基于云計(jì)算的單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)

褚亞飛　陳德城

摘要：將云計(jì)算技術(shù)融入到教學(xué)中，是新時(shí)代下對(duì)教學(xué)的一種革新。將單片機(jī)原理及應(yīng)用課程的教學(xué)與云計(jì)算相結(jié)合，闡述了基于百會(huì)在線辦公平臺(tái)下單片機(jī)原理及應(yīng)用課程的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；單片機(jī)；課程設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：F49文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：16723198（2014）07017601

1云計(jì)算

“云計(jì)算”的概念，是由Google的CEO艾里克·施密特在2006年的講座上第一次提出并使用的。云計(jì)算就是，把目前為止由個(gè)人計(jì)算機(jī)或公司服務(wù)器上所進(jìn)行的信息處理，通過因特網(wǎng)使其運(yùn)行在外部巨大服務(wù)器上的方法。也就是說，信息的處理在互聯(lián)網(wǎng)上，即在“云”中實(shí)現(xiàn)，其真正的涵義便是“云（=因特網(wǎng)）+計(jì)算（=信息的計(jì)算處理）”。

2云計(jì)算輔助教學(xué)與單片機(jī)教學(xué)

隨著云計(jì)算的快速發(fā)展，人們的生活和工作水平不斷的提高。2009年云計(jì)算被應(yīng)用到了教育界，帶來了教育領(lǐng)域的一次革新。云計(jì)算在教育領(lǐng)域的應(yīng)用被稱為“云計(jì)算輔助教學(xué)（CCAI）”，它是指使用者利用云計(jì)算所提供的云服務(wù)來完成信息共享，實(shí)現(xiàn)教育資源的最大化利用以及減少教育方面的設(shè)施投資。高校是培養(yǎng)人才的地方，利用云計(jì)算的優(yōu)勢(shì)，探索高校如何與云計(jì)算相結(jié)合，進(jìn)行教學(xué)方面的革新是當(dāng)前教育界面臨的一大挑戰(zhàn)。單片機(jī)原理及應(yīng)用是一門專業(yè)課，具有技術(shù)應(yīng)用與直接面向就業(yè)的特點(diǎn)，掌握好單片機(jī)知識(shí)與技能后，將為日后工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。如何將云計(jì)算應(yīng)用到單片機(jī)教學(xué)中，探索云計(jì)算所帶來的教學(xué)革新，是單片機(jī)教學(xué)工作者急需探討的一個(gè)問題。

單片機(jī)以其完善的功能、低廉的價(jià)格，被廣泛應(yīng)用在工業(yè)控制、儀器儀表、通信、機(jī)電一體化、家用電器等領(lǐng)域。單片機(jī)技術(shù)已成為從事自動(dòng)化、通信、機(jī)電一體化等工作的人員必備的技術(shù)。目前，已經(jīng)有很多高校開展了單片機(jī)精品課程的研究，形成了一套完整的單片機(jī)理論教學(xué)體系。高校之間相互分享教學(xué)資源就可以減少教學(xué)資源以及硬件設(shè)施的重復(fù)建設(shè)與投資。隨著云計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展與普及，將各種教學(xué)資源遷移到“云”中，就可以很好的實(shí)現(xiàn)高校間各種教學(xué)資源的共享，建成一個(gè)基于云計(jì)算的單片機(jī)教學(xué)平臺(tái)。在單片機(jī)原理及應(yīng)用課程教學(xué)中，運(yùn)用百會(huì)套件建立教與學(xué)的平臺(tái)，將單片機(jī)教學(xué)與云計(jì)算相結(jié)合。

3單片機(jī)原理及應(yīng)用教學(xué)設(shè)計(jì)

單片機(jī)原理及應(yīng)用這門課程理論性和實(shí)踐性都較強(qiáng)，包含了一些抽象的理論概念。這門課程不像C語言程序設(shè)計(jì)，只要知道程序怎么編寫就可以了，也不像模擬電子技術(shù)，只要知道硬件電路設(shè)計(jì)便可，它是理論和實(shí)踐的結(jié)合體。

3.1理論教學(xué)

理論知識(shí)涉及到專業(yè)內(nèi)容，往往枯燥乏味，很難引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，沒有了學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生就會(huì)產(chǎn)生抵觸心理。所以，選用合適的教學(xué)方法就相當(dāng)重要。教學(xué)方法有很多種，案例教學(xué)就是其中的一種。運(yùn)用案例教學(xué)，可以把抽象的理論知識(shí)和案例相結(jié)合，能起到將抽象問題具體化的作用。在單片機(jī)教學(xué)中選用案例教學(xué)，就能讓學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容有直觀的印象，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

利用百會(huì)維基呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)活動(dòng)、展示作品等。教學(xué)內(nèi)容中采用案例的方式將教學(xué)內(nèi)容展示給學(xué)生，比如電子鐘、城市道口交通燈控制系統(tǒng)、防盜報(bào)警器等日常生活中很常見的例子，讓學(xué)生知道單片機(jī)的學(xué)習(xí)和日常生活息息相關(guān)，將原本抽象的理論與實(shí)際例子相結(jié)合，從而引起學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。利用了云計(jì)算技術(shù)，學(xué)生隨時(shí)隨地可以利用上網(wǎng)設(shè)備，比如電腦、手機(jī)或IPAD等來查看教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)活動(dòng)以及相關(guān)的作品。打破了傳統(tǒng)的將教學(xué)資源拷貝到電腦上的麻煩，而且現(xiàn)在學(xué)生基本上都人手一個(gè)手機(jī)，手機(jī)小巧隨身攜帶方便，方便隨時(shí)查看相關(guān)信息。

