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1、单片机应用技术整体设计,各位专家、老师、同学们：我是广东农工商职业技术学院单片机应用技术课程负责人李法春，下面从7个方面对本课程的整体设计及课程建设情况进行介绍。,第一方面：课程简介,我院单片机应用技术于2000年开始开设，原名单片机原理与接口技术，2003年被确定为首批院级精品课程，2008年被评为广东省精品课程。,通过9年来的改革与探索，我们树立了“一个中心、两个基点、三化四统一五能”的教学理念，即以学生为中心、以职业能力培养和职业素养养成为基点；实施教学项目化、教学做一体化、考核过程化；围绕“教什么？谁来教？在哪里教？如何教？”实现四个统一：训练的内容与学习的知识统一、授课教师与训练指导
2、师统一、教室与实训室统一、技能训练与知识传授统一；达到能掌握单片机内部结构、指令系统，能运用单片机开发系统、Proteus仿真软件，能具备利用单片机开发小型智能电子产品的能力，能设计单片机应用系统的硬件和软件程序，能解决单片机应用开发的实际问题。,通过本课程教学团队的共同努力，取得了一定的成效：1、本课程使用的教材单片机原理及接口技术案例教程，系课程负责人主编、主讲教师参编的校本教材，2006年被确定为普通高等教育“十一五”国家级规划教材，还被全国普通高等教育教材网确定为优秀教材。,2、由课程负责人主持、课程团队成员参与的与本课程相关的研究课题有两项：“网络教学系统的开发与教学模式的改革研究”
3、系广东省教育科学“十一五”规划2007年度立项课题，“单片机原理及接口技术网络课程的设计与实践”系院级课题。,3、针对本课程不断进行教学改革，总结经验，撰写了与本课程教学改革论文三篇，其中浅谈课程教学的新模式网络教学于2004年9月发表在核心期刊教育与职业；案例教学法在单片机教学中的应用发表在长沙通信职业技术学院学报2007年第1期。,4、两位主讲教师以本课程的相关内容参加学院“中青年教师讲课比赛”获奖。,第二方面：课程开发,我们进行课程开发是通过深入行业企业进行人才市场调研，以市场需求为逻辑起点，通过邀请行业企业专家参与，以校企合作为根本途径，操作方法是通过工作过程系统化实现工学结合。具体来
4、说，首先聘请企业行业专家为专业指导委员会委员，组织他们进行头脑风暴，确定专业所面向的职业岗位群，由他们提供工作任务表；再组织企业行业专家和专业团队对工作任务分析表进行分析确定典型工作任务；然后由学校教育专家、专业团队研讨确认职业行动领域；再次由专业团队、企业行业专家、学校教育专家共同决策构建学习领域；最后由每一个课程团队开发学习情境。,在整个课程开发中，主要经历了四个阶段、实现三个转换：首先是岗位工作任务到行动领域的转换；其次对行动领域进行细化构建学习领域（即课程），实现从行动领域到学习领域的转换；最后就是具体课程设计，开发出具体的学习情境，实现从学习领域到学习情境的转换。,本课程是电气自动化
5、技术专业的核心课程，通过校企合作确定本专业的典型工作任务是电气设备运行与维护、电气设备安装与调试、电气系统开发与设计，由此确定了本专业的课程体系，其中电工技术、电子技术、单片机应用技术等课程为本专业的核心课程。,单片机应用技术是在学好电工技术、电子技术、电子测量与自动检测、程序设计、电机与电力拖动技术等课程的基础上开设，为学生学习自动控制技术、顶岗实习及毕业设计打下坚实基础，由此可见本课程在本专业中起到了承上启下的关键作用，对学生职业能力培养与职业素养养成起主要支撑作用，它不仅是电气自动化技术专业的核心课程，还是我院应用电子技术、电子信息工程技术等专业的核心课程，受益面广，作用大。,第三方面：
