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

王文婓+黃長建

摘 要：在新時(shí)代背景的要求下，把云計(jì)算技術(shù)融入到高等教育教學(xué)中，是對(duì)新課改的要求。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)

引言

云計(jì)算是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新的必然產(chǎn)物，對(duì)于我國計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展起著重要的作用。云計(jì)算的出現(xiàn)，不僅將基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、資源存儲(chǔ)以及網(wǎng)絡(luò)資源等，以服務(wù)形式免費(fèi)提供給用戶應(yīng)用，同時(shí)還改變了傳統(tǒng)用戶應(yīng)用計(jì)算機(jī)的操作模式。基于云計(jì)算對(duì)于單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)影響，分析從以下幾個(gè)方面著手，希望對(duì)相關(guān)專業(yè)人員提供一點(diǎn)參考。

1云計(jì)算輔助教學(xué)與單片機(jī)教學(xué)

近年來，云計(jì)算的水平隨著科技水平的提高不斷完善，幾年前云計(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，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。

2云計(jì)算技術(shù)融入，單片機(jī)原理及應(yīng)用教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1精心選題，建立“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目庫

課程設(shè)計(jì)選題從實(shí)際工程項(xiàng)目的實(shí)用性、難易程度、可操作性、工作量等因素考慮，兼顧科學(xué)性、新穎性、創(chuàng)造性，建立“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目庫。項(xiàng)目庫中部分題目可根據(jù)開課專業(yè)特點(diǎn)，面向解決專業(yè)研究方向的實(shí)際問題有針對(duì)性的設(shè)計(jì)選題。例如：在內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)（以下簡稱“我?！保┺r(nóng)電、電氣專業(yè)“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程設(shè)計(jì)中設(shè)置部分選題專門解決其它專業(yè)課（如“機(jī)電一體化”、“傳感器技術(shù)”、“電機(jī)學(xué)”、“微機(jī)保護(hù)”等課程）中實(shí)際專業(yè)問題，經(jīng)過教學(xué)過程的檢驗(yàn)，學(xué)生的專業(yè)興趣增強(qiáng)了，提高了學(xué)生系統(tǒng)分析、綜合應(yīng)用、解決實(shí)際專業(yè)問題的能力，并和相關(guān)課程進(jìn)行了教學(xué)資源的整合，帶動(dòng)相關(guān)課程共同建設(shè)。項(xiàng)目庫中建立若干樣板項(xiàng)目，學(xué)生可以根據(jù)“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程設(shè)計(jì)的一般步驟和要求完成，樣板項(xiàng)目主要面向于基礎(chǔ)較差的學(xué)生。

2.2學(xué)生自主選題

課程組在每學(xué)年“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程設(shè)計(jì)前兩周將本次代課程設(shè)計(jì)教師的簡歷、聯(lián)系方式、每位教師所代項(xiàng)目題目及設(shè)計(jì)要求公布出來。根據(jù)項(xiàng)目的難易程度及工作量的大小，學(xué)生可以一人或兩人一題。學(xué)生可以根據(jù)自己的專業(yè)特點(diǎn)、興趣、愛好和自身學(xué)習(xí)情況，自主選擇老師，自主選擇題目。如果學(xué)生感覺備選題目不適合自己，學(xué)生可以與指導(dǎo)老師協(xié)商討論后自擬題目。

