職業院校《單片機實訓》教學改革

(成都工貿職業技術學院(成都市技師學院)，四川 成都 610000)

一、引言

隨著我國電子信息產業和微控制技術的迅速發展，單片機的應用已經滲透到我們生活中的各個領域，如全自動智能洗衣機、智能IC卡，各種智能儀表、通訊裝置等，以至于對單片機人才的需求增大。同時我國的高等職業教育已逐步從高等教學政策的邊緣走向中心，并已占有我國高等教學的“半壁江山”，在現代社會發展中的作用日益突出。目前，單片機技術已成為高職院校電氣、電子、自動化等專業學生應掌握的一項基本技能。

二、教學過程中發現的問題

傳統的單片機實訓課程大多采用仿真軟件或單片機實驗箱平臺來實現，驗證性實驗比例高達80%，綜合設計性實驗極少。在proteus軟件里進行硬件電路的搭建，在keil軟件里進行程序的編寫與調試，然后將調試好的程序加載到proteus中單片機芯片里，進行仿真調試，觀察結果。或者按照指導書上的要求在實驗箱上做簡單的連線，將指導書上現成的程序編譯后下載到單片機運行觀察現象。這種實驗與實際的單片機開發在過程上有很大的差異，學生對硬件系統基本沒有了解，對軟件的編程、匯編、寫入單片機的整個過程沒有了解，然后到實際工作中遇到實際的開發項目時卻不知所措然，無從下手。這樣教出來的學生與高職院校的培養模式相悖，這種教學模式已經不滿足當前的教學需要。

三、單片機實訓教學改革思路

傳統的單片機實踐課程以驗證性實驗為主，無法培養合格的應用型人才，在教學過程中，筆者潛心研習，并反復實踐，總結出改革方案。

本次改革主要針對已經有一定的單片機基礎的學生，通過本課程的學習，能綜合運用前面的知識和技能，完成本課程的學習任務，具有單片機應用產品設計、分析、調試和制作能力。這樣可以將前面所學的知識進一步轉化為學生自己的經驗，強化專業技能，為后續課程打下基礎，培養學生的就業崗位能力和職業素養。

（一）總體思路

在進行課程教學改革時，我們以職業活動為導向，突出能力目標，用項目任務數字時鐘的設計與制作作為載體，以學生為主體進行能力訓練，并把職業核心能力滲透到課程中。

（二）實施過程

本次實訓內容包括：作品展示、分析控制要求、下達任務書、學生分組討論實施、硬件制作與檢測、程序編寫與編譯、軟件仿真與調試、硬件電路運行調試、成果展示與交流、項目評價與總結。通過這些過程讓同學們掌握簡單單片機系統的開發設計過程，具有單片機控制系統硬件設計、程序設計、調試與運行維護能力。

1.前期準備

首先通過作品展示引起大家的興趣，然后通過控制要求分析，讓同學們了解到自己需要做什么，達到怎樣的效果，在這個過程中老師只提供數字時鐘最基本的要求，最后同學們根據任務書的要求進行分組討論，設計數字時鐘的擴展功能，并查閱資料，為后期的設計做準備。

2.硬件制作與檢測

硬件電路的制作與檢測為本次課實訓的重點，以往的實訓課都強調軟件編程，硬件電路比較薄弱。首先，從最小系統開始，到數字時鐘的外部硬件電路圖，先在proteus軟件里進行硬件電路的搭建，為后期的程序調試做好準備。其次進行電路原理圖繪制，列寫元器件清單，教師強調實際電路與仿真電路的區別，并根據元器件清單發放材料。再次為硬件電路板的制作，包括元器件識別、元器件布局、元器件的焊接工藝，由老師講解元器件識別、布局與焊接要求，同學們進行操作，教師指導與監督。最后是硬件電路的檢測，在硬件電路制作好以后，為了防止虛焊、焊接錯誤，在聯機調試之前還需要對硬件電路進行檢測，讓同學們掌握檢測以及查找故障的方法。

3.軟件調試

程序編寫部分采用層層遞進的方式，分成三個部分：數碼管動態顯示、定時中斷計時、按鍵調時，然后再對三個部分進行整合，完成控制要求。而程序的調試都先在仿真軟件里進行，以減少聯機調試的故障。

4.聯機調試

程序在仿真軟件里調試沒問題后，再將程序燒寫到單片機進行軟硬件聯調，由于外部硬件與仿真的硬件存在區別，提醒更改程序。

5.作品展示與考核

分小組進行作品展示，學習其他組同學的設計理念，總結設計中的不足以及解決方法。而對學生的考核也由終結性考核變成了過程性考核，以能力考核為主，同時兼顧知識考核，提高了學生在整個課程學習中的主動性。

四、結論

本文針對職業院校單片機實訓課程的現狀，設計項目和任務承載單片機課程內容和職業活動內容，課程教學改革實施符合先進的職業課程教育理念，在良好的實施機制配合下，能較好的進行專業職業能力培養。