專業(yè)群平臺(tái)共享課程之單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程建設(shè)探索與實(shí)踐

伍東亮 肖珊

摘 要：智能控制技術(shù)專業(yè)群涵蓋機(jī)電一體化、工業(yè)機(jī)器人、電氣自動(dòng)化、應(yīng)用電子技術(shù)等多個(gè)專業(yè)，如何建設(shè)一門項(xiàng)目設(shè)計(jì)合理、難易程度適中的單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程，是專業(yè)群平臺(tái)共享課程建設(shè)需要探索和解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：智能控制;專業(yè)群;平臺(tái)共享課程

隨著職業(yè)院校進(jìn)入“內(nèi)涵式”發(fā)展建設(shè)階段，如何動(dòng)態(tài)調(diào)整專業(yè)結(jié)構(gòu)和專業(yè)內(nèi)涵以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，這是目前高職院校專業(yè)建設(shè)迫切需要破解的難題。湖南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院結(jié)合學(xué)校特色和自身優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行了專業(yè)群建設(shè)規(guī)劃，提出了將機(jī)電一體化技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)、應(yīng)用電子技術(shù)等多個(gè)專業(yè)整合成智能控制技術(shù)專業(yè)群，以智能控制為發(fā)展方向，形成集群式專業(yè)結(jié)構(gòu)。并對(duì)專業(yè)群課程進(jìn)行了調(diào)整和優(yōu)化，提出了專業(yè)群共享平臺(tái)課程理念，將電工技術(shù)、電子技術(shù)、C語(yǔ)言、傳感器應(yīng)用技術(shù)、單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)、PLC應(yīng)用技術(shù)等多門專業(yè)基礎(chǔ)課程設(shè)置為平臺(tái)共享課程。圍繞專業(yè)群建設(shè)目標(biāo)，需要重新設(shè)計(jì)和優(yōu)化平臺(tái)共享課程的教學(xué)組織、師資隊(duì)伍、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、教學(xué)資源等。單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程作為一門編程控制類課程，主要內(nèi)容包括單片機(jī)基本原理、IO引腳輸入輸出控制、以及外部中斷、定時(shí)器、串口通信等知識(shí)。作為平臺(tái)共享課程，如何兼顧整個(gè)專業(yè)群，進(jìn)行正確的課程定位、內(nèi)容選取、項(xiàng)目設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施，是平臺(tái)共享課程改革需要面臨和解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

一、課程的定位

我校智能控制專業(yè)群包括機(jī)電一體化技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、應(yīng)用電子技術(shù)、智能控制技術(shù)五大專業(yè)，五大專業(yè)在單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程之前都開設(shè)了電工技術(shù)、電子技術(shù)、C語(yǔ)言等專業(yè)基礎(chǔ)課程，對(duì)學(xué)習(xí)單片機(jī)技術(shù)有一定的幫助。機(jī)電一體化技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、智能控制技術(shù)這四大專業(yè)以機(jī)電設(shè)備控制為主，核心控制技術(shù)為PLC技術(shù)。單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)作為弱電控制類只作為一門輔助控制技術(shù)課程，在這四大專業(yè)的人才培養(yǎng)方案中，除了單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程外，再無(wú)單片機(jī)相關(guān)的后續(xù)課程。應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)作為以弱電控制為主的專業(yè)，主要學(xué)習(xí)單片機(jī)、嵌入式等控制器，單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程只作為一門單片機(jī)編程基礎(chǔ)課程，后續(xù)還開設(shè)有多門單片機(jī)應(yīng)用課程。根據(jù)專業(yè)群各專業(yè)對(duì)該課程的定位，單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)作為專業(yè)群平臺(tái)共享課程應(yīng)定位為專業(yè)核心課程中的基礎(chǔ)編程課程。旨在培養(yǎng)學(xué)生的簡(jiǎn)單的單片機(jī)電路設(shè)計(jì)、程序編程、調(diào)試等能力。

