職業院校機電專業單片機課程改革設計論文

摘要：對以往傳統式的教學進行課程改革，用教學機器人（寶貝車機器人）平台作為實踐載體，激發學生的學習興趣。本文從信息化收集、實踐教學設計兩大方面闡述了改革的具體內容。

關鍵詞：單片機。互聯網。教學機器人。改革

1、職業院校的機電專業人才培養目標

機電一體化專業涵蓋較廣的範圍，職業院校培養的人才要政治堅定、德技並修、全面發展，適應《中國製造2025》的發展需要。具有紮實專業基礎知識、良好的專業素質、精益求精的工匠精神。掌握機電設備的安裝、調試、運行、維護、設備生產及品質控制等製造類行業必備的知識和技術技能，面向機械製造領域的高素質勞動者和技術技能型人才。單片機課程作為機電一體化專業核心課程，培養學生能遵守安全操作規程的能力，進行智能電子產品生產、檢測、維修和簡單設計，可以使用常用軟件進行設計。

2、單片機課程情景

單片機課程是建立在機械工程上，並藉助智能化進行優化，與其他課程相比，它在設計環節應全面彰顯科學性與實用性。單片機功能強大，使用靈活方便，應用面廣，成本較低，儘管學生和老師都十分重視單片機軟硬件的學習，並傾注了大量的學習時間，從傳統式的填鴨式教室學習，現在大多數的職業院校課程都改成了教室與實驗室相結合的教學模式，但是在教學效果卻不理想[1]。究其原因，無外乎以下三點：

1、實踐項目枯燥，沒有挑戰性和競技性，學習效果自然大打折扣。

2、從教學設備而言，一般院校都採用試驗箱產品結構操作簡單，使用少量元件，達不到培養學生的動手實踐操作能力的效果。

3、單片機硬件練習不夠，軟件程式語言涉及的概念比較複雜，規則較多，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，經過社會及生活考查，輔助以教學機器人（也叫寶貝車機器人）作為實踐載體，這樣能夠使學生在對教學機器人的編程及硬件電路的連接過程中邊做邊學，最終完成一個智能機器人的成品。

3、課程改革實施內容

3.1 信息化採集

任課教師利用除上課時間，錄製每個知識點的微課，所教班級建立微信羣或者QQ羣，任課教師把上課的知識點的微課上載至羣，也可以生成二維碼發給每個羣，讓學生在上課之餘可以利用微課來進行預習、學習、複習。這樣做便於學生循序漸進的學習，因為學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，更能節約教師的授課時間[2]。

3.2 實踐教學設計

單片機技術使用的是一些典型的縮微機電一體化系統模型，包括機械結構、數電模塊智能控制模塊等。機器人教學平台作為實踐載體，配合課程競賽或校級、省級競賽，讓單片機的學習變成一個快樂的體驗過程，能夠提升學習的.效率，達到事半功倍的效果。

1、過程設計。實踐要做到由淺到深的設計，所以本課程可通過以下步驟來進行實踐：①提前讓學生進行微課預習，課堂上針對任務所用知識點給予理論知識講授。②硬件連接。根據所安排任務課程，給予學生進行指導，選擇所需元件，進行示範連接並講解工作原理。③軟件任務。指導學生進行軟件C語言的學習，具體做到如下步驟：尋找所需編程軟件對應軟件下載器（ISP）軟件。連接機器人上教學板塊ISP口接到PC，進行編程講解所需任務的程序，指導學生正確錄入。連接串行口，以便調試和交互，用編譯器編譯生成可執行文件Hex,下載到單片機上。此時任課教師需同學生們進行互動，觀察機器人單片機教學板的執行結果，教師指導學生查錯、改錯，最終達到預期效果。最後完成後斷開電源展示每組成果，教師給予評價，學生進行自評價。

2、實踐教學內容設計。實踐內容的設計要想吸睛，那麼每個任務設計起來要活躍，同時要激發學生潛在的發散思維，做到舉一反三。具體內容設計如下：機器人做算術（知識點：C語言的基礎知識）。讓機器人動起來（知識點：伺服電機和C語言的編程）。函數與機器人運動控制（知識點：單片機C語言的函數學習）。機器人的觸覺導航（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）。機器人紅外導航（紅外傳感器作為輸入反饋與單片機的編程實現）。機器人循線競賽。機器人智能搬運競賽（綜合本學期課程做出最終成品機器人）。

4、教學評價與意義

隨着科技的發展，人工智能技術的愈加先進，教學機器人的平台強調學生的動手能力，能夠讓學生擺脱實驗箱的模擬操作，成為一個直觀、有趣、綜合性強的設備。教學機器人的機械、控制、傳感器和軟件等四大組成部分均可以實現滿足開放和擴展的要求，並能夠與各個層次的教學課程緊密結合，落實教育部提出的理實結合的職業教育教學和訓練要求。

5、結束語

綜上所述，教學機器人作為平台的實踐教學能夠將互聯網結合運用到課程中，融合智能技術對學生進行啟發式激勵式教學。目前，我校已開展這種教學平台，事實驗證這種模式能夠提高學生的自學能力、實踐能力，相信這種課程設計能夠促進職業院校學生的綜合能力。

參考文獻：

[1]李威,楊忠明.高職單片機課程教學與實踐改革探討[J].教育現代化,2018,5(27):83-84.

[2]張巧傑,楊秀媛.單片機原理及應用課程工程教學方式改革[J].教育教學論壇,2018(10):93-94.