“汽車單片機及局域網(wǎng)技術”教學改革與實踐

劉晨 崔斌

摘? ?要：隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，汽車單片機與局域網(wǎng)技術在汽車中的應用越來越重要，這就要求“汽車單片機及局域網(wǎng)技術”課程不斷進行教學改革。文章探討了“汽車單片機及局域網(wǎng)技術”存在的一些問題，并且提出了相對應的教學改革策略，最后總結了教學改革中的一些寶貴經(jīng)驗。

關鍵詞：汽車單片機;汽車局域網(wǎng);教學改革

隨著汽車電子控制技術的迅猛發(fā)展，“汽車單片機及局域網(wǎng)技術”成為汽車電子控制技術基礎上一門專業(yè)課程?！捌噯纹瑱C及局域網(wǎng)技術”包括了汽車單片機技術與汽車局域網(wǎng)技術兩方面，涵蓋了汽車中電子控制單元（Electronic Control Unit，ECU）的原理及應用以及汽車中各種總線技術及局域網(wǎng)技術。這門課程理論性強，實踐性也強，需要理論與實踐相結合。

1? ? 當前“汽車單片機及局域網(wǎng)技術”教學過程出現(xiàn)的一些問題

1.1? “汽車單片機及局域網(wǎng)技術”課程教材滯后

汽車電子控制技術在最近幾年迅猛發(fā)展，汽車單片機與局域網(wǎng)技術發(fā)展越來越快，對從業(yè)人員的要求也越來越高。很多教材內容比較單一，沒有根據(jù)最近汽車電子控制的內容進行更新與改進。由于教材的落后與教學課時的限制，使得學生無法掌握汽車單片機與局域網(wǎng)技術的最新知識。

1.2? “汽車單片機及局域網(wǎng)技術”課程實驗實訓設備缺乏

各院校都為滿足教學需要為學生建立了很多實驗室，購進了大量的實驗設備。但是針對“汽車單片機及局域網(wǎng)技術”這門課實驗內容包含了大量的汽車電器中的ECU和汽車的局域網(wǎng)涉及不同ECU模塊間的通信，針對汽車單片機局域網(wǎng)通信的開發(fā)實驗設備的廠家較少，使得實訓實驗設備較少。

1.3? 教學模式陳舊

“汽車單片機及局域網(wǎng)技術”多以理論教學為主，實驗教學為輔。在教學過程中往往安排的理論課時較多。大多以理論教學為主，但是動手實踐相對較少。在教學環(huán)節(jié)中，講述的內容比較多，實踐相對較少。這就導致學生在理論上比較熟悉，但是真正動手的時候難以將理論聯(lián)系實際。理論似懂非懂，實踐時又難以真正理解，這就使得教學效果大打折扣。

1.4? 實踐教學缺乏創(chuàng)新性和時代性

我國“汽車單片機及局域網(wǎng)技術”課程由于實驗設備的限制，以及教材內容的落后，導致在實踐教學環(huán)節(jié)內容陳舊，無法跟上現(xiàn)代汽車的發(fā)展腳步，教學內容相對單一落后，這就導致教授沒有與時俱進，缺乏創(chuàng)新性與時代性。

1.5? 教學大綱缺乏彈性

“汽車單片機及局域網(wǎng)技術”課程教學大綱缺乏彈性，由于實驗設備的制約，現(xiàn)在大多數(shù)院校的“汽車單片機及局域網(wǎng)技術”課程教學大綱還停留在5年前的科技水平與教學模式。教學大綱缺乏彈性、缺乏時代性。教學大綱是一個課程的統(tǒng)領，教學大綱陳舊，直接導致教學過程呆板，沒有依據(jù)現(xiàn)代汽車的發(fā)展及時調整內容，教學不夠靈活。依然按照舊的教學大綱，會導致學生學習的積極性下降及教學效果不盡如人意[1]。

2? ? “汽車單片機及局域網(wǎng)技術”教學改革的策略

汽車電氣技術發(fā)展越來越迅猛，汽車電氣技術越來越先進，更新?lián)Q代越來越快?！捌噯纹瑱C與局域網(wǎng)技術”課程要求也越來越高。

2.1? 教學內容的改革

“汽車單片機與局域網(wǎng)技術”課程根據(jù)內容將課程分為汽車單片機控制與汽車局域網(wǎng)技術。通過焊接電子元件、測試硬件電路、軟件編程、程序調試與燒錄、故障分析與排除等項目實訓，提高學生的實際動手能力。

2.2? 教學模式的改革

2.2.1? 精心設計教學環(huán)節(jié)

教學過程中，把實踐環(huán)節(jié)加入進來，將學生的實驗內容加入到理論教學中，實踐與理論相結合，增強學生的動手能力、興趣和愛好。同時，將在課堂中加入視頻和動畫教學，學習過程中增加學生的積極性和主觀能動性。

