《微控制器应用系统开发》项目化课程改革研究报告Word下载.docx
《《微控制器应用系统开发》项目化课程改革研究报告Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《微控制器应用系统开发》项目化课程改革研究报告Word下载.docx（32页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
2．研究时间
（1）2014年1月——2014年2月，组建结构合理的课程开发团队
（2）2014年3月——2014年5月，组织团队查阅资料，市场调研，梳理项目化课程建设思路，确立具体项目，制定项目化课程标准，根据课程标准以及具体项目确定教材内容。
（3）2014年6月——2014年8月，编写校本教材，院级精品课程建设。
（4）2014年9月——2014年10月，资源库建设。
（5）2014年11月——2015年10月，成果总结，撰写研究报告。
3．研究方法
（1）组建结构合理的课程改革团队，明确课程分工和责任，实行课程建设目标责任制管理，完善突出职业能力培养的课程标准，构建一套更加实用的课程体系。
（2）选择合适的教学项目。
增加探索性、设计性、综合性、创新性的实验实训内容，采取“递进”机制，进行分层次实训，以提高学生的实践能力、分析问题解决问题的能力及科学创新能力。
（3）改善教学条件。
进一步丰富和完善现有优质教学资源，尤其是网络教学资源，完善网络教学与辅导系统。
提高实验、实训室的利用率，把实验室建设成为先进、开放、能够培养复合型创新型人才的实践基地。
进一步建设能有效增强学生自主学习、工程实践能力和创新能力的，并具有教学示范作用和完备的微控制器课程的教学与实验环境。
（4）在以任务实例为教学主线的基础上，不断地改进教学方法，更新任务实例，加大对学生创新活动的引导力度。
（5）重点培养青年教师，进一步优化课程团队，创造各种条件提高教师的教学与学术水平和工程实践能力，形成一支结构更合理、教学质量更优良的课程教学团队。
二、研究的现状及理论探讨
嵌入式微控制技术始于70年代，是目前最活跃的朝阳技术之一，济南职工科技大学于1982年开设该课程，在国内属于最早开设该课程的学校之一。
2004年三校合并成立济南职业学院，教研室老师并入电子工程系任教。
该课程目前已有30年的开课历史。
本课程是应用电子技术、电气自动化技术、机电一体化技术等专业的必修课程，也是我院电子工程系重点建设课程之一。
微控制器应用技术课程实践性强，技术更新快，是一门较难掌握的课程。
微控制器应用技术主要由硬件电路，程序开发及以及综合应用组成，是成本低应用灵活的柔性控制系统。
通过本课程的学习，可使学生具备本行业的基本职业素质。
高等职业教育的培养目标是在生产服务第一线工作的高层实用人才。
这类人才的主要作用是将已经成熟的技术和管理规范变成现实的生产和服务，在第一线从事管理和运用工。
”因此培养学生的技术能力成为高等职业教育的核心。
为实现高职教育的使命和人才培养目标，在课程教学中要改变重理论，轻实践的现象，实行“项目化教学”，在一个个项目教学的内容中讲授理论，提高学生的学习积极性和主动性，激发学生的创造性和创新性。
三、研究的重点和难点
1.项目单元的选取
根据微控制器设计与开发、小型智能电子产品装配、检测和维修岗位的岗位需求，通过企业调研，结合微控制器技术应用特点，按照职业能力由低到高的培养规律，将教学内容整合优化在项目中，以项目为载体，将微控制器的基本结构、接口技术及程序设计方法融合在项目中。
2.项目化教学内容的组织
在教学过程设计中，注重学生关键能力的培养，使校内外实习实训基地得到充分而又合理的应用，实现课堂与实习地点的一体化，采用“三段式”教学组织。
为保证“三段式”教学的顺利实施，首先要构建“团队+基地”教学条件，即“双师”结构教学团队、学生学习团队和校内实训基地、校外实习基地。
