將硬件引入“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計”課程實驗教學

摘要：針對“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計”課程實驗內(nèi)容的設(shè)置容易使學生產(chǎn)生學之無用的思想及學后不會用的問題，結(jié)合電子信息專業(yè)培養(yǎng)特色，壓縮了傳統(tǒng)的、基本的實驗內(nèi)容，增加了應(yīng)用性強的實驗項目，并將硬件引入實驗教學。實踐表明，改進后的實驗教學模式效果良好。

關(guān)鍵詞：面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計；實驗項目；實驗內(nèi)容；硬件；專業(yè)應(yīng)用

0 引言

大多數(shù)非計算機專業(yè)普遍都設(shè)置了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程，但由于在實驗內(nèi)容的選取上過于注重程序設(shè)計語言的語法規(guī)則和語義，忽略了程序設(shè)計和專業(yè)應(yīng)用開發(fā)，很多學生在學習過程中感到茫然并產(chǎn)生了抵觸情緒，認為非計算機專業(yè)的學生和從事硬件設(shè)計的學生，沒有必要學習程序設(shè)計。

實際上，電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必然是軟件與硬件的協(xié)同發(fā)展。在電子專業(yè)開設(shè)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程并不是要培養(yǎng)程序員，而是要培養(yǎng)面向?qū)I(yè)應(yīng)用的設(shè)計開發(fā)人員。實驗課程充分地與專業(yè)相結(jié)合，通過串口連接可編程控制器或單片機等常用硬件設(shè)備，在專業(yè)應(yīng)用環(huán)境中進行實驗教學，既可使學生掌握理論知識，又可培養(yǎng)實踐應(yīng)用能力，有助于他們順利走向工作崗位。

1 現(xiàn)有實驗項目存在的不足

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計是一門實驗性很強的課程，目前設(shè)置的實驗課程存在的典型問題是實驗內(nèi)容集中在語法和組件上，缺少與專業(yè)相關(guān)的應(yīng)用型實驗。

從表1可以看出，目前程序設(shè)計課程的實驗項目設(shè)置比較單調(diào)片面，絕大部分屬于驗證組件屬性和方法的實驗。出現(xiàn)在實驗中的組件也只是一些基本的通用窗體組件，而且只占組件數(shù)量的小部分。這種實驗既不能培養(yǎng)學生開發(fā)大型應(yīng)用程序的能力，也不能應(yīng)用于專業(yè)實際，所以學生在學習過程中難免產(chǎn)生學而無用的想法。沒有興趣、沒有動力，學生當然不愿意花費時間和精力?？上攵虒W效果肯定是不理想的。

面向?qū)ο蠹夹g(shù)的開發(fā)工具涉及到的組件數(shù)量非常多，教學中不可能全面覆蓋；而且組件從應(yīng)用角度來考慮，其原理是完全一樣的，也沒有必要面面俱到。因此，有選擇性地針對專業(yè)的特點和實際的應(yīng)用，選取與專業(yè)相關(guān)的組件，將面向?qū)ο蠹夹g(shù)有效地溶入專業(yè)培養(yǎng)是完全可行的。

2 將硬件引入實驗教學的改進

我校電子信息工程專業(yè)的教學目標是培養(yǎng)具備電子技術(shù)和信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識，能從事各類電子設(shè)備和信息系統(tǒng)的研究、設(shè)計、制造、應(yīng)用和開發(fā)的高等工程技術(shù)人才。軟硬件相結(jié)合是本專業(yè)的培養(yǎng)特色。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程是電子信息工程重要專業(yè)課程之一，在進行實驗項目具體內(nèi)容設(shè)置時，不僅要考慮該課程本身特點，而且還應(yīng)考慮與專業(yè)應(yīng)用的銜接問題，力求達到專業(yè)課程體系的協(xié)調(diào)統(tǒng)一性。因此，結(jié)合本專業(yè)的培養(yǎng)特色，我們將本課程的實驗項目設(shè)置如表2所示。

結(jié)合表1和表2可以看出，在實驗內(nèi)容設(shè)置上，壓縮了常用組件比例。考慮到電子信息專業(yè)應(yīng)用中，通常要將單片機控制終端或者信號采集與數(shù)據(jù)處理的結(jié)果顯示在上位機屏幕上，所以引入串口通信控件的使用實驗。我們鼓勵學生把課程設(shè)計或?qū)嵺`性環(huán)節(jié)中制作的電子設(shè)備帶入實驗室；通過串口通信控件，學生可以利用軟件控制單片機，將單片機控制或運行結(jié)果顯示在計算機屏幕上。另外，通過圖形圖表等控件的應(yīng)用，學生可以分析數(shù)據(jù)，繪制數(shù)據(jù)的曲線圖和狀態(tài)圖等。

我們還引入了常用網(wǎng)絡(luò)控件的使用實驗。在實驗中，學生可以將多個電子設(shè)備組成控制網(wǎng)絡(luò)，既提高了專業(yè)學習的興趣，也擴展了專業(yè)應(yīng)用范圍。

將硬件、串口控件和網(wǎng)絡(luò)控件引入實驗中，數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用也可以得到進一步的擴展。在控制過程中采集到的數(shù)據(jù)可以使用數(shù)據(jù)庫管理，提高數(shù)據(jù)應(yīng)用的效率。

3 項目實例

[名稱]：室溫監(jiān)控平臺設(shè)計實驗。

[實驗?zāi)康腯：通過PC機實現(xiàn)對上位機室溫監(jiān)控硬件端的圖像顯示、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)存儲以及數(shù)據(jù)打印等操作。

[系統(tǒng)組成]：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(硬件部分)、RS-232串口通信線、PC機、數(shù)據(jù)顯示分析系統(tǒng)(軟件部分)，如圖1所示。

[實驗要求]：

(1)將前期課程設(shè)計或?qū)嵺`環(huán)節(jié)所制的數(shù)據(jù)采集硬件端通過RS-232申口數(shù)據(jù)線與PC機連接；

(2)掌握MSComm控件、圖形圖表控件的使用；

(3)合理設(shè)計軟件界面，選擇適當控件實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)存儲以及數(shù)據(jù)打印等功能；

[實驗效果]：將自制硬件設(shè)備帶入實驗，原有硬件實現(xiàn)的功能可以采用更豐富的軟件表現(xiàn)形式，這種軟硬件相結(jié)合的實驗方式讓學生將掌握的知識有機地融合起來，培養(yǎng)了學生學以致用的能力，明顯增強了學生學習的積極性和主動性。

4 結(jié)束語

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程實驗內(nèi)容的設(shè)置如果不能體現(xiàn)專業(yè)特色，就容易使非計算機類學生產(chǎn)生學而無用的思想及學而不會用的問題。我們在電子信息工程專業(yè)的實驗教學中，壓縮了傳統(tǒng)的、常規(guī)的實驗內(nèi)容，增加了專業(yè)應(yīng)用性強的實驗項目，將硬件設(shè)備帶入實驗，取得了較好教學效果，讓學生對課程的學習有了更深刻的理解和掌握，激發(fā)了學生學習的積極性和主動性，同時培養(yǎng)了學生分析問題和解決問題能力和科學創(chuàng)新意識，為今后專業(yè)應(yīng)用奠定了良好基礎(chǔ)。