2.2.2? 采用多媒體教學

在教學過程中，采用多媒體教學，將視頻、動畫引入到教學中來，尤其是汽車控制器局域網(wǎng)絡（Controller Area Network，CAN）總線網(wǎng)絡相對比較抽象，對學生理解來說比較困難，運用多媒體教學可以將抽象的內容變得更加形象客觀，學生更加容易接受。

2.2.3? 合理安排教學內容

在理論教學“汽車單片機與局域網(wǎng)技術”課程汽車單片機部分的同時，實踐部分就要把汽車單片機水溫的測試與顯示實驗，以及汽車發(fā)動機的轉速與顯示進行實踐教學，讓學生明白與理解單片機的原理。在教授汽車局域網(wǎng)理論課的同時要把汽車車門、車窗的局域網(wǎng)實驗板代入到實踐教學，讓學生明白單片機的局域網(wǎng)的原理。

2.2.4? 建立多元化評價體系

“汽車單片機與局域網(wǎng)技術”這門課程涉及很多理論和實踐部分，并且實踐部分相對更加有助于學生的理解和學習。所以，在學習過程中要將理論和實踐的考量都列入對學生的考核，這樣才有助于激發(fā)學生的動手能力[2]。

“汽車單片機與局域網(wǎng)技術”分為汽車單片機部分與汽車局域網(wǎng)部分。汽車單片機部分主要以硬件焊接、軟件調試，實驗結果觀測與分析為主。

下文以點亮LED燈實驗為例進行分析。

（1）在理論課上，給學生講解如何通過EDU點亮LED大燈原理。讓學生明白與理解單片機的工作原理及輸入/輸出（Input/Output，I/O）引腳的功能。

（2）實踐課上，分項目進行教學，將整個點亮LED燈項目進行細分：一是硬件電路的焊接，二是軟件的調試，三是結果的觀察與分析。

首先，根據(jù)硬件電路焊接中電工電路的基礎以及理論課上的工作原理，由學生自己設計電路板并進行焊接。

其次，將部分程序給予學生，讓學生根據(jù)自己設計的硬件電路進行補充與修改。然后進行調試，下載到硬件電路中。通過程序的編寫，讓學生明白單片機的工作原理以及硬件和軟件相互結合與照應。

最后，下載結束后觀察實驗結果，此過程不必讓學生一遍全部都做對。出現(xiàn)問題再解決，在問題中進行學習，在排查原因中解決問題，在問題中加深對單片機工作原理的理解，在問題中加強學生自主學習的能力與實踐動手能力。

整個單片機實驗結束后，需要學生上交實驗報告。總結整個實驗過程與出現(xiàn)的問題以及采取的解決方法。

實驗的安排以小組形式進行。2～3人為1個小組，學生在動手過程中，可以相互討論學習，出現(xiàn)問題時相互討論解決，加強學生團隊協(xié)作能力。同時，在協(xié)作過程中每個學生會發(fā)現(xiàn)自己的優(yōu)勢在何處，對學生的自我定位和以后找工作的方向都有一定的積極影響作用。

汽車局域網(wǎng)部分主要以實驗板觀察與操作實踐為主。以汽車車身門窗實驗為例。

（1）理論課上給學生講解汽車車身門窗中總線的工作原理，整個局域網(wǎng)如何傳輸數(shù)據(jù)、如何工作。

（2）實踐課上主要以實驗板為主進行講解。在實驗板上讓學生操作車門車窗的開啟與關閉之后，通過問題導入與小組討論的形式，讓學生自主學習汽車總線技術的工作原理。最后輔助以講解。整個過程主要以學生的自主學習為主，教師的講解為輔。通過問題導入的形式，發(fā)揮學生的主觀能動性。同時，加入解碼器的測量，讓學生動手操作，明白汽車檢修過程中的原理[3]。

（3）到實際汽車進行知識的遷移。帶學生以實際汽車為實驗對象，進行車窗車門的操作，并且引導學生從實驗板到真車進行知識遷移。讓學生明白汽車總線技術的原理與應用。為學生以后工作進行知識儲備。

（4）在教學過程中可以多使用幾種不同型號與年代的車。通過不同信號的車讓學生了解到每種車型之間在電子控制技術上的差異與相同之處。通過不同年代的車型讓學生看到并認識到汽車行業(yè)發(fā)展的情況。

（5）最后，讓學生總結并上交實驗報告。學生在實驗報告中總結汽車局域網(wǎng)工作原理，并且總結在討論中自主學習到的知識。培養(yǎng)學生工作總結的習慣，為以后學生進行工作打下良好的工作習慣基礎。

在教學安排上，以汽車單片機為先，之后再教授汽車局域網(wǎng)技術。先介紹了EDU工作原理，再講授汽車局域網(wǎng)技術，循序漸進，并且在后續(xù)介紹總線技術的時候還能對EDU進行復習與強化。