改革以课堂和教师为中心的传统教学模式，将理论知识学习、实践能力培养和综合素质提高三者紧密结合起来，把理论知识融于实践教学中，以校内外实训基地和学生为核心，实施“三段式”教学过程。
3.课程课程标准制定
校企合作组建课程开发团队，根据电子行业的发展方向，依托校内外实习实训基地，实施课程与教学改革。
将职业资格标准融入教学内容，引入行业企业技术标准，开发对应专业课程的课程标准，并根据产业发展与技术换代情况，适时进行修订。
4.工学结合项目化特色教材的编写
依据本课程标准编写工学结合项目化特色教材。
要充分体现项目课程设计思想，以项目为载体实施教学，项目选取要科学、符合该门课程的工作逻辑、能形成系列，让学生在完成项目的过程中逐步提高职业能力，同时要考虑可操作性。
教材内容要反映新技术、新工艺。
5.项目实施任务书的制定
贴近行业企业标准，以工作流程为蓝本，制定项目实施任务书。
6.开发教学课件和教案
7.制定考核方案
四、研究结果
1．课程改革的设计理念
本课程的理念是能力为本，工学结合，为区域经济服务、为学生就业服务。
在此基础上设计课程模式和课程实施方案。
（1）课程模式：
课程团队根据职业院校的学生动手能力强的特点，确定本课程教学模式是“以任务为学习载体、教学做一体”。
以实训室为课堂，工学结合、边做边学、边教边学、学干结合、师生互动、学生互动、教学做一体，突出实践能力的培养。
通过“做”的职业行动学习知识，可获得较好的学习效果。
在一体教室的特定情景，达到理论和实践一体化、知识和能力一体化、工作与学习一体化、老师和师傅一体化的深度融合，使学生在获得知识的过程始终与职业实践相结合。
（2）课程方案设计的思路：
以职业岗位需求为依据，以职业能力培养为目标。
根据岗位需求→确定的知识能力要素→确定任务内容→根据企业标准→设计实施方案→确定考评体系。
整体思路如图所示：
行业调研→课程团队对海信通信有限公司、宝世达控股集团公司等相关企业进行了走访和调研，特别是对近几年我院毕业生的岗位做了调查和分析，获得第一手行业资料。
岗位群分析→目前微控制器应用技术岗位基本分高端和中端两类，高端主要集中在科学院所、大型装备制造业、信息产业的研发部门，岗位主要是装备制造设备、多种智能化家电产品、机器人等的研发工作。
机器手
多智能家电产品
装备制造设备
中端岗位主要是大中型企业的电气设备的组装、调试和维护；
生产设备的自动化技术改造；
各类产品流水线监控系统的开发；
电子行业的智能产品开发、制造、售后服务；
智能玩具的开发、制造；
亮化工程的景观控制与安装；
智能家居的设计；
化工、采矿的数据采集与监控系统的开发；
自主创业承接计算机控制系统的开发等。
生产流水线监控系统
上景观设计下数据采集
职业能力分析：
通过调查分析，高职毕业的大多数学生主要在中端岗位就业，个别优秀毕业生进入高端岗位，中端微控制器的市场当下以51系列为主流芯片，根据这种情况课程团队确定以中端岗位需求为主要教学内容。
提炼典型任务：
这些岗位除传统的典型项目，还有近几年的遥控、磁卡、触摸技术等新型应用技术，按照循序渐进的教育规律整合重组适合教学的单元任务。
知识和能力要素：
聘请行业专家参与提炼知识能力的关键要素→案头设计能力、专业资料的检索能力、了解技术市场能力、电子工艺制作能力、程序编译调试能力等。
整合课程内容：
在遵守由浅入深循序渐进的教学规律前提下，重组课程知识体系以适应任务制作的教学模式需要。
方法与手段设计：
课题团队自主设计了多种任务模块组合的开发学习平台，引入，参照企业任务书的标准,设计出（工作）学习的方案。
教学组织与实施：
一个情景四个结合——学习工作结合、理论实践结合、知识能力结合，老师和师傅结合，在真实的环境中边学习边工作，工学互动，亲力亲为的体验中获得知识和能力。
考评体系：
