与船舶专业知识相结合的单片机实验教学改革研(2)
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】在“实践教学+Keil编译软件+实验板”的真实实验板的教学环节,学生可以对单片机系统有更直观的认识和熟悉。每位学生在自己的笔记本或台式机上安装相
在“实践教学+Keil编译软件+实验板”的真实实验板的教学环节,学生可以对单片机系统有更直观的认识和熟悉。每位学生在自己的笔记本或台式机上安装相应的驱动程序、相应的编程软件,可方便地在任何地点完成程序的编写和系统编程调试,实现了单片机实验平台的便携化,提高了学生学习单片机的便利性,激发其动手实践创新的兴趣。
3 具体措施
3.1 “理论教学+Keil编译软件+Proteus仿真软件”虚拟教学平台
在32学时的课程体系中,前8学时用来课堂讲解单片机的内部结构构造以及单片机的工作原理,使得学生对单片机有一个整体的感官。在接下来的4学时讲解单片机编程语言以及KeilC51编译软件的应用,使得学生在Keil编译软件中编写简单运算程序及查看运行结果的过程中,更直观地学习单片机内部存储器的结构和存储原理,以达到对理论知识的巩固和直观认识的目的。使用4学时分部讲解单片机的并行接口,定时器/计数器和中断系统的相关内容,中间穿插4学时的课堂时间用来Proteus仿真软件的仿真练习,实验室每台电脑都配置Keil编程软件以及Proteus仿真软件。课堂实验采用“虚拟仿真动态数码管显示”和“虚拟仿真航标灯控制器”的案例,老师带领学生对其中一个项目进行建模,电路设计,程序流程图设计,编写代码,绘制电路,进而仿真模拟。学生手提笔记本中也安装Keil编程软件以及Proteus仿真软件,要求学生利用课堂和课余时间独立完成另一个实验项目的仿真模拟,锻炼学生连接单片机接口电路,编写中断服务程序以及使用定时/计数器的能力。并且建立建立一个答疑交流的qq群,使得学生可以能够随时对课程内容进行学习,对课本例题或者自己自创的题目在proteus仿真软件中进行验证和模拟,并且能够与老师和同学及时进行信息交流,达到让学生学有参考,问有答案,练有指导的学习体验。
3.2 “实践教学+Keil 编译软件+实验板”实验板教学平台
在经学校立项的教学研究项目的支持下,建立一个全方位的单片机学习环境,包括40套51单片机最小系统开发板的硬件实验室,实验室中每台电脑和学生手提笔记本中均安装Keil编程软件以及Proteus仿真软件。
课程使用8学时分部讲解单片机串行口以及系统扩展和接口电路的相关内容知识,中间穿插4学时的实验时间用来实验板的实践学习。课堂实验采用“实验板设计PWM输出”的案例,老师和学生一起学习PWM原理以及对实验板进行设计和焊接,将单片机知识和船舶模型相结合,锻炼学生对单片机实验板进行焊接的能力以及编写系统扩展程序的能力,激发学生自主创新的意识。
3.3 课后大型综合设计实验平台
大型综合设计项目以创新设计能力为主要培养目标,综合考察全面应用单片机各个知识点的能力,将原来分散的小型演示验证实验集成为一个大型的系统设计项目。本实验作为学生的课程设计作业,将学生按3-4人为一组进行分组,以“基于51单片机的简易螺旋桨调速器开发”为设计题目进行软硬件开发。同时鼓励学生自创项目,要求与船舶专业知识相结合,并且能够将所学知识点应用全面。学生分组选择项目后,组织学生讨论,使学生充分发挥想象力,引导学生思考并提出项目解决方案,描绘出设计蓝图;然后开始查找资料、论证方案、设计电路、焊接硬件、编写程序、最后调试,整个过程以学生为主,教师指导点拨为辅,注重培养学生的自学能力、单片机软硬件设计能力和团队协作能力。
4 结语
本项目采用虚实双平台的教学改革方案,将理论教学和Proteus仿真平台以及开发板实践平台相结合,将理论教学和实践教学融合,兼顾虚实双平台的优势,激发学生学习理论知识和自主实践的兴趣,进而达到培养学生的科研素质和工程实践能力,提高学生创新意识的目的。本项目具有以下创新点。
(1)突破传统仅采用实验板或仿真软件的单一平台教学模式,将Proteus仿真平台和开发板实践平台相结合,兼顾双平台的优势。在Proteus仿真平台教学环节学生可以对单片机的内部结构和接口电路原理有更深入的理解,在开发板实践环节学生可以对单片机系统有较直观和客观的认识,为学生提供较为便利的学习机会,提高学生的创新兴趣。
(2)将单片机知识和船舶专业知识相结合,采用“航标灯设计”和“螺旋桨转速控制”两个实践项目,使得学生对单片机在专业领域的应用有细致的了解和更为深入的认识,为学生今后参加本专业的相关创新创业大赛提供基础。
文章来源:《船舶工程》 网址: http://www.cbgczzs.cn/qikandaodu/2021/0505/516.html
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