課題申報(bào)范文：2136-基于51單片機(jī)開發(fā)板研制的單片機(jī)課程一體化教學(xué)改革

基于51單片機(jī)開發(fā)板研制的單片機(jī)課程一體化教學(xué)改革1、問(wèn)題的提出、課題界定、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀述評(píng)、選題意義和研究?jī)r(jià)值（一）問(wèn)題的提出單片機(jī)課程是一門應(yīng)用性、綜合性很強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)課程。對(duì)于這門課的學(xué)習(xí)學(xué)生普遍感到較難。即使學(xué)生掌握了一定的單片機(jī)知識(shí)，可是一提到利用單片機(jī)來(lái)開發(fā)產(chǎn)品，能動(dòng)手的就寥寥無(wú)幾了。再?gòu)奈倚Ｗ罱鼛啄甑漠厴I(yè)生情況看，能動(dòng)手利用單片機(jī)開發(fā)產(chǎn)品的也為數(shù)不多。學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)課題有不少是單片機(jī)應(yīng)用類的，這些同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)查找資料自己鉆研理論，最終也完成了一篇相當(dāng)不錯(cuò)的畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書，可很少有人完成實(shí)物的。換言之，多數(shù)人仍停留在純理論的“開發(fā)”上，這就把一門應(yīng)用性很強(qiáng)的課程與生產(chǎn)實(shí)踐完全脫離了，使得學(xué)生畢業(yè)后不能適應(yīng)社會(huì)的需要。（二）課題界定51單片機(jī)開發(fā)板研制，就是對(duì)單片機(jī)開發(fā)板的原理圖、PCB圖的繪制以及電路板的制作。該開發(fā)板包括基本模塊和擴(kuò)展模塊?！耙惑w化”是指以“能力本位”為指導(dǎo)，通過(guò)校企合作、工學(xué)結(jié)合等方式，整合課程教學(xué)內(nèi)容，將理論教學(xué)與技能實(shí)踐融為一體，構(gòu)筑起一個(gè)教師引導(dǎo)、學(xué)生主動(dòng)參與，在學(xué)訓(xùn)相融的教學(xué)環(huán)境中完成課程學(xué)習(xí)的教學(xué)形式?；?1單片機(jī)開發(fā)板研制的單片機(jī)課程一體化教學(xué)改革，是指將自主研發(fā)的51單片機(jī)開發(fā)板整套產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)融于單片機(jī)課程教學(xué)內(nèi)容，開發(fā)與單片機(jī)教學(xué)內(nèi)容配套的基于開發(fā)板研制工作過(guò)程的教材和實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書，并對(duì)該課程的教學(xué)方法和手段以及考試方式進(jìn)行改革。（三）國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀述評(píng)目前，大部分的高校都是普遍采用MCS-51系列作為單片機(jī)的教材，使用單片機(jī)實(shí)驗(yàn)儀生產(chǎn)廠家的多功能綜合性的MCS-51系列的開發(fā)板。單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)就是在復(fù)雜的仿真實(shí)驗(yàn)箱上，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)書上指定的連接方法機(jī)械地連接好后，對(duì)實(shí)驗(yàn)箱上那些分離的一個(gè)個(gè)插孔是如何構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)的并不太清楚，因此經(jīng)常不能很好地將硬件電路和軟件編程有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，一旦實(shí)驗(yàn)箱出了問(wèn)題就無(wú)從下手。另外，這些單片機(jī)開發(fā)板也不太適合單片機(jī)課程的需要，造成了教學(xué)內(nèi)容和實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目相脫節(jié)。這種狀況使單片機(jī)的學(xué)習(xí)變得更加的不容易。1978-1982,Intel公司在MCS-48基礎(chǔ)上推出了完善的、典型的單片機(jī)系列MCS-51，并配備了對(duì)應(yīng)的編程器。MCS-51系列在以下幾個(gè)方面奠定了典型的通用總線型單片機(jī)體系結(jié)構(gòu)。（1）完善的外部總線。MCS-51設(shè)置了經(jīng)典的8位單片機(jī)的總線結(jié)構(gòu)，包括8位數(shù)據(jù)總線、16位地址總線、控制總線及具有多機(jī)通信功能的串行通信接口。（2）CPU外圍功能單元的集中管理模式。（3）指令系統(tǒng)趨于豐富和完善，并且增加了許多突出控制功能的指令。（四）選題意義與研究?jī)r(jià)值單片機(jī)課程是我校電子信息工程、機(jī)電、計(jì)算機(jī)等專業(yè)的核心課程，具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。