单片机实验课模块化教学实验内容设置探索

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1、单片机实验课模块化教学实验内容设置探索　　摘要：本文针对单片机实验课教学的内容设计，采用模块化教学思想，结合专业特点，将一些本专业经典设计案例进行分解，按照从基础到创新4个实验层次，先易后难，将实验内容构成一个有机整体，形成进阶式的学习模式。由于设计内容更贴近学生专业，可以更好的提高学生的学习兴趣，并在教学实践中取得了良好的教学效果。　　关键词：单片机;模块化;实验教学　　中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1674-9324（2015）20-0212-02　　实验教学是教学活动的重要环节，

2、主要是针对课程的理论做出科学验证，让学生加深对理论的认识，同时通过实验培养学生的创新意识和科学严谨的作风。但从目前专业课程教学情况来看，根据现有条件，让学生自己动手构思和设计的实验开设比较少。这在不同程度上影响到学生动手能力的培养，尤其是在硬件动手能力方面。目前单片机技术已广泛应用于各个领域，因为其重要性，是工科专业的专业基础课，具有很强的工程实践性，在各个工科专业的实践设计环节中普遍被学生采用[1-3]。因此研究其实验教学的特点，帮助学生有效的掌握单片机设计知识，具有重要的意义。下面从教学内容课程

3、设置的角度深入分析模块化教学在单片机实践教学环节的教学内容和教学思路。　　一、传统单片机实验教学方法的不足及改进6　　目前在单片机实验教学中，广泛采用的是实验箱操作模式。试验箱教学是一种优秀的教学学习模式，可以让学习者在较短时间内了解系统的基本开发过程。但其集成性强、开放性不足的特点，也会让学生在学习中产生“黑盒子效应”，对内部模块的工作过程不求甚解，认识不深入。在实践过程中教师按操作步骤逐步进行，留给学生分析思考的余地很少，学生基本上都将操作程序化，当作一种任务来完成，即测量、记录所需的数据并形成

4、报告就算完成设计。从某种意义上讲，学生将“单片机设计”当成了传统的“实验课”来实施，实验只是对前人知识的验证、重复和再现，对锻炼学生的动手能力，以及加深原理理解有一定的作用，但对于培养学生综合分析问题和解决实际问题的能力方面是远远不够的[1]。6　　模块课程最早见于20世纪50～70年代的职业技术教育课程，即将内在逻辑联系紧密、学习方式要求和教学目标相近的教学内容整合在一起，构成小型化的模块课程。实施模块教学的首要工作是对教学内容的改革，而教学内容的确立最终应归结于课程体系的建立。因此，实施模块教学

5、的重点是建立模块课程体系。模块课程体系就是打破原有学科课程体系，以实用能力和必备素质为培养目标，采用模块教材形式，改进原有学科内容的编排方式，综合原有相关学科内容，而形成的各个全新课程的集合。模块化教学多见于大学课程，是按照程序模块化的构想和原则来设计教学内容的一整套教学体系，采用模块化思想，构建一个单片机模块化设计平台，学生可以采用提供的模块，根据要求，自己动手独立完成一个完整的单片机设计题目。通过这样的实验教学模式，学生可以摆脱试验箱固有模式对设计思想的束缚，采用类似搭积木的方式构建硬件连接，从

6、而把更多的精力放在创造性的设计上来;采用模块化方式构建硬件架构，围绕单片机核心，学生可以在后期的专业设计中，采用扩展模块的方式，自主选择各种功能模块，并添加进自己的电路中，大大丰富了应用层面的内容，加强了其他专业课和单片机课之间的联系，无论对单片机内容的学习，还是相关专业内容的学习，都起到了强有力的推动作用;模块化式的硬件平台构建模式中所有的功能模块是可以被替换和增加的，可以很方便在不舍弃其他功能模块的基础上，将新芯片融合到已有的设计中去，不仅能够加快对新芯片的消化过程，而且不再另外增加硬件成本。　

7、　二、实验教学内容设置　　CDIO是基于项目教育和学习的新型教学模式，它以工程项目从研发到运行的生命周期为载体，让学生主动获取知识，培养学生的工程能力、硬件设计和软件设计技能;注重知识与多种能力的关联，培养学生运用知识解决问题的能力、终生学习能力、交流能力和大系统掌控能力[4]。　　根据CDIO工程教育理念，将实验环节与产品开发生命周期――构思、设计、实现和运作紧密结合起来，实验课程体系可分解为4个层次：基础性实验、设计性实验、综合性实验和专业创新性实验[5。6　　在此设计理念指导下，总体设计思路是

8、以完整的系统设计内容为主线，在4个层次的实验内容分配中，先易后难，先基础后综合，通过该系统完整功能的实现将实验的主要内容贯穿起来，使实验内容成为一个整体，形成进阶式的学习模式，提高学生的学习兴趣。具体的实施时，先将该系统进行模块分解，然后将分解后的模块按照系统的设计进程，贯穿到整个实验中，每个模块是相关的，前一次实验是后一次实验实施基础[6]。教师在设计课程时，也必须考虑到如下问题：教学过程中所有成分都要能体现在课程内容中;所选的内容和题目要遵循教学论的基本原理;内容