職業(yè)院校機(jī)電專業(yè)單片機(jī)課程改革設(shè)計(jì)論文

　　摘要：對(duì)以往傳統(tǒng)式的教學(xué)進(jìn)行課程改革，用教學(xué)機(jī)器人（寶貝車機(jī)器人）平臺(tái)作為實(shí)踐載體，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。本文從信息化收集、實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)兩大方面闡述了改革的具體內(nèi)容。

　　關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)。互聯(lián)網(wǎng)。教學(xué)機(jī)器人。改革

　　1、職業(yè)院校的機(jī)電專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)

　　機(jī)電一體化專業(yè)涵蓋較廣的范圍，職業(yè)院校培養(yǎng)的人才要政治堅(jiān)定、德技并修、全面發(fā)展，適應(yīng)《中國(guó)制造2025》的發(fā)展需要。具有扎實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、良好的專業(yè)素質(zhì)、精益求精的工匠精神。掌握機(jī)電設(shè)備的安裝、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)、設(shè)備生產(chǎn)及品質(zhì)控制等制造類行業(yè)必備的知識(shí)和技術(shù)技能，面向機(jī)械制造領(lǐng)域的高素質(zhì)勞動(dòng)者和技術(shù)技能型人才。單片機(jī)課程作為機(jī)電一體化專業(yè)核心課程，培養(yǎng)學(xué)生能遵守安全操作規(guī)程的能力，進(jìn)行智能電子產(chǎn)品生產(chǎn)、檢測(cè)、維修和簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)，可以使用常用軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。

　　2、單片機(jī)課程情景

　　單片機(jī)課程是建立在機(jī)械工程上，并借助智能化進(jìn)行優(yōu)化，與其他課程相比，它在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)全面彰顯科學(xué)性與實(shí)用性。單片機(jī)功能強(qiáng)大，使用靈活方便，應(yīng)用面廣，成本較低，盡管學(xué)生和老師都十分重視單片機(jī)軟硬件的學(xué)習(xí)，并傾注了大量的學(xué)習(xí)時(shí)間，從傳統(tǒng)式的填鴨式教室學(xué)習(xí)，現(xiàn)在大多數(shù)的職業(yè)院校課程都改成了教室與實(shí)驗(yàn)室相結(jié)合的教學(xué)模式，但是在教學(xué)效果卻不理想[1]。究其原因，無(wú)外乎以下三點(diǎn)：

　　1、實(shí)踐項(xiàng)目枯燥，沒有挑戰(zhàn)性和競(jìng)技性，學(xué)習(xí)效果自然大打折扣。

　　2、從教學(xué)設(shè)備而言，一般院校都采用試驗(yàn)箱產(chǎn)品結(jié)構(gòu)操作簡(jiǎn)單，使用少量元件，達(dá)不到培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐操作能力的效果。

　　3、單片機(jī)硬件練習(xí)不夠，軟件編程語(yǔ)言涉及的概念比較復(fù)雜，規(guī)則較多，使用靈活，容易出錯(cuò)。針對(duì)以上問(wèn)題提出對(duì)單片機(jī)課程進(jìn)行改革，建議以一個(gè)成品作為實(shí)踐課的成果，而不是實(shí)驗(yàn)箱的操作。因此，經(jīng)過(guò)社會(huì)及生活考查，輔助以教學(xué)機(jī)器人（也叫寶貝車機(jī)器人）作為實(shí)踐載體，這樣能夠使學(xué)生在對(duì)教學(xué)機(jī)器人的編程及硬件電路的連接過(guò)程中邊做邊學(xué)，最終完成一個(gè)智能機(jī)器人的成品。

　　3、課程改革實(shí)施內(nèi)容

　　3.1 信息化采集

　　任課教師利用除上課時(shí)間，錄制每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的微課，所教班級(jí)建立微信群或者QQ群，任課教師把上課的知識(shí)點(diǎn)的微課上傳至群，也可以生成二維碼發(fā)給每個(gè)群，讓學(xué)生在上課之余可以利用微課來(lái)進(jìn)行預(yù)習(xí)、學(xué)習(xí)、復(fù)習(xí)。這樣做便于學(xué)生循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)，因?yàn)閷W(xué)生的知識(shí)接受程度不一樣，如果任課教師把知識(shí)點(diǎn)對(duì)每個(gè)學(xué)生講解一遍會(huì)耗時(shí)很多時(shí)間，所以這樣用信息化的深入，更能節(jié)約教師的授課時(shí)間[2]。

　　3.2 實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)

　　單片機(jī)技術(shù)使用的是一些典型的縮微機(jī)電一體化系統(tǒng)模型，包括機(jī)械結(jié)構(gòu)、數(shù)電模塊智能控制模塊等。機(jī)器人教學(xué)平臺(tái)作為實(shí)踐載體，配合課程競(jìng)賽或校級(jí)、省級(jí)競(jìng)賽，讓單片機(jī)的學(xué)習(xí)變成一個(gè)快樂(lè)的體驗(yàn)過(guò)程，能夠提升學(xué)習(xí)的.效率，達(dá)到事半功倍的效果。