傳統(tǒng)的單片機(jī)課程的教學(xué)方法偏重理論，難以滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)高素質(zhì)技能型人才的需求，“一體化”是指以“能力本位”為指導(dǎo)，通過(guò)校企合作、工學(xué)結(jié)合等方式，整合課程教學(xué)內(nèi)容，將理論教學(xué)與技能實(shí)踐融為一體，構(gòu)筑起一個(gè)教師引導(dǎo)、學(xué)生主動(dòng)參與，在學(xué)訓(xùn)相融的教學(xué)環(huán)境中完成課程學(xué)習(xí)的教學(xué)形式。通過(guò)開展“一體化”的教學(xué)模式改革理論研究與實(shí)踐，加強(qiáng)理論教學(xué)與技能教學(xué)、學(xué)校實(shí)習(xí)與生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)的有機(jī)結(jié)合，研究改變現(xiàn)有教學(xué)組織模式和課程體系的方式方法，嘗試構(gòu)建新的教學(xué)模式和課程體系，結(jié)合實(shí)際需要的教學(xué)工作，將技術(shù)理論知識(shí)模塊化并融于每一個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目之中，用理論指導(dǎo)實(shí)訓(xùn)，通過(guò)實(shí)訓(xùn)將理論升華到新的認(rèn)識(shí)，為推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和實(shí)現(xiàn)科技成果做出貢獻(xiàn)。設(shè)計(jì)一套合理的“一體化”的教學(xué)模式，提出一種有效的教學(xué)方法。通過(guò)“一體化”教學(xué)的實(shí)施解決技術(shù)理論和技能操作的問(wèn)題，提出高素質(zhì)技能型人才培養(yǎng)策略，拓寬服務(wù)社會(huì)、服務(wù)企業(yè)的途徑。2、課題理論依據(jù)、研究目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容、研究假設(shè)、創(chuàng)新之處。（一）理論依據(jù)隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，單片機(jī)以其體積小、性價(jià)比高、集成度高、控制能力強(qiáng)、功耗低、易擴(kuò)展等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域。如在辦公自動(dòng)化設(shè)備中的應(yīng)用；在工業(yè)控制中的應(yīng)用；在智能家用電器、智能儀器儀表領(lǐng)域的應(yīng)用；在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用；在汽車電子產(chǎn)品中的應(yīng)用；在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用；在航空航天系統(tǒng)和國(guó)防軍事、尖端武器等領(lǐng)域的應(yīng)用等等，幾乎在我們生活中的各個(gè)領(lǐng)域都可以找到單片機(jī)的蹤跡。因此是否具有單片機(jī)開發(fā)能力成為許多公司招聘電子、測(cè)控、自動(dòng)化、通信等許多工科專業(yè)學(xué)生的主要條件，同時(shí)單片機(jī)開發(fā)能力成為許多學(xué)生尋找理想工作的必備技能之一。但是由于受到應(yīng)試教育制度的影響以及教學(xué)實(shí)訓(xùn)設(shè)施短缺的限制，很多高校的教學(xué)模式、教學(xué)方法、教學(xué)風(fēng)格、教學(xué)策略和學(xué)習(xí)風(fēng)格等仍然沒(méi)有很大改觀，甚至培養(yǎng)目標(biāo)也沒(méi)有發(fā)生變化，由此嚴(yán)重地影響了高素質(zhì)技能型人才的培養(yǎng)質(zhì)量和速度。因此，無(wú)論從就業(yè)人才需求規(guī)格方面，還是從我國(guó)對(duì)高等教育改革的渴望性方面都應(yīng)該進(jìn)行教育改革，因其沒(méi)有現(xiàn)成的模式，需要不斷的摸索，高等教育改革也正處在轉(zhuǎn)變和摸索中，本課題正是在這個(gè)關(guān)鍵時(shí)期欣然而至，這些都構(gòu)成了該課題研究的事實(shí)依據(jù)。（二）研究目標(biāo)（1）培養(yǎng)出能與社會(huì)接軌的高素質(zhì)技能型的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人才。（2）利用實(shí)用型51單片機(jī)開發(fā)板，對(duì)單片機(jī)課程進(jìn)行教學(xué)改革，研究出基于工作過(guò)程的教學(xué)方法和教學(xué)手段。（3）以單片機(jī)課程改革作為電子信息工程、機(jī)電、計(jì)算機(jī)等專業(yè)改革的突破口，培養(yǎng)出能與社會(huì)接軌的高素質(zhì)技能應(yīng)用型人才。（三）研究?jī)?nèi)容（1）課程內(nèi)容的整合以51單片機(jī)開發(fā)板的研制為載體，對(duì)單片機(jī)課程進(jìn)行改革。如何選擇課程內(nèi)容，既能包含全部教學(xué)內(nèi)容和多項(xiàng)知識(shí)點(diǎn)，難易程度要適中，又能夠讓學(xué)生由淺入深地把知識(shí)和技能滲透和吸收是研究的一部分內(nèi)容，是“一體化”教學(xué)的關(guān)鍵一步。（2）“一體化”的教學(xué)資料和教材編寫傳統(tǒng)的教案不能完整的體現(xiàn)“一體化”的教學(xué)需要，需要哪些教學(xué)資料，以及如何編寫，是值得研究的問(wèn)題。目前大多數(shù)的教材已不適應(yīng)“一體化”的教學(xué)要求和需要。