高职单片机应用技术说课材料.doc

《单片机应用技术》说课材料
一、课程定位
1.1 课程性质
《单片机应用技术》作为一门直接面向生产和生活的工程技术型课程，在当今电子信息、工业控制领域广泛应用的一门技术，也是高职院校电子类、计算机类、机电类等专业开设的一门非常重要的专业技能课程。
1.2 课程目标
我系（信息与计算机系）图文信息技术专业旨在培养学生电子（图文）设备的应用操作能力，且前期修过《电子技术》、《微机原理与接口技术》等课程，因此开设本课程，强化学生的动手实践能力。
注重学生实际操作能力是职业技能教育发展的必然方向，经过该课程的锻炼，学生的逻辑思维能力、程序编写应用能力以及软硬件综合能力将得到显著的提升，将来可在工业控制、消费电子、家电产品等领域从事应用系统的开发、调试、运行、维护等工作。
1.3 课程设计思路
本课程围绕单片机的实践与应用这条主线展开，其主要的设计思路如图1所示。

图1 《单片机应用技术》课程设计思路
二、课程内容
在图1中，“以项目化的内容推进教学”是实施本课程的核心，而“以生活化的情景引导教学”和“以一体化的模式完善教学”是项目化得以顺利实施的有力保障。围绕“三化”，笔者将实施方法归纳如下：
2.1 发掘生活中常见的单片机控制案例，将其引入教学情景
本课程传统的教学次序为“单片机内部结构、引脚→指令系统→C语言程序设计→中断及定时计数器→存储器扩展→各种外围芯片的使用→应用实例”，是一种先理论后实践的串行做法，学生入门缺乏直观的感受。笔者经过细心整理，选取了生活中常见的单片机应用案例，并将其设计成以下六个教学情景，供课堂实践，如表1所示，情景之间是不分先后次序的。同时，为了增加课程的趣味性和增长学生的见识，本课程还在课外成立了兴趣小组，并对情景进行了扩展，也一并列入表1。
表1 《单片机应用技术》教学情景的选取
课堂教学部分
课外兴趣小组部分
序号
教学情景
课时数
序号
教学情景
1
霓虹彩灯的多种闪烁效果
9
7
液晶屏和彩屏的字符显示
2
交通灯倒计时的数字显示
9
8
用电脑给单片机发信息
3
食堂电子屏的菜单显示
9
9
数字温度计的设计和使用
4
微波炉加热时间的控制
9
10
红外遥控器的设计和使用
5
简易电子琴的弹奏与演奏
9

6
遥控小车的电机驱动
9

2.2 拆分教学情景为多个子项目，合理融入课程知识点
依托上述教学情景，需要将传统的理论知识体系打乱，再按照每个项目任务所需要的理论知识重组，强调理论知识在本项目中够用就行，强调工程设计的完整性和规范性。笔者将每个课堂教学情景进行了项目划分，如表2所示，涉及的知识点也一并列入。
表2 《单片机应用技术》项目划分与具体知识点
情景序号
项目设计
涵盖知识点
情景1
项目1：单灯发亮与闪烁
1. 单片机的内部结构
项目2：流水灯闪烁
2. 单片机I/O口的应用
情景2
项目1：单个数码管显示单个数字和循环数字
项目2：多个数码管显示不同数字和循环数字
1. 数码管的内部结构和点亮原理
2. 锁存器的工作原理和使用方法
情景3
项目1：电子屏点阵的静态和动态字符显示
项目2：简易液晶屏的字符显示
1. LED点阵模块的工作原理
2. LCD1602液晶屏的工作原理
情景4
项目1：一分钟倒计时字符显示
项目2：按键可控电子钟
1. 单片机的定时/计数器
2. 单片机的中断操作
3. 独立键盘和矩阵键盘的应用
情景5
项目1：14音节的电子琴弹奏
项目2：加入了演奏功能的电子琴
1. 单片机I/O口的扩展
2. 单片机定时/计数器的综合应用
3. 键盘的综合应用
情景6
项目1：直流电机的调速控制
项目2：步进电机的控制
1. 微型电机的控制和使用
2. 继电器的驱动控制
2.3 完善一体化教学模式，实现“学生”向“职业人”角色的转变
本课程将课堂搬入单片机一体化教室开展情景教学，将理论教学内容与实训内容有机地融合在一起。以上述工程项目为载体，在教师的指导下，在实际项目中进行自主-协作学习，如图2所示。在一体化教学模式下，学生不再是知识信息的被动接受者，而是与教师、同学进行互动的思考者，实现了由“学会”向“会学”的转变。

图2 一体化教学中的自主-协作学习模式
三、教学设计
3.1 实施方案
根据不同的学习情景，项目化教学的实施过程应有所区别，这里以流水灯闪烁这一项目为例，简单阐释其教学过程的实施，总体实施步骤为“前期准备→决策计划→方案实施→检查评估”，详细实施细则如表3所示。
表3 项目实施计划表
项目名称：LED流水灯闪烁设计
项目目标
1. 能在教师引导下，制定设计方案；
2. 能参照学习案例，完成LED流水灯的软件编程和调试。
步骤
工作过程
教学内容
教学方法与教学组织
1
前期准备
分析任务
查阅资料
分析任务，资料的收集
公布项目任务，教师协调下的学生分组，明确分工；提出资讯建议，提供获取资料的方法和途径。
2
决策计划
制定设计方案
1. 确定LED的点亮原理
2. 读懂开发板原理图
分组讨论，听取学生的决策意见，提出可行性方案的质疑，提出指导意见。
3
方案实施
软件设计与调试
1. 单片机I/O口工作原理学习
2. 单片机指令系统学习
3. 流水灯案例学习和编程设计
案例教学，指导、帮助学生进行项目的软件设计。考察学生在项目实施中的能力，作好记录。
4
检查评估
样机演示与总结
1. 功能效果检查
2. 学生学习过程自评
3. 教师评价
评估项目完成质量，将最终效果、报告质量、团队合作等作为评估依据。
3.2 考核评价
本课程注重能力考核，打破单一纯理论笔试考核体系，加大实训考核力度，这样才能全面考核学生的理论掌握与实际应用能力，其具体总成绩评定见表4。
表4 成绩评定表
考核项目
成绩比重
考核内容
素质考查
10%
主要考查学生平时表现，包含学习态度、出勤、团队协作能力等多项内容。
理论考核
20%
随堂笔试，分客观题和主观题两种类型。分别考查学生对基础知识的应用能力以及分析设计能力。
综合训练
（课程设计）
60%
主要考查学生对课程知识的总体把握、灵活运用等方面，注重能力考核。对于该项成绩，教师会跟踪每个环节并打出成绩，最终结合效果的演示、表述情况及实训报告等给定成绩。
创新能力
10%
对于在课程设计过程中有突出创新行为的奖励，目的在于鼓励、激发学生多思考、多琢磨。
总成绩
100%

四、课程资源

图2 我系《单片机应用技术》课程资源