在實驗安排上，遵循由易到難的步驟，層層深入，學生容易理解和接受，如果過于難會對學生的主動性和積極性造成打擊。同時，由于“汽車單片機與局域網(wǎng)技術”課程內容的情況特殊。汽車單片機部分與汽車局域網(wǎng)部分的側重點是不一樣的。汽車單片機部分主要是要學生掌握單片機的工作原理，分成了硬件與軟件兩個部分，內容相對比較瑣碎。實驗內容相對較多較為復雜，需要學生動手的部分比較多，老師指導的內容也比較細致。汽車局域網(wǎng)技術部分相對抽象，要求學生掌握總線的工作原理。在實際實驗過程主要以汽車常規(guī)操作為主，操作上相對簡單容易，但是背后總線工作原理其實很復雜。所以要化難為易，讓學生明白工作原理即可，不必了解太過復雜的協(xié)議內容。

2.3? 提升教學大綱的彈性

教學大綱是“汽車單片機與局域網(wǎng)技術”課程教學的基本保障，也是教學科學性和規(guī)范性的保障。伴隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，汽車單片機與局域網(wǎng)技術也不斷地更新?lián)Q代。“汽車單片機與局域網(wǎng)技術”課程大綱需要與時俱進，更深入地融入新的科技、新的工作要求，以滿足企業(yè)的要求，為學生未來在社會上的發(fā)展打好理論與實踐基礎。利用多元化、多層次的教學手段，在提高教學手段的基礎上，真正和培養(yǎng)和提升學生的自主學習能力和創(chuàng)新能力。

3? ? 教學效果

通過“汽車單片機與局域網(wǎng)技術”的教學改革，不少學校已經(jīng)取得了一些成效，有助于提高學生的積極性。通過減少理論講解，增加實驗課程，讓學生多去參與、多動手操作，大大提高了學生的主觀能動性。

學生與教師互動增加。以前理論課程較多，學生上完后都忘記了所學知識點。之后再去實踐，知識點忘了，草草完成實驗又不知道原理。通過理論課程與實踐課緊湊的安排以及問題導入與小組討論，大大增加了學生與老師的互動，學生更加主動地去學習了。

教學效果更加與時俱進。通過加入汽車新技術、汽車實驗器材的購進，保持教學與實際發(fā)展相一致，教學緊跟時代的步伐。為學生以后工作更快地適應工作內容打下良好的基礎。

4? ? 對“汽車單片機與局域網(wǎng)技術”教學的一些建議

設備購入要緊跟時代。由于汽車電子控制技術日新月異，所以整個汽車的教學內容也需要不斷與時俱進。實驗設備是整個教學的保證，“巧婦難為無米之炊”，再好的教學團隊也需要硬件作為保障。

理論課程與實踐課程的安排要銜接好。理論與實踐相互配合，時間上要保持一致。這樣學生在上完理論課后能夠很快地上實踐課進行動手操作，這樣就進行了知識的正向強化，如果理論與實踐時間不統(tǒng)一會導致學生要不然跟不上教學的節(jié)奏，要不然就忘記了所學內容草草了事。這樣對整個教學效果都不利。

“汽車單片機與局域網(wǎng)技術”分兩個部分，一個是汽車單片機部分，一個是汽車局域網(wǎng)部分。兩個部分內容相差較大，側重點完全不同，所以在制定教學計劃的時候要十分注意?？己说膬热菖c側重點完全不同，教學手段與方法也不相同。

多動手，在做中學習。由于該課程實踐要求相對較高，需要在教學過程讓學生多去動手操作，一味講解對學生來說效果不太盡如人意。一定要讓學生多動手，讓學生在實踐中學習與總結。

[參考文獻]

[1]羅建輝.高職“汽車單片機與局域網(wǎng)技術”課程教學改革與實踐[J].吉林工程技術師范學院學報，2014（2）：81-82，90.

[2]陳新芬，王林艷.汽車專業(yè)“教學做”合一單片機教學實踐研究[J].科技創(chuàng)新導報，2016（31）：126-128.

[3]郭傳慧.淺析汽車單片機局域網(wǎng)技術檢修[J].無線互聯(lián)科技，2013（3）：220.

Teaching reform and practice of“Automobile Single Chip Microcomputer

and Local Area Network Technology”

Liu Chen， Cui Bin

（Henan Institute of Technology， Xinxiang 453000， China）

Abstract：With the continuous development of the automobile industry， the application of automobile singlechip and LAN technology in automobiles is becoming more and more important， which requires continuous teaching reform of the course “Automobile Single Chip Microcomputer and Local Area Network Technology”. This paper probes into some problems existing in the course “Automobile Single Chip Microcomputer and Local Area Network Technology”， and puts forward corresponding teaching reform strategies. Finally， some valuable experiences in teaching reform are summarized.

Key words：automobile singlechip; automobile LAN; teaching reform