微型計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用課程教學(xué)實(shí)踐

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摘要：基于教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)模式以及課程實(shí)驗(yàn)，闡述對(duì)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用課程的教學(xué)實(shí)踐，從而改進(jìn)課程的教學(xué)方法和教學(xué)質(zhì)量，提高自動(dòng)化一流專業(yè)建設(shè)的人才培養(yǎng)能力。

關(guān)鍵詞：微型計(jì)算機(jī)技術(shù)；教學(xué)改革；專業(yè)建設(shè)

引言

專業(yè)建設(shè)是高等學(xué)校人才培養(yǎng)的核心與基礎(chǔ)，也是課程體系設(shè)置與教學(xué)改革的關(guān)鍵和切入點(diǎn)[1]。內(nèi)蒙古科技大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)獲得2020年度國(guó)家一流專業(yè)建設(shè)點(diǎn)，也是國(guó)家首批國(guó)家級(jí)卓越工程師教育試點(diǎn)專業(yè)和內(nèi)蒙古自治區(qū)首批品牌專業(yè)。專業(yè)核心課程教學(xué)改革是國(guó)家一流專業(yè)建設(shè)的重要內(nèi)容[2,3]，是人才培養(yǎng)的核心任務(wù)，特別是應(yīng)用型人才培養(yǎng)的一流專業(yè)建設(shè)，專業(yè)核心課程的實(shí)驗(yàn)以及實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革已成為迫切需要解決的問(wèn)題。為此，本文以我校國(guó)家一流專業(yè)建設(shè)點(diǎn)-自動(dòng)化專業(yè)為契機(jī)，針對(duì)該專業(yè)核心課程“微型計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用”，從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)模式以及課程實(shí)驗(yàn)等方面開(kāi)展教學(xué)改革研究與實(shí)踐工作，全面推進(jìn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的新模式，開(kāi)創(chuàng)我校國(guó)家一流專業(yè)-自動(dòng)化專業(yè)核心課程改革的新局面。

1教學(xué)目標(biāo)

依據(jù)自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，構(gòu)建了“微型計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用”課程的教學(xué)目標(biāo)，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)進(jìn)一步提出了該課程的課程目標(biāo)，通過(guò)課程目標(biāo)考核學(xué)生專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐動(dòng)手能力的掌握程度。本課程的教學(xué)目標(biāo)如下。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握微型計(jì)算機(jī)組成原理、MCS-51單片機(jī)的硬件組成及工作原理、指令集、微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)、C51程序設(shè)計(jì)及單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，使學(xué)生具備一定的應(yīng)用“單片微型計(jì)算機(jī)”實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的能力。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，制定了相應(yīng)的課程目標(biāo)，具體如表1所示。

2教學(xué)模式改革

為了提高課堂的教學(xué)效果，改變傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式，采用“板書(shū)+多媒體課件”與實(shí)驗(yàn)教學(xué)“實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)臺(tái)”不同步的教學(xué)模式。即傳統(tǒng)的教學(xué)模式下理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)是分離的，實(shí)驗(yàn)教學(xué)由專門(mén)的實(shí)驗(yàn)室老師在實(shí)驗(yàn)箱上完成。這樣造成實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)不能有效配合，不利于學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解。通過(guò)使用PROTEUSEDA仿真軟件，搭建單片機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用課程的課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)同步進(jìn)行，取得了良好的教學(xué)效果。本次教學(xué)改革后可開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容如表2所示。

3課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果

在理論教學(xué)過(guò)程中，例程的講解可以采用PROTEUS繪制硬件電路圖，采用KEIL軟件編寫(xiě)程序，且KEIL支持匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言，其中，匯編語(yǔ)言有助于學(xué)生對(duì)單片機(jī)硬件工作原理的理解，C語(yǔ)言編寫(xiě)方便，并且是嵌入式系統(tǒng)編程的主流。KEIL開(kāi)發(fā)環(huán)境下編寫(xiě)好程序經(jīng)編譯生成HEX文件，然后加載到PROTEUS硬件電路模塊中，通過(guò)運(yùn)行輸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)效果更加直觀，使課堂氣氛變得活躍、生動(dòng)、有效。接下來(lái)分析一下基于PROTEUS的單片機(jī)教學(xué)實(shí)例。本文僅針對(duì)定時(shí)器實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析。定時(shí)器作為單片機(jī)基本外設(shè)之一，利用定時(shí)器很方便產(chǎn)生周期性信號(hào)。用定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0編程實(shí)現(xiàn)從P3.0引腳輸出周期為500μs的方波，系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為12MHz，具體電路圖如圖1所示。通過(guò)KEIL環(huán)境下編譯程序，并且生產(chǎn)HEX文件，在PROTEUS下加載生成的HEX文件并運(yùn)行，可以通過(guò)示波器觀察輸出波形，具體如圖2所示。通過(guò)圖2示波器可以生動(dòng)形象地反映單片機(jī)的輸出結(jié)果，便于學(xué)生們對(duì)單片機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的理解。

4結(jié)語(yǔ)

以國(guó)家一流專業(yè)建設(shè)為契機(jī)，研究了微型計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用課程教學(xué)改革與實(shí)踐。通過(guò)實(shí)踐證明，采用線上教學(xué)和虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的同步教學(xué)模式，有效提高教學(xué)方法與教學(xué)質(zhì)量，可為新工科下一流專業(yè)建設(shè)人才培養(yǎng)模式提供一定的借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]李明磊,王戰(zhàn)軍.新時(shí)代一流專業(yè)建設(shè)應(yīng)轉(zhuǎn)向成效式評(píng)價(jià)[J].江蘇高教,2020(09):20-23.

[2]王志剛,楊令平.應(yīng)用型高校一流專業(yè)建設(shè)的路徑選擇[J].中國(guó)高校科技,2020(Z1):16-18.

[3]鐘秉林.一流本科教育是“雙一流”建設(shè)的核心任務(wù)和重要基礎(chǔ)[J].中國(guó)高等教育,2017(19):16-17.

作者：王新春 張自雷 單位：內(nèi)蒙古科技大學(xué)