基于CDIO的高职单片机课程改革和资源建设.doc

基于CDIO的高职单片机课程改革和资源建设 戚本志刘万村张宇王海涛 （哈尔滨职业技术学院，黑龙江哈尔滨150081） 【摘要】针对高等职业院校人才培养的特点在高职骨干院校建设期间，在央财、地财资金的大力支持下，开展了三年期的单片机课程教学改革，文章深入探讨了单片机课程教学内容设计、教学方法改进、课程资源开发等方面的建设思路、实施情况和做法体会。 关键词资源建设；教学改革；单片机 作者简介：戚本志（1978），男，哈尔滨职业技术学院，副教授。 刘万村（1980），男，哈尔滨职业技术学院，讲师。 张宇（1984），男，哈尔滨职业技术学院，讲师。 王海涛（1979），男，哈尔滨职业技术学院，讲师。 0引言 在哈尔滨职业技术学院作为国家骨干高职院校建设期间，央财支持的电气自动化技术专业核心课程单片机控制技术以CDIO工程教育模式为指导，着眼于满足企业的用人要求，通过对教学内容与教学手段的改革，教学资源和实训室的投入建设，并于xx年9月开始在12级和13级电气自动化技术专业试点实施项目式教学，课程实施过程中每个项目按照C（构思）、D（设计）、I（实现）、O（运行）四个阶段完成教学内容，课程教学中强化学生团队合作，注重专业核心技术和专业技能的培养，增强了教学效果、提高了教学质量，培养的学生与往届学生比较，学生的工程实践能力、综合职业能力与可持续发展能力更强，学生参加电子大赛、机器人大赛获奖量更多，学生就业竞争性更高。 1课程教学改革 单片机课程是机电类专业的一门核心专业技术课，也是理实一体化的课程。通过单片机课程的学习，要使学生掌握单片机硬件电路设计、软件设计和调试技能，通过综合实践过程培养学生的综合应用能力与自主创新意识。单片机控制技术课程总学时84学时，课程改革团队按照CDIO工程教育理念，面向单片机控制技术的应用，序化、整合教学内容，将核心技术中的知识点由浅入深融入项目当中，由浅入深设计了控制台报警灯的设计与实现、LED彩灯控制器的设计与实现、四路抢先器的设计与实现、工业计时器的设计与实现、串行呼号器的设计与实现、工业循迹小车的设计与实现等六个项目，针对单片机的引脚功能、并行通信、中断系统、定时器、串行通信、外围电路扩展等不同部分的运用能力进行训练。本课程于xx年被评为校级精品资源共享课程，课程采用项目导向教学模式进行教学设计，依据国外先进的CDIO工程教育模式，项目的构思、设计、实现、运行贯穿教学过程始终。根据课程内容和学生特点，在教学过程中做到每节课有明确的课堂教学设计，借助各种单片机产品实物、教具，充分利用数字化教学资源进行教学。在教学实施中灵活运用项目教学法、分组教学法、案例教学法、现场教学法等教学方法，引导学生积极思考、乐于实践，提高了教学效果。课程借鉴成熟的单片机系统案例设计教学项目，以项目中的工作任务引导教学，每个技能点的培养都是通过不同的任务去实现，利用产品项目的任务驱动激发学生的学习兴趣，将班级中学生分成若干工作小组（45人/组）来完成工作任务，在项目实施过程中获得必备的知识能力，培养爱岗敬业、吃苦耐劳、协作沟通的职业品质。 2课程资源建设 经过三年的建设，目前课程资源建设已经全部完成，包括课程简介、课程标准、说课录像、教案、课件等反映教学活动必需的资源，重点完善了课程教学录像、学习手册、实训指导书、习题库、演示/仿真教学等资源。课程改革团队对原校级精品课的教学资源重新进行归纳、和分类，并积极开发了新的教学资源，包括3D互动仿真1个，二维演示动画5个，力求取材新颖，充分考虑到学生现有的自学能力及基础知识，将单片机复杂的内部结构、抽象的软件知识转换成形象生动的动画演示，十分有助于学生的学习。完善多媒体教学课件，利用多媒体使教学方式的多样化，调节课堂氛围，提高了课堂生动性和趣味性，简化了教学环节，节省了手绘时间，提高了教学时间的利用率；利用一些实际的录像拓展知识领域，丰富了课堂内容。具体内容： 2.1延时1秒循环程序工作过程二维动画演示 用流程图形式描述三重循环程序的实现，设定第一重循环初值10，第二重循环初值100，设定第三重循环初值248，首先进行第三重循环，每次减一直到0，然后进入第二重循环减1，不为0的情况下重新进行第三重循环，为0进入第一重循环减1，不为0的情况下重新进行第二重循环，直到为0。通过演示使学生充分了解单片机循环程序的工作原理。 2.2负十进制数的补码变换过程二维动画演示 将负十进制数（-25）转换负二进制，然后转换为原码、反码、补码的二维动画演示，通过演示使学生充分了解十进制与二进制的关系，及原码、反码、补码的概念。 2.3控制器执行加法汇编指令工作过程的二维动画演示 进行ADDA，40H指令的工作过程的演示，首先CPU根据PC的值到程序存储器ROM中读取指令ADD代码，然后读取累加器A中数据3CH和地址40H单元中的数据5BH，相加和为97H存入累加器A中，影响状态寄存器PSW中CY、AC、P、OV的值。通过控制器工作过程演示，使学生充分了解单片机中控制器、ROM、RAM、累加器等部件的工作原理。 2.4七种寻址方式工作过程的二维动画演示 进行立即数寻址#40H、直接寻址40H、寄存器寻址R0、寄存器间接寻址R0、变址寻址A+DPTR、相对寻址SJMP0FEH和位寻址40H等七种寻址方式的工作过程的二维动画演示，通过演示使学生充分了解单片机七种寻址方式执行的过程。 2.5定时器运行的二维动画演示 设定定时器T0工作在工作方式2，初值为156（9CH），进行定时器脉冲加一过程演示，直到定时器计数溢出，产生溢出中断，设定中断允许寄存器IE和优先级寄存器IP，中断响应后进入ROM中000BH单元寻找程序，使学生掌握单片机定时器和中断系统的工作原理。通过演示定时器的定时过程，使学生掌握单片机定时器的工作原理；够通过设定初始值完成定时过程，增强学生的学习兴趣。 2.6工业循迹小车的三维仿真实训 演示工业小车自动循迹过程，单片机系统电路图的绘制、元器件的选型、元器件的安装、选择导线并连接、调试，通过仿真实训使学生掌握工业循迹小车的工作原理、并能绘制电路图，增强学生的学习兴趣、强化单片机的编程和动手能力。 3结语 单片机控制技术课程已经建设成为省级精品资源共享课培育课程