职业院校机电专业单片机课程改革设计论文

　　摘要：对以往传统式的教学进行课程改革，用教学机器人（宝贝车机器人）平台作为实践载体，激发学生的学习兴趣。本文从信息化收集、实践教学设计两大方面阐述了改革的具体内容。

　　关键词：单片机。互联网。教学机器人。改革

　　1、职业院校的机电专业人才培养目标

　　机电一体化专业涵盖较广的范围，职业院校培养的人才要政治坚定、德技并修、全面发展，适应《中国制造2025》的发展需要。具有扎实专业基础知识、良好的专业素质、精益求精的工匠精神。掌握机电设备的安装、调试、运行、维护、设备生产及品质控制等制造类行业必备的知识和技术技能，面向机械制造领域的高素质劳动者和技术技能型人才。单片机课程作为机电一体化专业核心课程，培养学生能遵守安全操作规程的能力，进行智能电子产品生产、检测、维修和简单设计，可以使用常用软件进行设计。

　　2、单片机课程情景

　　单片机课程是建立在机械工程上，并借助智能化进行优化，与其他课程相比，它在设计环节应全面彰显科学性与实用性。单片机功能强大，使用灵活方便，应用面广，成本较低，尽管学生和老师都十分重视单片机软硬件的学习，并倾注了大量的学习时间，从传统式的填鸭式教室学习，现在大多数的职业院校课程都改成了教室与实验室相结合的教学模式，但是在教学效果却不理想[1]。究其原因，无外乎以下三点：

　　1、实践项目枯燥，没有挑战性和竞技性，学习效果自然大打折扣。

　　2、从教学设备而言，一般院校都采用试验箱产品结构操作简单，使用少量元件，达不到培养学生的动手实践操作能力的效果。

　　3、单片机硬件练习不够，软件编程语言涉及的概念比较复杂，规则较多，使用灵活，容易出错。针对以上问题提出对单片机课程进行改革，建议以一个成品作为实践课的成果，而不是实验箱的操作。因此，经过社会及生活考查，辅助以教学机器人（也叫宝贝车机器人）作为实践载体，这样能够使学生在对教学机器人的编程及硬件电路的连接过程中边做边学，最终完成一个智能机器人的成品。

　　3、课程改革实施内容

　　3.1 信息化采集

　　任课教师利用除上课时间，录制每个知识点的微课，所教班级建立微信群或者QQ群，任课教师把上课的'知识点的微课上传至群，也可以生成二维码发给每个群，让学生在上课之余可以利用微课来进行预习、学习、复习。这样做便于学生循序渐进的学习，因为学生的知识接受程度不一样，如果任课教师把知识点对每个学生讲解一遍会耗时很多时间，所以这样用信息化的深入，更能节约教师的授课时间[2]。

　　3.2 实践教学设计

　　单片机技术使用的是一些典型的缩微机电一体化系统模型，包括机械结构、数电模块智能控制模块等。机器人教学平台作为实践载体，配合课程竞赛或校级、省级竞赛，让单片机的学习变成一个快乐的体验过程，能够提升学习的效率，达到事半功倍的效果。

　　1、过程设计。实践要做到由浅到深的设计，所以本课程可通过以下步骤来进行实践：①提前让学生进行微课预习，课堂上针对任务所用知识点给予理论知识讲授。②硬件连接。根据所安排任务课程，给予学生进行指导，选择所需元件，进行示范连接并讲解工作原理。③软件任务。指导学生进行软件C语言的学习，具体做到如下步骤：寻找所需编程软件对应软件下载器（ISP）软件。连接机器人上教学板块ISP口接到PC，进行编程讲解所需任务的程序，指导学生正确录入。连接串行口，以便调试和交互，用编译器编译生成可执行文件Hex,下载到单片机上。此时任课教师需同学生们进行互动，观察机器人单片机教学板的执行结果，教师指导学生查错、改错，最终达到预期效果。最后完成后断开电源展示每组成果，教师给予评价，学生进行自评价。

　　2、实践教学内容设计。实践内容的设计要想吸睛，那么每个任务设计起来要活跃，同时要激发学生潜在的发散思维，做到举一反三。具体内容设计如下：机器人做算术（知识点：C语言的基础知识）。让机器人动起来（知识点：伺服电机和C语言的编程）。函数与机器人运动控制（知识点：单片机C语言的函数学习）。机器人的触觉导航（知识点：接触型传感器作为输入反馈与C51单片机的编程实现）。机器人红外导航（红外传感器作为输入反馈与单片机的编程实现）。机器人循线竞赛。机器人智能搬运竞赛（综合本学期课程做出最终成品机器人）。

　　4、教学评价与意义

　　随着科技的发展，人工智能技术的愈加先进，教学机器人的平台强调学生的动手能力，能够让学生摆脱实验箱的模拟操作，成为一个直观、有趣、综合性强的设备。教学机器人的机械、控制、传感器和软件等四大组成部分均可以实现满足开放和扩展的要求，并能够与各个层次的教学课程紧密结合，落实教育部提出的理实结合的职业教育教学和训练要求。

　　5、结束语

　　综上所述，教学机器人作为平台的实践教学能够将互联网结合运用到课程中，融合智能技术对学生进行启发式激励式教学。目前，我校已开展这种教学平台，事实验证这种模式能够提高学生的自学能力、实践能力，相信这种课程设计能够促进职业院校学生的综合能力。

　　参考文献：

　　[1]李威,杨忠明.高职单片机课程教学与实践改革探讨[J].教育现代化,2018,5(27):83-84.

　　[2]张巧杰,杨秀媛.单片机原理及应用课程工程教学方式改革[J].教育教学论坛,2018(10):93-94.

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