué)生構(gòu)建完整的知識體系。融會貫通的掌握相關(guān)的知識和技能。本文以農(nóng)業(yè)電氣化的三門核心電子硬件課程：電子線路計算機(jī)輔助設(shè)計、單片機(jī)原理及應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)為例，著重論述了電子硬件課程群的構(gòu)建方法與教學(xué)方法的改革思路。

一、核心電子硬件課程群建設(shè)可能性與必要性分析

線路計算機(jī)輔助設(shè)計、單片機(jī)原理及應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)。三門課均以了解電子硬件的構(gòu)成，掌握硬件基本設(shè)計原理，理解硬件設(shè)計原則，學(xué)習(xí)硬件設(shè)計方法為目的。課程中均涉及到了處理器、寄存器，尋址方式，數(shù)據(jù)處理等電子設(shè)計的基礎(chǔ)知識，且具有前后承接的特點，三門課具有構(gòu)建統(tǒng)一課程群的可能性。授課內(nèi)容方面有雷同的部分，學(xué)生學(xué)習(xí)起來感受相近，甚至影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，因此對三門重要課程進(jìn)行融合構(gòu)建電子硬件課程群對提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效果具有積極的意義。

二、電子硬件課程群建設(shè)思路與方法

構(gòu)建電子硬件課程群以培養(yǎng)學(xué)生電子硬件綜合設(shè)計能力為目標(biāo)，著力打造完整的學(xué)生的完整的電子硬件知識體系，利用統(tǒng)一課程群的知識進(jìn)行農(nóng)業(yè)電氣化系統(tǒng)中電子控制硬件的設(shè)計、開發(fā)、及基本原理的教學(xué)。電子硬件課程群的融合構(gòu)建思路以實際設(shè)計中的流程為導(dǎo)向，對三門電子硬件課程進(jìn)行有機(jī)重構(gòu)。

電子線路計算機(jī)輔助設(shè)計課程主要針對電子線路的選型、設(shè)計、分析、繪制、檢測等方面對學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng)，從實際硬件開發(fā)設(shè)計的流程來看，應(yīng)作為課程群的第一部分。只有掌握了電子線路的計算機(jī)輔助設(shè)計才能對后續(xù)課程中的單片機(jī)、嵌入式系統(tǒng)課程中的硬件仿真部分進(jìn)行正確的原理圖設(shè)計，而在設(shè)計電子線路時要掌握芯片的硬件I/O接口信息，硬件寄存器的基本連接方式，故將后續(xù)課程中的硬件方面的接口內(nèi)容，放在這一部分進(jìn)行講解，使學(xué)生能夠掌握不同硬件的電子線路設(shè)計方法。

單片機(jī)原理及應(yīng)用課程主要針對51級別單片機(jī)的設(shè)計進(jìn)行講解，應(yīng)作為課程群的第二組成部分。為保證與后續(xù)內(nèi)容穩(wěn)固銜接，程序設(shè)計時應(yīng)全部使用C/C++復(fù)雜語言講解，將面向?qū)ο蟮挠布绦蛟O(shè)計思想滲透到教學(xué)中，摒棄傳統(tǒng)的匯編語言和C語言，重點強(qiáng)化包括“.h/.c”編程模式、typedef、ifndef與define等面向?qū)ο蟮木幊塘?xí)慣，使學(xué)生掌握此類編程方法，為嵌入式系統(tǒng)程序設(shè)計打基礎(chǔ)，強(qiáng)化I/O口、LED、LCD、鍵盤等硬件基礎(chǔ)部分模/數(shù)電路層面知識的講解，為后續(xù)課程打下堅實的基礎(chǔ)。

嵌入式系統(tǒng)是課程群的第三組成部分，該部分承接前面的電子線路計算機(jī)輔助設(shè)計、單片機(jī)原理及應(yīng)用課程的內(nèi)容，著重在嵌入式系統(tǒng)獨有內(nèi)容的講解。由于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計體系復(fù)雜，設(shè)計層面方面包括bootloader設(shè)計，硬件線路設(shè)計，軟件開發(fā)設(shè)計等多方面，在有限的本科課程教學(xué)體系中，應(yīng)將嵌入式系統(tǒng)視為“高階”單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行講解，這樣既能承接前序的課程內(nèi)容，又不至于使學(xué)生在學(xué)習(xí)中無所適從，將嵌入式系統(tǒng)與單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行對照學(xué)習(xí)，重點在嵌入式系統(tǒng)的原理部分，嵌入式系統(tǒng)的三重抽象程度的編程、嵌入式系統(tǒng)的晶振的工作方式等方面進(jìn)行有針對性的講解；軟件部分則完全使用面向?qū)ο蟮木幊趟枷胫v解編程過程。由于有前面知識點的基礎(chǔ)，學(xué)生能夠很快的進(jìn)入嵌入式編程的學(xué)習(xí)狀態(tài)，達(dá)到良好的學(xué)習(xí)效果。

實驗課開設(shè)方面，打通原來的課程實驗，從電子線路設(shè)計，接口設(shè)計，程序編寫到硬件調(diào)試全過程進(jìn)行實驗，使學(xué)生對課程群中的全部內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)的復(fù)習(xí)和知識的融合串聯(lián)，形成完整的知識和技能體系。

三、農(nóng)業(yè)電氣化電子硬件課程群構(gòu)建效果展望

通過對農(nóng)業(yè)電氣化專業(yè)電子硬件類的三門課程的融合，構(gòu)建電子硬件課程群，以統(tǒng)一的授課模式，對電子硬件課程群進(jìn)行1-2個學(xué)期的連續(xù)講授，按照統(tǒng)一的教學(xué)規(guī)劃對課程內(nèi)容進(jìn)行重新的教學(xué)規(guī)劃，打破培養(yǎng)方案、實驗教學(xué)方案之間的限制，能夠為學(xué)生構(gòu)建具有整體知識體系結(jié)構(gòu)和技能提供保障。此類課程群的教學(xué)模式能夠最大限度滿足農(nóng)業(yè)電氣化類的交叉學(xué)科培養(yǎng)要求，能夠培養(yǎng)出知識面廣、知識體系完整的高素質(zhì)人才。隨著農(nóng)業(yè)電氣化專業(yè)課程群建設(shè)模式的成熟，根據(jù)學(xué)科的特點還可以考慮構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)的橫向融合課程群，將不同學(xué)科門類的課程進(jìn)行融合，培養(yǎng)出知識復(fù)合層次更加豐富的農(nóng)業(yè)電氣化人才。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭必裕.對高校課程群建設(shè)中課程內(nèi)容融合與分解的探討[J]，現(xiàn)代教育科學(xué)，2005（2）：66-68

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