基于高職院校大學生創(chuàng)新平臺的實踐研究

（江蘇信息職業(yè)技術學院，江蘇 無錫 214061）

[摘 要] 從高職院校的實際出發(fā)，基于大學生實踐創(chuàng)新平臺，研究太陽能熱水器溫控系統(tǒng)的設計問題。學生獨立地通過研究和比對不同以往的單片機芯片、改進電路結構、簡化電路成本、縮小電路體積等多方面，將實際裝接的電路板調試結果以圖表的方式具體分析該電路系統(tǒng)的穩(wěn)定性和誤差率的優(yōu)異之處。

[關 鍵 詞] 大學生創(chuàng)新； 實踐平臺；溫控系統(tǒng)；傳感

[中圖分類號] G645 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）30-0090-02

注重對高職院校學生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，既是時代發(fā)展的需要，又是高職教育面臨的現(xiàn)實課題。高職院校必須始終把培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力作為改革的方向，要用一種全新的教育思想、教育觀念、教育體制和教育方法培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力。高職院校大學生創(chuàng)新平臺的建立旨在鼓勵和支持大學生盡早參與科學研究、技術開發(fā)和社會實踐等創(chuàng)新活動，不斷激發(fā)學生學習的主動性、積極性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)精神和實踐能力。

大學生創(chuàng)新平臺的建立立足于高職院校實驗實訓室，需要具備可行性和適度的先進性，還需要兼顧費用等問題，因此，平臺所涉及項目的方案和器件材料的選擇均基于這些考慮，同時，創(chuàng)新項目也需要學生在已有知識點掌握的基礎上，充分發(fā)揮他們的才智、運用他們對最新實時信息的掌握，對傳統(tǒng)進行改進和創(chuàng)新，為學生以后畢業(yè)設計的撰寫、踏入工作崗位以后從事開發(fā)設計提供鍛煉培養(yǎng)的機會，這是大學生創(chuàng)新平臺建立的目地，也是它實施和運營的基礎。

大學生實踐創(chuàng)新平臺的實施更加注重實踐創(chuàng)新研究過程。引導學生在導師的指導下，自主選題、自主設計實驗實訓、實施實驗實訓、進行數(shù)據(jù)分析處理和撰寫總結報告等工作，不斷提高學生的自我學習能力、團結協(xié)作能力和組織實施能力。鼓勵學生結合學科專業(yè)，從自身所長與興趣出發(fā)，積極參與實驗實踐活動，在探索、研究、創(chuàng)新的實踐訓練過程中，提出自己的觀點與

見解。

根據(jù)所在高職院校的實際情況，項目設計以太陽能熱水器溫控系統(tǒng)為例，作為高職院校學生實踐創(chuàng)新平臺的項目之一進行闡述。

首先，學生通過對傳統(tǒng)的、應用最廣泛的太陽能熱水器中溫控系統(tǒng)的分析研究，在已經(jīng)對80C51、80S52等傳統(tǒng)芯片有一定程度的了解和掌握的基礎上，對比傳統(tǒng)的芯片，選用較為先進、價格低廉適中、中國本土自主知識產(chǎn)權的單片機STC12C5410ADSOP28為核心，編程靈活、控制簡單，系統(tǒng)能夠方便地實現(xiàn)溫度的控制及顯示。同時，仍然選用市面上比較成熟的溫度傳感器DS18B20采集溫度變化信號，與此同時，考慮到現(xiàn)實社會發(fā)展的迅速和通訊業(yè)的發(fā)達，系統(tǒng)還創(chuàng)新地提供了多機通訊接口，為完善的人機交互界面提供了可能。該系統(tǒng)通過軟件編程實現(xiàn)各種控制算法，具有控制精度高的特點。該水溫控制系統(tǒng)是一個典型的檢測、控制型應用系統(tǒng)，完成從水溫檢測、信號處理、輸入、運算到輸出控制加熱以實現(xiàn)水溫控制的全過程。以單片微型計算機為核心組成一個專用計算機應用系統(tǒng)，以滿足檢測、控制應用類型的功能要求。