6、整体设计,我们树立了“学习的内容是工作、通过工作实现学习”的设计理念，由行业企业专家、主讲教师、兼职教师、校内教育专家共同组成课程团队，首先确定课程目标，以课程目标为核心选择课程教学内容，再对课程内容进行整合与序化。,1课程目标,根据调研及广东省职业技能鉴定指导中心公布的“单片机专项能力认证标准”，确定本课程的教学目标是：培养学生单片机应用开发环境的使用能力、单片机应用系统的硬件电路设计与制作能力、单片机应用系统的程序设计与调试能力、分析问题、解决问题、团队协作及创新能力。,2课程内容的选择,根据课程目标，选择合适的教学内容，课程内容选择的依据是：以职业岗位能力要求为核心、以工作任务为基本参照
7、点、以学生的个性发展为根本。,其方案是：首先设计综合性的学习任务（或项目），该学习任务要以实现课程目标为依据，能将课程的全部内容具体化，要以具体的产品为载体，还要具有一定的综合性和可扩展性。再对这一综合性学习任务进行研究，分析出完成该学习任务所需要的知识点，再将任务细化分成许多子学习任务，每一个子学习任务要能包含一个完整的工作过程，这一分解过程实际上是对学科体系的解构、行动体系的重构过程。,具体来说，本课程设计了三个综合性学习项目：交通灯控制系统、温度报警器、校园电子铃，其中第一个项目属封闭型的学习任务，在教师的全面指导下完成；第二个项目属开放性的，教师做一定的指导，主要加强自学、计划和自查；
8、第三个项目属于开放创新型，完全由学生自主完成，教师只做适当的指导。三个项目循序渐进，教师指导的成分逐渐减少，而学生独立完成任务的成分不断增多。每一个项目都有一定的综合性，根据对这些项目进行分析细化，细分成许多学习任务，如交通灯控制细分为6个学习任务，温度报警器细分为4个学习任务，校园电子铃由学生自主设计完成，没有进行细分。,3课程内容的组织,确定好课程内容后，就要对其内容进行组织，对学科体系进行解构，打破现有的教材体系，实现行动体系的重构；按照职业活动环节，以职业活动的程序或方法或解决生产实践中的问题的工作过程整合、序化课程内容；按并列式、递进式或流线式对工作任务进行分解。,具体来说，项目1交
9、通灯控制系统按照由浅入深的递进式分为六个学习任务，其中前三个学习任务利用现有的DAIS实验箱完成，后三个学习任务的硬件电路由学生制作真实的产品，通过完成这些任务学习相关知识要点，这个项目涵盖了本课程大部分知识点。,项目2温度报警器按照设计与制作这个产品的工作过程流线式地分成四个学习任务，其中在两个任务教学中还讲解“键盘及其接口”、“A/D接口”和“D/A接口”等知识点。项目3是在前面两个项目的基础上，由学生自主完成校园电子铃的设计与制作，也可根据校外实训基地的需要，为企业完成生产订单或进企业参与生产，也可自主确定内容。,第四方面、单元设计,1大单元的教学设计，即任务的教学设计针对每一个任务，首
10、先布置任务，师生共同分析任务描述，然后引入相关知识点由教师简要讲解，必要的知识点需要由教师做一定的演示，有些需要由学生进行一定的实验实训，再由学生根据所学原理知识，以34人组成一个团队，进行讨论探究提出解决方案（设计出硬件电路、编出源程序），分组完成任务，对于简单的学习任务，如任务一、任务二，其工作过程主要按设立目标、计划、实施、评估四个阶段来完成任务。,对于比较复杂学习任务，就要经历资讯、计划、决策、实施、检查和评估一个完整的过程，其中每一个任务的评估又可作为下一个任务“资讯”的依据，因此这一过程又是循环渐进的。,下面以学习任务4简单交通灯控制系统为例来说明学习任务的教学设计。本任务6学时，