引入行业企业技术标准，建立知识和能力并重的课程考核体系，理论实践各占总成绩的50&
。
职业证书考试：
课程团队正与工信部考试中心联合建立单片机设计与开发工程师职业等级考评试点，为学生职业考试提供服务。
（3）多种手段强化训练职业技能
使用课程团队自主设计的开发平台和配套的实验模块和教学软件proteus和keil反复练习，使学生熟练掌握所学知识，在熟知熟用的基础上转化为职业素质。
（4）课程在专业人才培养中的地位和作用
《微控制器应用技术》是应用电子专业技术和电气自动化技术专业的核心课程，具有较强的职业性，是最受欢迎的课程之一。
在应用电子技术和电气自动化技术专业课中具有承前启后的作用。
该课程是我院骨干院校建设中央财政重点支持专业——应用电子技术专业的核心职业能力课程。
本门课程在电工电子技术应用系列联合课程中的地位和作用如图所示。
本课程在培养高级专业人才中的地位极其重要，对学生职业能力的培养具有重要作用，在自动化专业和应用电子专业课程中的作用如，本课程下启传感器技术、电机拖动。
是构建各类控制系统的中枢系统，与《传感器原理及应用技术》、《电机拖动与控制》等课程关系如下图所示，本课程的建设在专业建设中具有具足轻重的地位。
2.课程教学项目的选取
彻底摒弃机械地恪守大纲,以“老师、教材、课堂”为中心的教学惯性。
凸出能力培养，教学过程一个环境四个结合贯穿始终，用项目引导学生的学习,使学生真正了解企业生产的全过程，达到学校与岗位的基本对接。
在课程设计思路捋顺之后，设计任务单元的学习内容。
课程团队在调查研究了本专业对应的主要岗位基础上，从岗位必用常用技能技术——输入指令、报警显示、计数定时、电机调速、数据采集、远程通信等典型任务中提炼组合出7个我们日常熟悉的实例作为单元制作任务，单元任务学时分配如表所示：
课程编码
课程名称
《单片机技术应用》
课程类别
专业课
课程学分
4
开设学期
3
计划课时
60
课程目标
知识目标
1.单片机的原理与结构。
2.单片机原理、接口技术。
3.握单片机应用系统开发、设计的基本技能。
4.握单片机系统开发方法。
能力目标
1．具备一定的分析问题、解决问题的能力和动手实践能力。
2.能够自行设计小型单片机系统。
3.会使用常用的工具、仪器仪表，具有元件识别能力。
4．具有一定的自学能力和知识检索能力。
素质目标
1．具有团队协作意识，能够与他人进行良好的交流与沟通。
2.具有创新思维，能够解决学习中碰到的困难。
3.具有精细意识，能够耐心完成项目。
4.具有安全意识，在工作能能够保护自己、他人及环境的安全。
教学内容
项目一：
流水灯的制作
项目二：
七段数码管显示器
项目三：
报警器的制作
项目四：
0-99计数器的制作
项目五：
制作电子秒表
项目六：
数字钟的制作
项目七：
双机通信
教学建议
教学过程中，要立足于加强学生实际操作能力的培养，采用项目教学，以项目做引领，提高学生学习兴趣，激发学生的学习动机。
项目实施过程中建议教师先布置任务，讲实践要点，学生从做开始，自主学习相关知识点，自我构建单片机技术知识体系，培养学生内在的职业能力。
7个主要制作任务遵循循序渐进由浅入深的规律推进教学，工学结合、学做一体。
边学边做，学做融合，在做的过程中消化理论，反过来理论指导实践。
在实践的过程中学生的潜质得到充分发挥，取得事倍功半的效果，学生在完成任务中获得知识和职业能力的培养。
本课程对基础知识的学习依然保留传统教学严谨的优良传统，用16个学时完成这部分的学习，在基础知识学习中使用现代化的教学手段，仿真软件，课件教学等使有些抽象的问题具体化，帮助学生理解，这是传统教学方法无法做到的。
指令系统和接口电路分解到任务单元中，在任务模块的学习中，知识够用即可。
因此，每一个任务包含基础内容少，容易掌握。
3．教学环境的建设
