以电子设计大赛为导向、探索单片机实践课程建设

以电子设计大赛为导向、探索单片机实践课程建设摘要：本文以大学生电子设计大赛为导向，探讨了如何将其与单片机实践课程结合，达到为大赛选拔人才、锻炼学生实践动手能力的目的。本文从教学理念、教学内容组织、教学方法手段、课程考核方式等多方面作了深入的探讨，期望通过该门课程的建设为学生后续专业课程学习打下扎实的基础。 关键词：电子设计大赛；单片机实践；课程建设 1 前言 全国大学生电子设计大赛是教育部倡导的大学生学科竞赛之一，是面向大学生的群众性科技活动，自1997年第一届开始至今已举行了13届。由教育部和工信部共同发起的这项活动极大地促进了普通高等院校信息与电子类学科体系的改革，推动了高校课程建设和实验室建设工作，参与的学生在实践方面获得了很大锻炼，在未来工作中的竞争力也得到了提高。 我院自去年参与大赛以来，克服了时间紧、经验缺乏的不足，发扬了勤奋刻苦、团结协作的精神，获得了四次上海赛区三等奖的好成绩。电子设计大赛涉及的内容广，有模数混合电路、单片机、可编程器件、PC机的开发应用等方面。为更好地为电子大赛服务，选拔竞赛人才，也为了更好地锻练学生的实践动手能力，我院于今年面向自动化专业卓越班学生新开设了单片机实践课程，并希望以此为试点，推广到其他非卓越班的自动化专业课程中。如何设计好单片机实践课程的教学内容，建设好这门实践课程，成为该门课程指导教师工作的重中之重。 2 实践课程内容建设 由于本实践课程是第一届开课，之前并无相关的教学内容资料可参考，所以需要紧密结合前期单片机原理理论课程教学内容并在此基础上有一定的拓展和延伸。目前该门课程的前续理论课程单片机原理在教学上存在着实践比重小而理论比重大的情况，学生的学习着重基础理论知识的学习，而动手实践的机会少，造成学生认为单片机的学习就是背理论知识的错误认识。针对上述理论教学的不足，考虑在开设的本实践课程中加以补充和改进，通过将设计实践课程和理论课程结合，达到单片机教学的循序渐进的良好效果。具体做法如下。 在教学理念方面，俗话说兴趣是最好的老师。我们改革以往实践课程仅仅简单地布置任务的做法，而是在讲解时把思路扩展开来讲，不仅讲在设计实践中所用的单片机技术，还要把单片机目前发展状况介绍给学生，介绍单片机领域的风云人物如周立功，介绍他们的成功创业过程及他们的创业网站，让学生知道技术也是资本，也是可以创业的。再让学生上网搜索单片机类产品，让学生感知单片机产品开发离自己不是很远。然后鼓励学生上网搜索单片机网站，加入单片机论坛，在和网友的交流中激发学生的学习兴趣。 在实践内容组织方面，以项目化设计为基础，实践项目的设置参考电子大赛题目的命题要求，包括基本要求和自主发挥两大块，使大部分同学能完成基本设计要求，又便于优秀学生有发挥和创新的余地。项目组织形式亦参考大赛的形式，3人一组共同完成一个项目，各有其侧重点，每位同学分别负责软件设计、硬件设计和最后报告的撰写，这样各有分工，以锻炼学生的团结协作能力。 在教学方法和手段方面，我们摒弃了之前陈旧落后的启东微机实验箱，要求学生在我院2015年新购进的西安唐都公司生产的全新的SST51单片机应用实验及开发板上完成硬件电路的部分或全部调试。即应用“PROTEUS仿真软件+西安唐都的SST51单片机应用实验开发板”这样双平台的模式，以项目化的方式进行设计实践。 PROTEUS是英国LABCENTER公司开发的电路分析和实物仿真软件，在实践中应用PROTEUS仿真技术能起到活学活用的目的，其仿真结果不仅具有准确性、可靠性和可读性，并且直观形象，能提供一个感性的认识平台。当然仿真软件不能解决电路构建、系统调试、故障排除过程中的所有问题，所以仿真只是一个初步要求，在仿真成功后要求学生在SST51单片机应用实验开发板上完成实际程序的下载和调试运行工作。即实践课的内容流程遵循如图1所示的过程。 当然在实践课程的开展过程中也碰到了一些实际的问题，比如SST51电路板由于硬件资源固定，缺少设计方案中的元器件，导致没法完成硬件调试，这就需要在今后的课程中改进，允许学生自行设计选用接口芯片和所需的元器件，设计接口电路板并在面包板上自行焊接完成。还有本课程由于课内教学时间紧任务重未来还需考虑学习并制作微视频，弥补课内时间的不足，檠生学习提供重要保障。 3 课程考核方式设计 考核方式是教学过程中非常重要的一个环节。实践课程如何合理考核一直是一个难题。因为实践教学质量监控没有较好的量化标准，而设计合理的考核方式可以激发学生的学习动力夯实教学效果。借鉴电子设计大赛最终的成绩评定方式，我们确定单片机实践课的考核主要依据作品的完整度（占30%）、最终的设计报告（占30%）和面试答辩（占40%）三方面组成。先是作品展示，由教师根据作品的工作量和完整性给出一个分数，其次是面试答辩环节，由学生对作品的功能、原理设计过程、设计的创新点等进行介绍，并由老师对重要知识点提问，根据学生的表述和对问题的回答情况给出一个分数，最后老师根据提交的设计报告再给出一个分数。这种考核方式增加了指导老师的工作强度，因为每个小组需要10分钟的答辩时间，按3人以小组算，考核过程也需要3到4次课，但经过这样的课程答辩，锻炼了学生的表达能力，为学科竞赛打下了扎实的基础。 4 结论 以全国大学生电子设计大赛为导向，我们进行了单片机实践课程建设的初步探索。我们的目的不仅教给学生单片机应用项目的设计方法，更是锻炼学生各有分工、团体协作的合作能力，为学生后续专业课程的学习和工作打下坚实的基础。