　　1、過(guò)程設(shè)計(jì)。實(shí)踐要做到由淺到深的設(shè)計(jì)，所以本課程可通過(guò)以下步驟來(lái)進(jìn)行實(shí)踐：①提前讓學(xué)生進(jìn)行微課預(yù)習(xí)，課堂上針對(duì)任務(wù)所用知識(shí)點(diǎn)給予理論知識(shí)講授。②硬件連接。根據(jù)所安排任務(wù)課程，給予學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，選擇所需元件，進(jìn)行示范連接并講解工作原理。③軟件任務(wù)。指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行軟件C語(yǔ)言的學(xué)習(xí)，具體做到如下步驟：尋找所需編程軟件對(duì)應(yīng)軟件下載器（ISP）軟件。連接機(jī)器人上教學(xué)板塊ISP口接到PC，進(jìn)行編程講解所需任務(wù)的程序，指導(dǎo)學(xué)生正確錄入。連接串行口，以便調(diào)試和交互，用編譯器編譯生成可執(zhí)行文件Hex,下載到單片機(jī)上。此時(shí)任課教師需同學(xué)生們進(jìn)行互動(dòng)，觀察機(jī)器人單片機(jī)教學(xué)板的執(zhí)行結(jié)果，教師指導(dǎo)學(xué)生查錯(cuò)、改錯(cuò)，最終達(dá)到預(yù)期效果。最后完成后斷開電源展示每組成果，教師給予評(píng)價(jià)，學(xué)生進(jìn)行自評(píng)價(jià)。

　　2、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)。實(shí)踐內(nèi)容的設(shè)計(jì)要想吸睛，那么每個(gè)任務(wù)設(shè)計(jì)起來(lái)要活躍，同時(shí)要激發(fā)學(xué)生潛在的發(fā)散思維，做到舉一反三。具體內(nèi)容設(shè)計(jì)如下：機(jī)器人做算術(shù)（知識(shí)點(diǎn)：C語(yǔ)言的基礎(chǔ)知識(shí)）。讓機(jī)器人動(dòng)起來(lái)（知識(shí)點(diǎn)：伺服電機(jī)和C語(yǔ)言的編程）。函數(shù)與機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制（知識(shí)點(diǎn)：?jiǎn)纹瑱C(jī)C語(yǔ)言的函數(shù)學(xué)習(xí)）。機(jī)器人的觸覺導(dǎo)航（知識(shí)點(diǎn)：接觸型傳感器作為輸入反饋與C51單片機(jī)的編程實(shí)現(xiàn)）。機(jī)器人紅外導(dǎo)航（紅外傳感器作為輸入反饋與單片機(jī)的編程實(shí)現(xiàn)）。機(jī)器人循線競(jìng)賽。機(jī)器人智能搬運(yùn)競(jìng)賽（綜合本學(xué)期課程做出最終成品機(jī)器人）。

　　4、教學(xué)評(píng)價(jià)與意義

　　隨著科技的發(fā)展，人工智能技術(shù)的愈加先進(jìn)，教學(xué)機(jī)器人的平臺(tái)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的動(dòng)手能力，能夠讓學(xué)生擺脫實(shí)驗(yàn)箱的模擬操作，成為一個(gè)直觀、有趣、綜合性強(qiáng)的設(shè)備。教學(xué)機(jī)器人的機(jī)械、控制、傳感器和軟件等四大組成部分均可以實(shí)現(xiàn)滿足開放和擴(kuò)展的要求，并能夠與各個(gè)層次的教學(xué)課程緊密結(jié)合，落實(shí)教育部提出的理實(shí)結(jié)合的職業(yè)教育教學(xué)和訓(xùn)練要求。

　　5、結(jié)束語(yǔ)

　　綜上所述，教學(xué)機(jī)器人作為平臺(tái)的實(shí)踐教學(xué)能夠?qū)⒒ヂ?lián)網(wǎng)結(jié)合運(yùn)用到課程中，融合智能技術(shù)對(duì)學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)式激勵(lì)式教學(xué)。目前，我校已開展這種教學(xué)平臺(tái)，事實(shí)驗(yàn)證這種模式能夠提高學(xué)生的自學(xué)能力、實(shí)踐能力，相信這種課程設(shè)計(jì)能夠促進(jìn)職業(yè)院校學(xué)生的綜合能力。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]李威,楊忠明.高職單片機(jī)課程教學(xué)與實(shí)踐改革探討[J].教育現(xiàn)代化,2018,5(27):83-84.

　　[2]張巧杰,楊秀媛.單片機(jī)原理及應(yīng)用課程工程教學(xué)方式改革[J].教育教學(xué)論壇,2018(10):93-94.

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