根据课程设置的要求，需要为制作任务的学习创造一个实施环境，课程团队对电子技能实验室、电子创新实验室，SMT设备等资源整合，建成了电子制作一体化情景教室，不出教室就可以完成制版、焊接、调试的全部开发过程，在一体化教室内进行的学做一体教学活动产生的结果，就是理论和实践一体化、知识和能力一体化、工作与学习一体化、老师和师傅一体化，符合职业教育的培养模式。
4．课程团队的发展
这种以任务为主导的教学模式对教师的实践能力提出了更高的要求。
为了满足教学的要求，近年来课程团队通过多渠道为老师提供实践能力提升的机会。
有计划的派送教师到科研院所、本科院校、企业参与科学研究、项目开发及技术改造等学术活动，团队教师的理论研究和工程实践能力均有了很大的提高，工程实践活动为课程的更新提供了参考依据。
教师的工程经验也会在教学中潜移默化的传给学生，在润物无声中启迪学生。
近年来团队教师到业内企业工作实践的时间和地点如表所示：
姓名
交流单位
时间
说明
马淑兰
济南重汽
2007年一年
汽车总装线监控线
滕丽丽
山东科学院
2011年半年
开发
李常峰
山东大学
2009年一年
访问学者
朱祥挺
2007年二年
宋成祥
科学院自动化室
科学院兼职教师
在构建课程体系的过程中，我们积极进取、勇于创新。
在现有的政策、制度和条件的基础上，围绕教学、科研、师资建设、人才培养、学术交流等方面进行着积极地探索和尝试，积极引进先进的教学理念、开发教学资源、改革教学内容和教学方法、变革教学手段。
取得了一定的成效，课程体系也更加适合人才的培养，并收到了良好的效果。
5．教学内容的优化
根据为区域经济发展服务的理念，团队十分注重教学内容与企业岗位的要求对接，课程团队采取定期走访人才市场、征求业界专家建议等多种手段对教学内容优化，及时添加当下使用较多的先进技术。
如遥控技术、触摸屏技术、智能卡等，以保证课程的实用性和先进性，主动适应区域产业结构升级需要，贴近企业人才培养需要。
6．教学内容的针对性
课程内容与能力培养及职业岗位的递进对应关系如图：
课程内容突出职业教育特色，根据“理论够用、注重实践”的思路，面向岗位任职需要，统筹考虑和选取。
课程内容将知识、能力、训练、岗位有机结合。
如：
“电路检测和焊接安装”对应的专项能力训练是“电路搭建和焊接训练”，获得的是电路设计和电路焊接的能力，需要微控制器工作原理的知识做支撑。
7．教学内容的适用性
及时了解控制器应用的最新技术，对课程及时更新，使教学内容与主流技术相适应，保证学生学有所用。
在内容体系的衔接上，使每一项项目所包含的内容循序渐进，由浅入深，由易到难，按学生的认知规律的层次递进，使学生的技术能力和职业素质逐渐提升，同时体验在实践中成长发展收获的轨迹，在课程安排上体现人文关怀。
8．教学方法的改革
在《微控制器应用技术》课程的教学中，学生在学习的过程中，从硬件基础开始，自己动手焊接微控制器实验板。
老师边教边示范，学生边学边做，真正实现了教学做一体的教学模式。
通过硬件电路的焊接，学生可以对电子元件有直观的认识，对微控制器的硬件电路工作原理有更深刻的了解，通过亲力亲为的行动，提高对微控制器课程的兴趣。
在学学做做的动态学习中，启发和引导学生采用多种学习方法，强化知识的理解和能力的训练。
（1）项目驱动教学法：
微控制器应用技术是一门实战性很强的学科，理论和实践相结合，一边学一边做是最好和最快捷的学习方法。
课程安排理论教学与实验教学同步开设，同时鼓励学生通过软件仿真或通过实际制作理解巩固学习知识。
在项目实训教学阶段，教师提出项目要求，学生在指定时间内，完成硬件和软件两方面的设计，并在一体化教室完成实物的制作。
比如：
项目实训“电动机正反转控制系统”等
学生在做项目实训
（2）比较教学法：
在“项目实训”教学阶段，把微控制器系统开发的两种编程语言（汇编语言和C语言）进行对比，体会两种语言的差异和各自的优势。
汇编与C编程结合使用，课程教学要求学生开始阶段必须用汇编编程，汇编帮助学生理解微控制器概念及结构，保证学生对一款CPU的深入了解。