利用百會(huì)文檔免費(fèi)在線建立、撰寫、存儲(chǔ)和分享文檔。通過百會(huì)文檔，學(xué)生便可以共享演示文稿、電子表格和文檔等資源，還可以上傳圖片和文件等資源，利用這個(gè)功能，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上完成作業(yè)。打破了傳統(tǒng)的手寫作業(yè)的模式，在相應(yīng)的上網(wǎng)設(shè)備中，通過瀏覽器打開百會(huì)網(wǎng)的百會(huì)文檔，編寫好作業(yè)，然后進(jìn)行提交。教師接收作業(yè)并批改，可以及時(shí)將作業(yè)批改結(jié)果反饋給學(xué)生。利用云技術(shù)，還可以對(duì)考試方式進(jìn)行革新。利用百會(huì)文檔提供的文檔權(quán)限管理功能，完成網(wǎng)上答題并提交，最終教師進(jìn)行批改。不但提高了教學(xué)效率，還可以減少教育方面的相關(guān)投資。

百會(huì)聊聊可以實(shí)現(xiàn)師生間的及時(shí)交流互動(dòng)。學(xué)生在學(xué)習(xí)單片機(jī)課程過程中遇到問題可以隨時(shí)提問，教師或者其他學(xué)生都可以解答，及時(shí)解決學(xué)習(xí)過程中的疑問。百會(huì)論壇也可以實(shí)現(xiàn)師生間的交流互動(dòng)。學(xué)生或教師將有用的一些信息或資料發(fā)布在論壇上，大家可以交流討論，不但有利于學(xué)習(xí)還能增長(zhǎng)課外知識(shí)。

3.2實(shí)驗(yàn)教學(xué)

實(shí)驗(yàn)是對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的應(yīng)用，是單片機(jī)課程中不可缺少的一個(gè)部分。單片機(jī)原理及應(yīng)用是軟件和硬件相結(jié)合的一門課程，軟件部分要求學(xué)生掌握單片機(jī)相關(guān)理論以及編寫程序的能力，硬件部分要求學(xué)生會(huì)動(dòng)手設(shè)計(jì)硬件電路。我校電子專業(yè)在課程安排上先學(xué)習(xí)微機(jī)接口技術(shù)，然后再學(xué)單片機(jī)原理及應(yīng)用，所以選用匯編語言進(jìn)行編程，可以強(qiáng)化對(duì)匯編語言的理解與應(yīng)用。對(duì)于學(xué)的好的學(xué)生可以引導(dǎo)他們?cè)倬帉憜纹瑱C(jī)C語言。學(xué)習(xí)匯編語言和學(xué)習(xí)其他編程語言一樣都要學(xué)習(xí)語法。了解了語法后，接下來就是應(yīng)用到具體的編程當(dāng)中。我校單片機(jī)原理及應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)課選用天煌開發(fā)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)備以及相關(guān)的編程軟件。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課是要求每臺(tái)學(xué)生機(jī)都要安裝相關(guān)軟件，若軟件出現(xiàn)了問題又要重新安裝，這樣增加了實(shí)驗(yàn)室維護(hù)的壓力。若

采用云計(jì)算技術(shù)，將相關(guān)軟件保存到百會(huì)文檔中，學(xué)生便可以在任意時(shí)間和地點(diǎn)下載安裝，這樣有利于一邊學(xué)習(xí)匯編語言的指令，一邊將所學(xué)到的指令應(yīng)用到具體編程中，可以及時(shí)了解相關(guān)指令的用法以及容易出現(xiàn)的問題。不但有利于學(xué)生更好的學(xué)習(xí)指令，還能減少實(shí)驗(yàn)室維護(hù)的壓力。我校單片機(jī)原理及應(yīng)用課程是專業(yè)考試課，規(guī)定需用64學(xué)時(shí)的時(shí)間完成教學(xué)大綱所要求學(xué)生掌握的內(nèi)容，其中有44學(xué)時(shí)的理論課和20學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課。學(xué)生在期末的時(shí)候會(huì)得到這門課程的總評(píng)成績(jī)，總評(píng)成績(jī)=期中成績(jī)（20%）+平時(shí)成績(jī)（20%）+實(shí)驗(yàn)成績(jī)（10%）+期末成績(jī)（50%），這里涉及到實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定。利用云計(jì)算技術(shù)，可以在網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定。將實(shí)驗(yàn)成績(jī)分成兩部分即出勤率和實(shí)驗(yàn)完成情況。利用百會(huì)文檔可以進(jìn)行在線調(diào)查與統(tǒng)計(jì)查看學(xué)生的出勤情況，利用百會(huì)維基完成實(shí)驗(yàn)程序的上傳操作。

4結(jié)束語

目前，基于百會(huì)平臺(tái)的單片機(jī)原理及應(yīng)用課程的設(shè)計(jì)仍處于探索階段。利用云計(jì)算技術(shù)能夠最大化優(yōu)化資源的共享，是網(wǎng)絡(luò)高速發(fā)展下的必然產(chǎn)物。云計(jì)算技術(shù)還減少了硬件設(shè)施上的重復(fù)投資建設(shè)，減少了企事業(yè)單位的開銷。把教學(xué)和云計(jì)算技術(shù)結(jié)合起來，能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)上的革新，是新時(shí)代下教師要掌握的一門技術(shù)。但是，云計(jì)算在教學(xué)過程中的應(yīng)用仍存在許多問題。比如安全問題、個(gè)性化操作的實(shí)現(xiàn)等。云計(jì)算的功能是強(qiáng)大的，期待云計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展給人們的學(xué)習(xí)生活帶來更大的便利。

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