2.3課程設(shè)計(jì)教學(xué)組織過程規(guī)范化

課程組對(duì)課程設(shè)計(jì)的過程進(jìn)行規(guī)范化的要求，制訂課程設(shè)計(jì)進(jìn)程計(jì)劃，闡述單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般設(shè)計(jì)步驟及方法，介紹單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)常用接口電路設(shè)計(jì)方法。教師向?qū)W生下發(fā)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書。教師下達(dá)課程設(shè)計(jì)任務(wù)的時(shí)候，要講解必要的電路原理和程序設(shè)計(jì)思路，必要時(shí)可進(jìn)行參觀和調(diào)研，使學(xué)生充分理解、明確設(shè)計(jì)任務(wù)及要求。學(xué)生查閱資料，確定設(shè)計(jì)方案，經(jīng)指導(dǎo)老師審核后，學(xué)生可以到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行硬件的連接和軟件調(diào)試。學(xué)生整理設(shè)計(jì)資料寫出課程設(shè)計(jì)報(bào)告，并給出硬件原理框圖、系統(tǒng)電路原理圖、軟件流程圖、編寫的程序、調(diào)試的方法、調(diào)試過程中數(shù)據(jù)的測量方法及參數(shù)等。

學(xué)生完成課程設(shè)計(jì)后，要進(jìn)行答辯，答辯包括學(xué)生自述、現(xiàn)場調(diào)試、教師提問、答辯成績?cè)u(píng)定等環(huán)節(jié)。通過答辯，老師可以對(duì)學(xué)生相關(guān)理論知識(shí)掌握情況、課程設(shè)計(jì)完成情況及獨(dú)立設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容不完善的給出進(jìn)一步修改完善的建議，并給與學(xué)生創(chuàng)新提高的啟迪與空間。

2.4成績?cè)u(píng)定科學(xué)化

課程組建立健全成績?cè)u(píng)定方法，學(xué)生課程設(shè)計(jì)的總成績主要包括課程設(shè)計(jì)報(bào)告及圖紙完成情況、系統(tǒng)調(diào)試及性能分析、答辯情況，每部分均制訂具體的考核要求及考核細(xì)則，形成科學(xué)、公平、合理、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)某煽冊(cè)u(píng)價(jià)體系。加入學(xué)生自評(píng)環(huán)節(jié)，通過學(xué)生自評(píng)能夠讓他們進(jìn)一步正確認(rèn)識(shí)自己在課程設(shè)計(jì)中的所得與不足，對(duì)其提高自身能力和正確認(rèn)識(shí)自我是一個(gè)幫助。

2.5規(guī)范“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程實(shí)驗(yàn)室管理，建立工作日志制度

在課程設(shè)計(jì)期間，專門面對(duì)課程設(shè)計(jì)學(xué)生開放實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生可以在值班教師或課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。值班教師要對(duì)每天實(shí)驗(yàn)室使用情況、學(xué)生的工作進(jìn)度、存在的困難、對(duì)后續(xù)工作的提示進(jìn)行必要的記錄。

2.6精心進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)，開展遠(yuǎn)程交互反饋學(xué)習(xí)

基于云計(jì)算，課程組將“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程設(shè)計(jì)的相關(guān)文字教學(xué)資料（如教學(xué)大綱、教學(xué)進(jìn)度表、教案、教學(xué)課件、參考書目等）上傳學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。建立“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目庫，并支持師生向項(xiàng)目庫加題，經(jīng)管理員按課程設(shè)計(jì)要求審核，批準(zhǔn)后可納入項(xiàng)目庫。建立網(wǎng)上“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程設(shè)計(jì)教學(xué)素材庫，主要包括典型電路圖例及動(dòng)作過程、芯片管腳圖、常用接口電路軟、硬件設(shè)計(jì)方法等。

建立網(wǎng)上交互反饋教學(xué)模塊，教師、學(xué)生進(jìn)行交流的方式主要是通過BBS、討論模塊及電子郵件的方式進(jìn)行。同學(xué)們通過討論區(qū)相互探討，交流經(jīng)驗(yàn)，取長補(bǔ)短，合作學(xué)習(xí)；教師實(shí)時(shí)或定期上網(wǎng)了解學(xué)生的設(shè)計(jì)進(jìn)程，解答學(xué)生設(shè)計(jì)過程中的疑難問題。

3結(jié)束語

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)用仍存在許多問題需要完善?？傊?，云計(jì)算的功能是強(qiáng)大的，希望云計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展給現(xiàn)代化的生活提供更多的生活便利條件，創(chuàng)造美好的明天。

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