所以創(chuàng)新校本教材或基于工作過(guò)程的教材開發(fā)，完善課程設(shè)置，以“就業(yè)能力為導(dǎo)向，以崗位能力為本”的職教理念，以提高受教育者崗位能力為主要目標(biāo)，編寫適合“一體化”的教材，讓教學(xué)從知識(shí)型教學(xué)向技能型教學(xué)轉(zhuǎn)變，既要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，更要突出專業(yè)技能的培養(yǎng)。（3）教學(xué)方法和手段改革以優(yōu)化教學(xué)效果為核心，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力提高為宗旨，改革傳統(tǒng)的、舊的教學(xué)方法，大力推行先進(jìn)的教學(xué)方法和手段。研究適合“學(xué)訓(xùn)一體化”的教學(xué)方法和手段，以學(xué)生為中心，充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位，培養(yǎng)學(xué)生自主性學(xué)習(xí)、創(chuàng)造性學(xué)習(xí)的能力，提高教學(xué)質(zhì)量。（4）考試方法改革傳統(tǒng)的在學(xué)期結(jié)束時(shí)進(jìn)行筆試考核的辦法，不能全面地評(píng)價(jià)學(xué)生的綜合能力，不能綜合體現(xiàn)學(xué)生的運(yùn)用電子知識(shí)、進(jìn)行電子設(shè)計(jì)的綜合能力。在項(xiàng)目完成的過(guò)程中，更應(yīng)注重學(xué)生各方面能力的評(píng)價(jià)。為了能夠更好地評(píng)價(jià)“一體化”的教學(xué)效果，必須要進(jìn)行考試方法和方式的改革。（四）創(chuàng)新之處（1）將自主研發(fā)的51單片機(jī)開發(fā)板整套產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)融于單片機(jī)課程教學(xué)內(nèi)容，是產(chǎn)學(xué)結(jié)合落到實(shí)處的嘗試，讓學(xué)生在學(xué)校就能掌握到走出社會(huì)后才能學(xué)到的產(chǎn)品研制流程和產(chǎn)品開發(fā)技能，實(shí)現(xiàn)學(xué)校與社會(huì)的工作需求的無(wú)縫接軌。（2）依托自主研發(fā)的51單片機(jī)開發(fā)平臺(tái)，編寫教材和實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。（3）開發(fā)具有創(chuàng)新性能且適應(yīng)我校需求的教學(xué)設(shè)備，節(jié)省成本。3、研究思路、研究方法、技術(shù)路線、實(shí)施步驟（一）研究思路本研究是通過(guò)51單片機(jī)的自主研制對(duì)單片機(jī)課程進(jìn)行改革，包括對(duì)教材和實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容的編寫。（1）51單片機(jī)的設(shè)計(jì)流程51單片機(jī)開發(fā)板的原理圖、PCB圖的繪制以及電路板的制作（2）實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目采用遞進(jìn)式，先入手基礎(chǔ)項(xiàng)目再設(shè)計(jì)綜合項(xiàng)目?；A(chǔ)項(xiàng)目如下：1）單片機(jī)設(shè)計(jì)入門；2）單片機(jī)程序控制；3）單片機(jī)典型控制；4）單片機(jī)接口設(shè)計(jì)。綜合項(xiàng)目如下：1）單片機(jī)綜合開發(fā)；2）單片機(jī)綜合測(cè)試（二）研究方法本課題研究將采用文獻(xiàn)法、教學(xué)實(shí)驗(yàn)法、調(diào)查研究法、科學(xué)總結(jié)法。（1）調(diào)查研究法以市場(chǎng)調(diào)查、職業(yè)崗位群技能調(diào)查、職業(yè)資格考核與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為出發(fā)點(diǎn)，解析與單片機(jī)技術(shù)相關(guān)崗位應(yīng)具有的能力結(jié)構(gòu)。（2）教學(xué)實(shí)驗(yàn)法以51單片機(jī)開發(fā)板研制的工作過(guò)程采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)。（3）科學(xué)總結(jié)法對(duì)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，撰寫報(bào)告。（4）文獻(xiàn)研究法通過(guò)文獻(xiàn)研究法查閱并學(xué)習(xí)與本課題有關(guān)的資料，提高自己的理論水平和理論修養(yǎng)，借鑒新的研究成果和經(jīng)驗(yàn)，提取其精髓，為自身教學(xué)方法的改革提供參考。（三）技術(shù)路線51單片機(jī)開發(fā)板的研制是本項(xiàng)目研究實(shí)施的重要思想工具。開發(fā)板應(yīng)包括基本模塊和擴(kuò)展模塊。基本模塊用于課程教學(xué)，而擴(kuò)展模塊則主要是用于學(xué)生競(jìng)賽需要。（四）實(shí)施步驟本課題分五個(gè)階段：序號(hào)研究階段研究時(shí)間研究?jī)?nèi)容信息收集階段2016.6-2016.9實(shí)用型51單片機(jī)開發(fā)板功能開發(fā)與分析。設(shè)計(jì)階段2016.10-2017.4