11、共4节，所涉及的知识点有伪指令、Proteus软件的使用、复位电路和最小系统及仿真器、烧录器，为了突出以学生为中心、以能力为核心，把本任务设计为三次课，第一次课主要介绍伪指令和Proteus软件，主要由教师讲授，在讲授Proteus软件时，融教学做于一体，教师边教边演示，而学生边学边做，并以任务2的电路作为训练内容。第二次课是交通灯控制系统设计，主要由学生按资读、计划、决策、实施、检查五个阶段来完成交通灯控制系统的设计（包括硬件设计与软件设计），在设计前，教师对复位电路及最小系统做一定的提示。第三次课就是完成交通灯控制系统的制作，即在上次课的模拟仿真调试成功的基础上绘制硬件电路板、制作硬件电路
12、、硬件仿真、程序烧录，制作完成后对本任务完成情况进行评估验收。,2小单元设计，即一次课（即两节课）的设计，以任务4第二次课交通灯控制系统设计为例说明单元设计的思路。（1）布置任务：上次课结束时布置任务，要求学生查阅有关资料，设计复位电路、最小系统。（2）资讯：在布置任务时要求学生利用课余时间搜集简单交通灯控制系统的有关资料，不占用时间。（3）讲解必需的知识点：展示两三组学生设计的复位电路，教师其进行比较，说明优缺点，简单介绍最小系统（约8分钟）。（4）计划：以小组为单位进行讨论，设计方案（可设计几套方案）（约12分钟）。,（5）决策：教师下到每一组，对设计的方案进行评价，师生共同决策，选择最佳
13、方案（10分钟）（6）实施：每小组根据分工分别设计硬件电路和程序（40分钟）（7）检查：利用Proteus软件进行伪真、调试直至成功，教师给予一定指导（10分）（8）评估：由于本次课还没有做出最后的产品，不包括这个阶段。另外，本次课还有引入新课及课堂小结10分钟。,第五方面、教学方法,1、学习者分析学生作为教学系统中基本要素，学生的心理、生理和社会特征、学生的积极性和主动性，都会直接影响教学活动进行的方式、效率和结构。在设计教学方法之前分析学习者情况。第一点：学习者来源：我们学院电子信息类专业招收的学生主要是理科类3+X的学生，少部分3+证书学生，相对来说大部分学生理论基础比较好，但实践动手能
14、力相对较差。,第二点：学习者特征：,我们的学生是80后的新生代，大多是独生子女，是家庭活动的中心，是家庭资源的最大消费者。独特的社会环境和资源造就了崭新的一代。他们大胆、开放、敢于冒险、乐于动手、敢于挑战权威，同时他们又有着致命的弱点：惰性强、自私、自负甚至偏执，这决定了他们的协作能力差，同时他们的逻辑思维能力差、学习习惯欠佳等。面对这些崭新人群，我们不能抱怨，也不能试图去改变他们，而是要学会怎么去管理，怎么去适应，这些性格特点决定了他们不再喜欢沉闷的说教、不再对知识全盘接受、不再对老师权威般的畏惧。相反，他们喜欢对抗、挑战和竞争。“不去适应他们就得被淘汰！”。,针对学习者的来源及特点，我们要
15、做到因材施教，就必须采取措施，我们采取的措施就是激、纠、促、协、实、层六字诀：激：采取一系列措施激发学生兴趣，引入一些新的游戏规则，使他们以自己喜欢的方式接受新知识。纠：教学中注意纠正学生的一些不良习惯，端正学习态度。促：要求他们完成一定的任务和项目，给他们一些压力促使他们学习。协：分组教学，让他们扮演不同的角色，培养他们的团队协作能力。实：以实际的电子产品为载体，以实践为主，通过不断反复地训练培养他们的实践动手能力。层：考虑到学生的差异性，分层次教学，对于学习基础好，提高要求；对于学习基础较差的学生，只要求达到最低目标。如何在教学中实现六字诀？,2教学方法,项目教学法：本课程设计了三个项目，
