職業(yè)院校機電專業(yè)單片機課程改革設(shè)計論文
摘要：對以往傳統(tǒng)式的教學(xué)進行課程改革，用教學(xué)機器人（寶貝車機器人）平臺作為實踐載體，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。本文從信息化收集、實踐教學(xué)設(shè)計兩大方面闡述了改革的具體內(nèi)容。
關(guān)鍵詞：單片機�；ヂ�(lián)網(wǎng)。教學(xué)機器人。改革
1、職業(yè)院校的機電專業(yè)人才培養(yǎng)目標
機電一體化專業(yè)涵蓋較廣的范圍，職業(yè)院校培養(yǎng)的人才要政治堅定、德技并修、全面發(fā)展，適應(yīng)《中國制造2025》的發(fā)展需要。具有扎實專業(yè)基礎(chǔ)知識、良好的專業(yè)素質(zhì)、精益求精的工匠精神。掌握機電設(shè)備的安裝、調(diào)試、運行、維護、設(shè)備生產(chǎn)及品質(zhì)控制等制造類行業(yè)必備的知識和技術(shù)技能，面向機械制造領(lǐng)域的高素質(zhì)勞動者和技術(shù)技能型人才。單片機課程作為機電一體化專業(yè)核心課程，培養(yǎng)學(xué)生能遵守安全操作規(guī)程的能力，進行智能電子產(chǎn)品生產(chǎn)、檢測、維修和簡單設(shè)計，可以使用常用軟件進行設(shè)計。
2、單片機課程情景
單片機課程是建立在機械工程上，并借助智能化進行優(yōu)化，與其他課程相比，它在設(shè)計環(huán)節(jié)應(yīng)全面彰顯科學(xué)性與實用性。單片機功能強大，使用靈活方便，應(yīng)用面廣，成本較低，盡管學(xué)生和老師都十分重視單片機軟硬件的學(xué)習(xí)，并傾注了大量的學(xué)習(xí)時間，從傳統(tǒng)式的填鴨式教室學(xué)習(xí)，現(xiàn)在大多數(shù)的職業(yè)院校課程都改成了教室與實驗室相結(jié)合的教學(xué)模式，但是在教學(xué)效果卻不理想[1]。究其原因，無外乎以下三點：
1、實踐項目枯燥，沒有挑戰(zhàn)性和競技性，學(xué)習(xí)效果自然大打折扣。
2、從教學(xué)設(shè)備而言，一般院校都采用試驗箱產(chǎn)品結(jié)構(gòu)操作簡單，使用少量元件，達不到培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐操作能力的效果。
3、單片機硬件練習(xí)不夠，軟件編程語言涉及的概念比較復(fù)雜，規(guī)則較多，使用靈活，容易出錯。針對以上問題提出對單片機課程進行改革，建議以一個成品作為實踐課的成果，而不是實驗箱的操作。因此，經(jīng)過社會及生活考查，輔助以教學(xué)機器人（也叫寶貝車機器人）作為實踐載體，這樣能夠使學(xué)生在對教學(xué)機器人的編程及硬件電路的連接過程中邊做邊學(xué)，最終完成一個智能機器人的成品。
3、課程改革實施內(nèi)容
3.1 信息化采集
任課教師利用除上課時間，錄制每個知識點的微課，所教班級建立微信群或者QQ群，任課教師把上課的知識點的微課上傳至群，也可以生成二維碼發(fā)給每個群，讓學(xué)生在上課之余可以利用微課來進行預(yù)習(xí)、學(xué)習(xí)、復(fù)習(xí)。這樣做便于學(xué)生循序漸進的學(xué)習(xí)，因為學(xué)生的知識接受程度不一樣，如果任課教師把知識點對每個學(xué)生講解一遍會耗時很多時間，所以這樣用信息化的深入，更能節(jié)約教師的授課時間[2]。
3.2 實踐教學(xué)設(shè)計