在此基礎上學生設計并制作了太陽能熱水器溫度控制系統(tǒng)的實物電路板，比對傳統(tǒng)的組成電路有顯著的優(yōu)異之處，體

現(xiàn)在：

1.單片機的選用

傳統(tǒng)的溫度控制電路絕大多數(shù)采用AT89C51或者S52系列作為控制中心。本控制系統(tǒng)中，學生選用了STC12C5410AD SOP28單片機，它兼容了傳統(tǒng)電路所使用的8051所有的功能，同時更具有功耗低、價格便宜、抗干擾能力強、開發(fā)方便、可實現(xiàn)在線編程的優(yōu)點。

2.電源電路的選用

傳統(tǒng)的電路中大多采用了交直流轉換的整流穩(wěn)壓電源電路，體積大、重量重，只能固定安裝，不便于系統(tǒng)控制裝置整體的調試和操控。本控制電路中，采用通過USB供電，所占體積小、重量輕、調試和操作起來便于攜帶，方便、簡單、便捷。USB接口已廣泛應用于手機、數(shù)碼相機、便攜式電腦等現(xiàn)代社會普遍的設備當中，接口及數(shù)據(jù)線具有通用性，為將來物物聯(lián)網(wǎng)、隨時隨地設定的便利操作提供準備。

3.數(shù)碼顯示和按鍵控制電路的選用

傳統(tǒng)的電路采用了矩陣鍵盤方式輸入設計鍵盤控制電路部分，并且通常要經(jīng)過7447驅動段、74HC138驅動位，通過軟件編程實現(xiàn)數(shù)碼顯示。鍵盤數(shù)量多、所占面積大，集成塊的安裝使電路趨于復雜。本控制系統(tǒng)大大簡化了傳統(tǒng)電路，通過單片機STC12C5410AD SOP28的AD轉換I/O端口直接連接數(shù)碼顯示，簡單、方便。同時設定了兩個控制溫度設定調節(jié)的按鍵，極大地減少了傳統(tǒng)矩陣鍵盤所占電路板的面積，使本電路的集成度較傳統(tǒng)電路得到提高。

最終，通過對電路板進行測試，研究數(shù)據(jù)結果得出如下數(shù)據(jù)。

給定溫度與實測溫度的數(shù)據(jù)對比如表1。

從表1中的數(shù)據(jù)可知，系統(tǒng)的誤差基本穩(wěn)定在正負0.17℃，能很好地滿足系統(tǒng)的設計要求，精確度較高。

溫度穩(wěn)定和時間的關系。設定溫度為50℃，每隔5s記錄實測溫度如表2。

從表2中的數(shù)據(jù)可知，系統(tǒng)運行15秒時系統(tǒng)基本達到穩(wěn)定。較普通的控制感測裝置的反應快，性能穩(wěn)定。

可以看出，注重培養(yǎng)過程的優(yōu)化，為學生創(chuàng)造了有利于個性發(fā)展與提高實踐創(chuàng)新能力的良好學習環(huán)境。應把適應經(jīng)濟建設和社會發(fā)展需要的新知識、新理論、新技術及時融入教學內容之中，加大實踐教學比例，積極實行啟發(fā)式和討論式教學，激發(fā)學生獨立思考和創(chuàng)新的意識，提高學生動手與實踐能力。

現(xiàn)代的高職教育落腳點不應該只是向學生傳授知識，而應該是引導他們探索知識、自主學習。大學生創(chuàng)新并不是說讓他們從頭到尾創(chuàng)造新的電路、新的設計，而是讓他們在掌握已有的具有實踐性的電路結構的基礎上學會應用、學會創(chuàng)新，創(chuàng)造性應用是一種能力、是一種進步，值得鼓勵。實踐創(chuàng)新能力是當代大學生特別是高職高專學生綜合素質的集中體現(xiàn)，是大學生可持續(xù)發(fā)展的核心競爭力。

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作者簡介：張墅（1983—），女，碩士，研究方向：信號處理、通信系統(tǒng)。