二、教學(xué)內(nèi)容選取

我校智能控制專業(yè)群平臺(tái)課程人才培養(yǎng)方案中單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)總課時(shí)統(tǒng)一設(shè)定為60節(jié)，課程定位為編程基礎(chǔ)課程。主要講授的內(nèi)容包括單片機(jī)介紹、IO口輸入輸出控制、外部中斷、定時(shí)器和串口通信。單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程內(nèi)容的選取和安排應(yīng)遵循單片機(jī)學(xué)習(xí)認(rèn)知規(guī)律，通過(guò)對(duì)該課程的學(xué)習(xí)和教學(xué)研究，單片機(jī)課程的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)可按如下步驟進(jìn)行：第一步：?jiǎn)纹瑱C(jī)的感性認(rèn)知。了解什么是單片機(jī)，單片機(jī)可以做什么，用什么軟件開發(fā)。第二步：?jiǎn)纹瑱C(jī)開發(fā)平臺(tái)的搭建和體驗(yàn)。通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的項(xiàng)目了解仿真電路的設(shè)計(jì)、控制程序的編譯和下載。主要學(xué)習(xí)仿真軟件Protues 8.6、編程軟件keil4的安裝及使用。第三步：?jiǎn)纹瑱C(jī)IO引腳的輸出控制。從單個(gè)引腳到多個(gè)引腳的簡(jiǎn)單輸出控制。主要學(xué)習(xí)位操作、端口賦值操作、循環(huán)、移位語(yǔ)句、子函數(shù)設(shè)計(jì)。第四步：?jiǎn)纹瑱C(jī)IO引腳的輸入控制。單個(gè)按鍵到多個(gè)獨(dú)立按鍵的簡(jiǎn)單輸入控制。主要學(xué)習(xí)條件判斷語(yǔ)句、獨(dú)立按鍵軟件去抖、IO口輸入輸出控制綜合運(yùn)用。第五步：?jiǎn)纹瑱C(jī)IO引腳控制簡(jiǎn)單外設(shè)。主要學(xué)習(xí)單個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示、多個(gè)數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示、矩陣鍵盤、8*8點(diǎn)陣屏。第六步：?jiǎn)纹瑱C(jī)中斷系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。主要學(xué)習(xí)外部中斷、定時(shí)計(jì)數(shù)器、串口通信。單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程為單片機(jī)編程基礎(chǔ)課程，僅涉及簡(jiǎn)單的IO輸入輸出控制和中斷的學(xué)習(xí)。LCD控制、A/D采集、外圍芯片的使用及多任務(wù)的綜合設(shè)計(jì)開發(fā)可作為非電子專業(yè)選修課程或電子專業(yè)后續(xù)課程內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)。

三、教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)采用4節(jié)連排方式，60課時(shí)共15次授課，最后一次課安排為課程復(fù)習(xí)與答疑，該課程按照高職項(xiàng)目式教學(xué)法改革模式共可設(shè)計(jì)共14個(gè)任務(wù)。根據(jù)單片機(jī)的教學(xué)內(nèi)容和企業(yè)對(duì)單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)的能力要求，結(jié)合“教、學(xué)、做”合一、能力本位的課改思路，堅(jiān)持理論夠用、實(shí)用的原則，將《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》這門課程的知識(shí)點(diǎn)打散，結(jié)合技能進(jìn)行重構(gòu)，最終形成了“四個(gè)產(chǎn)品載體，14個(gè)子任務(wù)”的教學(xué)內(nèi)容。

四、課程的實(shí)施

單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程打破傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，采用網(wǎng)絡(luò)在線開放課程模式。并按照網(wǎng)絡(luò)在線開發(fā)課程要求，逐步建立了課程介紹視頻、課程文字描述、講師介紹、課程大綱、課程要求、學(xué)習(xí)任務(wù)單、課程知識(shí)點(diǎn)視頻、作業(yè)庫(kù)、試題庫(kù)、參考資料等資源，并通過(guò)實(shí)施進(jìn)行不斷的修改和完善。單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程建設(shè)自2017年啟動(dòng)目前已建設(shè)和試用兩年，積極利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段輔助教學(xué)，重點(diǎn)推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)建設(shè)，突破時(shí)空限制，學(xué)生能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)參與輔助學(xué)習(xí)，完成作業(yè)、參與測(cè)試等;適應(yīng)現(xiàn)代移動(dòng)生活方式，通過(guò)手機(jī)APP參與簽到、答題、討論等課堂互動(dòng)，激發(fā)學(xué)生興趣;通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)統(tǒng)計(jì)作業(yè)、難點(diǎn)答疑、測(cè)試及討論等教學(xué)數(shù)據(jù)，可監(jiān)控教學(xué)行為。

五、結(jié)語(yǔ)

該課程根據(jù)企業(yè)對(duì)單片機(jī)項(xiàng)目系統(tǒng)開發(fā)的能力要求，結(jié)合目前的職業(yè)教育改革精神，按照“項(xiàng)目化教學(xué)和任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)模式，以產(chǎn)品設(shè)計(jì)作為載體，以C語(yǔ)言作為程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，采用PROTUES仿真，共設(shè)計(jì)了四個(gè)產(chǎn)品載體，14個(gè)子任務(wù)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)建設(shè)，基本完成了該課程所需要的網(wǎng)絡(luò)素材和資料。學(xué)生通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，基本掌握簡(jiǎn)單的單片機(jī)電路設(shè)計(jì)、程序編程和調(diào)試等知識(shí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋躍，胡必武，雷瑞庭.基于轉(zhuǎn)型升級(jí)-資源共享的單片機(jī)課程教學(xué)改革[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2017（12）.