單片機技術(shù)使用的是一些典型的縮微機電一體化系統(tǒng)模型，包括機械結(jié)構(gòu)、數(shù)電模塊智能控制模塊等。機器人教學(xué)平臺作為實踐載體，配合課程競賽或校級、省級競賽，讓單片機的學(xué)習(xí)變成一個快樂的體驗過程，能夠提升學(xué)習(xí)的.效率，達到事半功倍的效果。
1、過程設(shè)計。實踐要做到由淺到深的設(shè)計，所以本課程可通過以下步驟來進行實踐：①提前讓學(xué)生進行微課預(yù)習(xí)，課堂上針對任務(wù)所用知識點給予理論知識講授。②硬件連接。根據(jù)所安排任務(wù)課程，給予學(xué)生進行指導(dǎo)，選擇所需元件，進行示范連接并講解工作原理。③軟件任務(wù)。指導(dǎo)學(xué)生進行軟件C語言的學(xué)習(xí)，具體做到如下步驟：尋找所需編程軟件對應(yīng)軟件下載器（ISP）軟件。連接機器人上教學(xué)板塊ISP口接到PC，進行編程講解所需任務(wù)的程序，指導(dǎo)學(xué)生正確錄入。連接串行口，以便調(diào)試和交互，用編譯器編譯生成可執(zhí)行文件Hex,下載到單片機上。此時任課教師需同學(xué)生們進行互動，觀察機器人單片機教學(xué)板的執(zhí)行結(jié)果，教師指導(dǎo)學(xué)生查錯、改錯，最終達到預(yù)期效果。最后完成后斷開電源展示每組成果，教師給予評價，學(xué)生進行自評價。
2、實踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)計。實踐內(nèi)容的設(shè)計要想吸睛，那么每個任務(wù)設(shè)計起來要活躍，同時要激發(fā)學(xué)生潛在的發(fā)散思維，做到舉一反三。具體內(nèi)容設(shè)計如下：機器人做算術(shù)（知識點：C語言的基礎(chǔ)知識）。讓機器人動起來（知識點：伺服電機和C語言的編程）。函數(shù)與機器人運動控制（知識點：單片機C語言的函數(shù)學(xué)習(xí)）。機器人的觸覺導(dǎo)航（知識點：接觸型傳感器作為輸入反饋與C51單片機的編程實現(xiàn)）。機器人紅外導(dǎo)航（紅外傳感器作為輸入反饋與單片機的編程實現(xiàn)）。機器人循線競賽。機器人智能搬運競賽（綜合本學(xué)期課程做出最終成品機器人）。
4、教學(xué)評價與意義
隨著科技的發(fā)展，人工智能技術(shù)的愈加先進，教學(xué)機器人的平臺強調(diào)學(xué)生的動手能力，能夠讓學(xué)生擺脫實驗箱的模擬操作，成為一個直觀、有趣、綜合性強的設(shè)備。教學(xué)機器人的機械、控制、傳感器和軟件等四大組成部分均可以實現(xiàn)滿足開放和擴展的要求，并能夠與各個層次的教學(xué)課程緊密結(jié)合，落實教育部提出的理實結(jié)合的職業(yè)教育教學(xué)和訓(xùn)練要求。
5、結(jié)束語
綜上所述，教學(xué)機器人作為平臺的實踐教學(xué)能夠?qū)⒒ヂ?lián)網(wǎng)結(jié)合運用到課程中，融合智能技術(shù)對學(xué)生進行啟發(fā)式激勵式教學(xué)。目前，我校已開展這種教學(xué)平臺，事實驗證這種模式能夠提高學(xué)生的自學(xué)能力、實踐能力，相信這種課程設(shè)計能夠促進職業(yè)院校學(xué)生的綜合能力。
參考文獻：
[1]李威,楊忠明.高職單片機課程教學(xué)與實踐改革探討[J].教育現(xiàn)代化,2018,5(27):83-84.
[2]張巧杰,楊秀媛.單片機原理及應(yīng)用課程工程教學(xué)方式改革[J].教育教學(xué)論壇,2018(10):93-94.
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