在实际开发时，较大的项目尽量采用C语言。
同时在微控制器教学过程中引导学生上网学习，加强学生对C语言的应用。
（3）案例教学法：
针对学生设计多种低成本微控制器学习应用板，这些板子都可以实现在线下载，学生直接通过PC的USB接口就可以完成微控制器学习实验设计过程，鼓励学生跟随课程进度实际做作练习，提高学习效果。
在教学过程中，把校企结合项目和科研论文的具体案例讲授给学生，一方面培养了学生的兴趣，另一方面也扩展了学生的视野。
模拟银行排队系统遥控循迹小车
（4）分组讨论教学法
分组讨论教学法是项目实训教学中非常适用的教学方法，既可以让学生学会表达自己的看法，又可以学会理解他人的见解，学会合作，学会取长补短。
学生在分组讨论师生讨论
（5）现代教学技术手段的应用
为了提升课堂教学效果，课程组教师运用多种现代技术手段开展微控制器课程教学，主要有：
开放实验室；
强化创新能力的培养；
利用仿真实验室实现技术仿真；
利用网络技术扩展互动式教学；
利用多媒体课件使课程由抽象变形象。
1）开放创新实验室
开放具备理论教学、实验、实训、绘图、制版、开发功能的电子创新实验室，为学生创造一个实现创新的平台。
2）利用DIY设计开发平台强化创新能力的培养
课程组教师自主研发的微控制器DIY设计开发平台，是一种低成本、实用的微控制器学习与开发装置，采用USB接口，可以满足学生随学随练的要求，许多学生在此平台上开发了自己设计的微控制器产品，并多次在各级电子技能大赛中获奖。
提高了学生的动手能力，激发了学生的学习兴趣，增强了学生学习的自信心。
3）利用网络技术扩展互动式教学
结合学院数字化校园建设，课程组充分利用网络平台进行教学，建设了《微控制器技术应用》课程网站，上传了全部的教学资料与文件、习题库、技术资源库等，并设置了学习信箱，方便教师与学生的互动与交流。
4）利用多媒体课件使课程由抽象变形象
根据本课程抽象难懂的特点，课程组利用FLASH软件制作微控制器控制线路动画，以此来演示微控制器控制线路的控制过程，大大提高了同学们的认知能力，培养了学生的思维能力。
通过这些方式激发了学生的学习积极性，优化教学过程，提高课堂教学效果。
五、创新点
1．制作引入课堂，创新教学做一体的项目化教学实施方案。
通过教学实践，探索教学做一体的教学模式在教学实践中的具体实施办法，创新符合本课程的、具有可操作性的教、学、做、一体的教学方案。
教师：
教——示范——指导；
学生：
学——操作——提问。
学生在一体化情景教室“做”的过程，可以感受企业的职业氛围，从器件认识、焊接、组装、调试、维修逐一锻炼实操技能。
真实践行电路搭建到调试完成的开发过程，各工序的能力在各任务的学习中反复实践，逐步提高，职业素养逐渐养成，教学效果理想
2．采用项目驱动的教学模式，项目设计合理
根据《微控制器应用技术》教学采用学做一体的教学模式的需要，团队教师遵循学生认知规律，创新设计出“能力递进”的7个项目单元作为教学的载体，按序逐级增加知识量和复杂程度。
从最简单任务起步，开展课程学习。
3．采用自助式学习的教学模式。
根据《微控制器技术应用》项目化的特点，团队教师开发一套合适的自助式学习平台，学生可以把偶发的灵感付诸到实践中，发挥想象自行组合构建出不同功能的控制系统，有助于学生创新能力的培养，在熟知熟用的基础上转化为职业能力
4．五个结合
教师与师傅结合，理论与实践结合，知识与能力结合。
工作与学习结合，学校与企业结合，凸显工学结合能力为本的教学理念，突出学生为主，能力为本的职业教育理念。
附件：
《微控制器应用系统开发》课程标准
课程名称：
微控制器应用系统开发
适用专业：
应用电子技术、电气自动化技术
1．前言
1.1课程性质
1.2课程设计理念
1.3课程设计思路
本课程标准注重培养分析问题、解决问题的能力，强化学生
升级会员 