《单片机原理及应用》课程教学改革方案设计Word文档下载推荐.docx
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期末成绩就是单纯地依靠期末理论试卷来评价，没有期末实践部分的考试。
平时成绩中，有关实践的考核也也仅限于实验。
不适合应用型人才培养的目标。
（二）有关学生情况
通过几年本门课程的教学，课程组认为学生在学习本门课程存在如下情况：
（1）理论学习自信心不足，自卑心理较强，但活泼好动，有进取需求，少有行动；
（2）自我意识较强，不懂得与人相处之道，学习上两极分化较严重；
（3）自我管理能力、表达能力较差；
（三）改革的必要性与针对性
1.本课程的重要性
本课程是电气信息类及机电工程类各专业的基础课程；
也是电子工程师必备的专业应用技能。
因此本课程在专业人才培养中占有非常重要的地位与作用。
同时,它也是一门实践性很强的一门课程,能为学生后续学习《传感器技术》、《电子电路设计》、《嵌入式系统设计》、《DSP原理及应用》打下坚实基础，是电气信息类及机电工程类各专业培养应用型人才必不可少的一门课程,在人才培养中处于是极其重要的地位。
2.改革的必要性与针对性
鉴于该门课程的重要性和目前存在的问题，为实现应用型人才的培养目标，对这门课程进行教学改革是必要的。
在课程建设中，教学内容、教学方法、考核方法是课程建设的主要环节，因此，本门课程改革主要针对教学内容、教学方法、考核方法进行改革。
二、课程改革方案设计
（一）初步修订课程教学大纲
1.本课程的教学目标
（1）知识目标是使学生掌握单片机的基本概念，典型应用电路，程序设计方法等知识。
（2）技能目标是使学生具备单片机控制系统电路分析、设计，程序编写，仿真，安装，调试的能力。
（3）素质目标是培养学生独立思考、资料查询、沟通协调、团队协作、科技创新的素质。
2.改革后的教学大纲初稿
改革后的教学大纲初稿见附件1
（二）教学内容改革
1.教学内容的改革思路
根据学校应用型人才培养的定位，社会对信息工程专业人才的需求，三本学生的自身特点，严谨地选择课程的教学内容。
通过教学内容的改革和创新，使本课程教学内容知识结构更加合理，理论指导实践，实践验证了理论、深化对理论理解，同时引进了学科前沿成果，有利于学生创新精神、能力和素质的培养。
2.教学内容改革的具体措施
选择紧贴工程实际的基础理论内容讲授；
选择与基础理论密切相关的工程项目做练习；
选择与学科前沿成果应用相适应的内容。
该门课程教学内容改革具体措施如下：
2.1传统的继承
传统教学内容并非一无是处，因此，好的做法要保留。
即：
总体上保持先基础后应用的模式，保持章的教学顺序大体不变。
2.2.增减的内容
为了使教学内容与时俱进，便于实践训练，增加KEIL编程软件的使用；
proteus的使用；
C51的应用。
2.3整合的内容
在未来的单片机及微控制器系统设计中，存储器的扩展用的不多，因为好一点的微控制器存储器容量基本够用，且该部分内容与I/O接口扩展原理相近。
故减去MCS-51扩展存储器设计内容，将该部分核心知识点与I/O接口扩展合并讲解。
将指令系统的内容的学习与硬件结构及KEIL编程软件使用相结合。
2.4顺序调整
由于“MCS-51与键盘、显示器、拨盘、打印机的接口设计”这一章的教学内容在电子系统的设计中越来越重要，且其教学内容也能够在“MCS-51的I/O接口扩展”这一章中能够得到应用，故这两章的教学顺序、学时、内容作如下调整：
将“MCS-51与键盘、显示器、拨盘、打印机的接口设计”调整到“MCS-51的I/O接口扩展”的前面讲，并将“MCS-51与键盘、显示器、拨盘、打印机的接口设计”学时有原来的6学时增加到8学时，“MCS-51的I/O接口扩展”学时由原来的6学时减少到4学时，只讲8255接口芯片，8155接口芯片内容自学，另外增加部分扩展存储器内容。
3.整合后的教学内容、学时分配
整合调整后的教学内容、学时分配如表1
表1整合调整后的教学内容、学时分配
教学基本内容
学时分配
理论
实验
其它
项目实例
单片机概述及硬件结构
4
2
1.LED灯光控制（熟悉硬件及编程环境训练）
（1）点亮LED
（2）流水点亮
（3）花样流水点亮
KEIL编程软件的使用
proteus的使用
MCS-51的中断系统
6
2.智能水位控制系统
MCS-51的定时器/计数器
3.智能打铃（计数）系统
MCS-51的串行口
4.数据传输系统
C51应用（综合前面各知识点）
5.双机通信水位报警控制系统（C语言编程）
MCS-51与键盘、显示器、拨盘、打印机的接口设计
8
6.多功能LED数码显示系统
MCS-51的I/O接口扩展
MCS-51的与D/A、A/D的接口
7数据采集控制系统设计
应用系统的设计
8.小车循迹系统的设计
小计
52
10
合计
64
（三）教学模式与教学方法改革
1.理念
将“任务驱动”教学方法与单片机教学结合,构造出的全新项目式教学内容体系，为学校“应用型”办学定位、专业“应用型”人才培养的实施提供课程教学支撑。
2.“任务驱动”教学模式
“任务驱动”是实施探究式教学的一种教学模式，其显著特征是:
教师的教学与学生的学习都是围绕着一个目标、基于几项任务来完成的，适合于培养学生的自学能力和独立分析问题、解决问题的能力。
具体来说，就是教师把一学期要完成的教学内容设计成多个具体的任务，让学生通过独立完成这些任务，来掌握教学内容，培养解决实际问题和创新能力。
3.用“任务驱动”法进行单片机教学的思路
把所要教授的各项理论知识和实践技能按由浅入深、够用、现学现用的原则分解到一个个具有明确应用目标的实验课题中，通过让学生在规定时间内依次完成这些课题来达到教学目的。
在课题的设计和顺序安排上必须注意循序渐进，各部分内容紧密相依，前面的课题应为后面的课题打基础，后面的课题在不断注入新内容和新概念的同时，也应对前面课题提到的知识点进行适当的重复。
4.按“任务驱动”法进行单片机教学的优点
4.1原理知识和应用紧密结合,“教、学、做”一体化,原来枯燥乏味的原理知识能够在生动多样的实验课题中逐步被学生理解和接受;
4.2原来分离的软硬件知识点转换为在具体课题中应用的相关联的技术支持点,有利于学生以系统的观点认识和把握所学习的知识;
4.3改变了以教师为主体、理论为中心、满堂灌输的模式,充分体现了以学生为主体,应用能力培养为中心,有助于提高学生的学习积极性,推动了培养学生分析问题、解决问题和创新能力。
5.“任务驱动”教学项目具体教学要求
项目1LED灯光控制（熟悉硬件及编程环境训练）
软硬件验证性项目,主要是为了让学生了解单片机开发系统及其使用方法，了解单片机各引脚的功能及简单指令，熟悉并行I/O口的应用，学会自己设计实验电路和编写汇编语言程序。
项目2智能水位控制系统
软硬件验证性项目,要求学生通过这个项目了解单片机中断的使用方法，了解电子控制系统的设计过程，进一步熟悉相应指令。
项目3智能打铃（计数）系统
软硬件综合设计课题,要求学生通过这个项目，熟练掌握单片机指令和中断使用方法，掌握单片机定时器工作原理及应用方法，学习定时器（计数器）中断嵌套和控制方法，进一步熟悉外部中断的工作原理和应用。
项目4数据传输系统
软硬件综合设计课题，要求学生通过这个课题掌握单片机串行口的工作原理,以及双机串行通讯的实现方法，综合应用中断知识，并行I/O口知识。
项目5双机通信水位报警控制系统（C语言编程）
软硬件综合设计课题，学会和实践C51语言应用，综合应用中断、定时器，串口通信知识编写C语言单片机程序。
项目6多功能LED数码显示系统
软硬件综合设计课题，使学生掌握MCS-51与键盘、显示器、拨盘、打印机的接口设计，掌握8255可编程并行I/O扩展接口芯片的原理及使用方法,也要求用数码管动态扫描显示模块进行显示。
项目7数据采集控制系统设计
软硬件综合设计课题，使学生掌握单片机串口通信技术，系统设计注意事项。
综合应用并行I/O口，中断、数码管显示、键盘知识，C51编程知识。
项目8小车循迹系统的设计
研究开发性课题,使学生全面综合地回顾单片机系统中各个常用模块的应用,熟悉单片机项目从设计到实现的整个开发流程,锻炼单片机应用的实际综合开发能力。
（四）教学手段改革
1.教学手段的改革思路
有效地运用现代教育技术，精心地制作多媒体课件，多媒体课件与实验设备相配合，有效利用网络资源。
2.教学手段改革的具体措施
建立网络教学环境，将电子教案、课件、录像及实验指导书等教学资料全部上挂在网上，实现了教学文件的网络共享。
学生可以通过校园网下载课件内容，查询考试成绩，网上答疑。
课件中还设置了与我们联系的电子邮件地址，供学生通过网络平台与老师进行学习交流和向老师请求帮助。
（五）考核方法改革
1.考核方法改革思路
单片机课程的考核应从理论和实践两方面进行，重点考核和评价学生的实际应用和创新能力。
采取与教学内容相适应的多样化的考核形式，增加实践考核的分量，以促进学生应用创新能力的培养与提高。
不支持死记硬背知识点的考题，鼓励多出灵活应用知识点的考题，实践考试分布在平时和期末。
2.改革后《单片机原理及应用课程》的考核模式
改革后，最终成绩的评定由平时成绩和项目实训成绩、一页开卷式的理论考试、实践考试等几方面组成，其成绩评定分布比例如表2所示。
表2单片机原理及应用考试成绩评定分布表
平时成绩
项目实训成绩
理论考试
（1页开卷）
实践考试
10%
20%
40%
30%
2.1平时成绩
“平时成绩”主要体现授课过程中学生的学习表现情况，由任课教师根据学生的上课情况和作业等情况打分。
培养学生的纪律观念和积极的学习态度。
平时成绩评定方法如表3所示。
表3平时成绩考评表
成绩
考评点
A
B
C
D
权重
纪律
无迟到早退及其它违反纪律现象
有1～2次迟
到早退或其
它违反纪律
现象
有3～4次迟
到早退及其
4次以上迟
出勤
全勤
1～2次缺勤
3～4次缺勤
4次以上缺勤
30％
作业完成
全部完成
且质量好
全部完成但
作业质量一
般
缺少1次作业但质量较好
缺少作业次
数多或作业
质量较差
50％
2.2项目实训成绩
“项目实训”是根据平时学生实验（项目实训）时动手能力、实践任务完成情况、实训报告等情况打分，以体现学生的项目实践能力。
实验（项目实训）成绩评定时主要考虑以下方面。
（1）实训预习情况
学生课前必须预习，教师通过课堂提问等方式检查预习效果。
在实训中，教师可根据学生实验结果和数据、程序的正确性以及学生的课堂纪律、实训态度、保持实训室卫生等方面的表现进行综合考核，学生实验的原始数据由教师签字认可。
根据预习和表现情况教师给出相应的成绩，分为不同的档次。
在每一次实验（实践）之后进行打分，最后折合成规定的分值。
（2）实践任务完成情况
主要考核单片机控制系统软硬件设计合理性，正确性；
单片机控制系统程序调试；
单片机控制系统功能实现。
（3）实训报告
学生实验后应按时完成实验报告。
要求：
内容充实、图表齐全、数据处理正确、书面整洁、结构合理、回答思考问题等。
根据实验报告情况教师给出相应成绩，分为不同档次。
项目实训成绩评定方法如表4所示。
表4项目实训成绩考评表
实训预习情况
很好地理解了实训项目所应用的知识点
较好地理解了实训项目所应用的知识点
对实训项目所应用的知识点有基本的理解
对实训项目所应用的知识点理解欠缺
实践任务完成情况
设计功能全部实现，软硬件设计合理。
设计功能全部实现，软硬件设计较为合理。
设计功能部分实现，软硬件设计基本合理。
设计功能未能实现。
软硬件设计不合理。
实训报告完成情况
缺少1次报告但质量较好
缺少报告次
数多或报告
2.3实践考试
“实践考试”指的是授课结束后，在实训室里现场考核，考核题目以项目模块系统设计为主，由任课教师拟定后，由学生随机抽取，也可以采用题库抽题的方式，以现场做实践项目的方式进行，主要考核学生项目系统设计能力和程序调试能力。
实践考试考核点和评价点如表5所示。
表5实践考试考核评价点评分要求
考核点
评分要求
系统软硬件操作熟练情况10％
1．熟悉实验箱（板）的操作
2．熟悉编程软件和调试软件
3．根据题目要求，选择正确的芯片
根据题目要求设计原理图20％
1．原理图符合要求，无大的错误
2.设计迅速准确（加分项）
用到的芯片和电子元件是否符合设计需求20％
1．基本能根据题目要求选择合适芯片和电子元件
2．线路连接正确情况
程序是否能实现基本的功能50％
1．程序能实现基本功能
2．程序的功能可扩展（加分项）
3．应用了先进算法（加分项）
4．占内存容量较少（加分项）
2.4采用“一页开卷”的形式的理论考试
（1）“理论考试”方式仍然采用闭卷考试方式。
试卷按知识点进行考核，包括应知和应会两方面内容，所谓应知是指对各知识点的考核，包括基本概念、基本原理、基本器件，应会是指会编程、会设计、会分析、会综合应用。
（2）在闭卷考试的前提下，拟采用“一页开卷”的形式，“一页开卷”的特点是总体上仍是闭卷形式，但允许学生考试时挟带一张由学校统一提供的A4纸,上面可以记录与考试相关的内容，至于记多少内容以及记什么内容，不加限制。
采取这种考试形式可以使学生从死记硬背的枷锁中解脱出来，同时试题可以出得很灵活，着重考查学生的知识迁徙能力和创新能力。
三、改革的重点、难点
1.改革的重点
改革的重点是教学内容改革。
把教学内容做为改革重点，是因为内容的选取是教学改革的核心，一方面要根据社会对专业的需求选取，另一方面还要考虑学生的接受能力。
同时，社会对专业需求是快速发展的，是与时俱进的。
但根据我们多年的教学经验、实验室良好的的实验设备，我们有信心，有能力攻克这个重点内容。
2.改革的难点
改革的难点是考核方法改革。
该部分改革之所以作为难点，是因为在实践教学考试时，需要大量的教师参与考核，而能上这门的老师数量不够，且他们自己的教学任务也很繁重。
在研究过程中寻找办法解决。
四、课程改革预期成果
（1）定稿课程教学大纲
（2）论文应用型高校《单片机原理及应用》课程改革研究
（3）申报教育部社科项目
（4）参评吉林省教学成果奖
附件1
单片机原理及应用课程改革组
马春龙
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