16、通过研究完成这些项目所需要的知识点对项目细分为学习任务，通过完成相关的工作任务即生产一个具体的产品让学生在完成任务的工作中学习，边学习边工作；分组教学与角色扮演法：在完成学习任务或项目时，以34人为一个团队，让每个学生扮演相应的角度，如项目经理、软件工程师、硬件工程师；案例教学法：教师在讲解相关知识点或学生完成任务时，为帮助学生正确理解，选择一些案例，通过案例讲解来启发学生的思维；启发式教学：为了让学生顺利完成相关学习任务，在教学中注意通过“设计问题”、“引导思考”、“假设结论”、“探索求证”等过程启发学生；分层次教学：并采用分层次教学，根据学生的学习基础提出不同的要求，如8255控制交通灯系
17、统就不要求所有团队完成，只是学习基础好的一些组要求完成。,3、教学手段,为了提高教学效果，我们积极采用现代化教学手段（1）利用虚拟技术开展虚拟实训，许多任务，并不是要求学生先制作出硬件电路，而是利用Proteus软件进行虚拟实训，如温度报警器的几个任务都是先仿真调试，只有调试通过之后，才制作硬件，可让学生少走弯路，提高效率。（2）采用多媒体教学手段：每个任务都制作了PPT课件，有些难点或重点制作了Flash动画辅助教学，还购买了多媒体学习光盘，让学生课余利用学习光盘巩固所学的知识点。（3）充分利用网络资源开展网络教学，利用单片机应用技术精品课程网站进行网络教学，设计网络课程为学生提供了丰富的网
18、络资源，如活页讲义、电子教案、授课课件、Flash课件、教学标准及授课计划，网站还提供了“在线答疑”、“常见问题解答”及在线作业与在线模拟考试等。同时从2007年开始本课程就采用了网络考试，学生在机房通过网络考试系统进行在线考试，随机从试题库抽取一定题量的试题进行考试，课程负责人还申请了QQ群，让学生在QQ群中进行学习讨论或在线答疑。,4、考核评价,以工作任务为中心的课程决定了其评价的多样性，教师评价和学生互评相结合、过程评价和结果评价相结合、课内评价和课外评价相结合、理论评价和实践评价相结合、校内评价和校外评价相结合的评价方式。第1点考核过程化（1）任务考核：是根据学生完成各任务情况为依据，
19、每个任务教学前，下发任务单到各组，任务完成后，每组都要向教师演示制作产品并讲解任务完成的思路，填写作任务单，教师按任务单要求评分，同时小组内部相互评分，期末时将所有任务分汇总计算出平均分，占20%。,（2）项目考核：每个项目完成后，每个学生按自己扮演的角色书写项目报告书，每组的项目经理向全班演示本组制作的作品、设计过程及设计思路，其他组的项目经理和指导教师担任专家进行评分，教师根据评分及项目报告书的情况计分，期末进对三个项目分汇总计算平均分，占30%。（3）期末考试：综合能力考核是期末对全部课程知识与能力的综合测试，采用“网络考试”的考核方式，占40%。（4）平时考核：包括考勤、课堂表现、回答
20、问题等，占10%。,第2点考核多元化,每个任务完成后由小组内部互评，每个项目完成后，由各组项目经理评分，课程考核让学生参与；项目3是一个学生自己完成的综合性项目，无论学生完成校园电子铃还是自主选题或完成企业项目，都请企业兼职教师或实习指导教师参与考核，让企业也参与了考核，实现了考核多元化。,第六方面：课程基础,通过几年来的积累，建立了一支专兼结合的“双师结构”的教学团队，有实力；配备了满足工学结合的校内外实训基地，条件较完善。1“双师结构”教学团队有实力第一点，团队结构：本课程教学团队共10人，专任教师5人，兼职教师5人，专兼比1:1；职称方面，副教授及高级工程师3人，中级4人；年龄方面，60
21、岁以上1人，4060岁的3人，3040岁的4人，年富力强；学缘结构，本科以上教师8人，分别来自中南大学、武汉大学、湖南大学、华南理工大学、广州大学等，专业领域涉及面广；专业教学团队具有企业工作经历的8人，双师素质及双师型教师6人，占60%。,第二点，专任教师“崇教厚德，为人师表”，执教能力强，特别是课程负责人获“广东省2007年南粤优秀教师”荣誉称号，主讲教师所在的党支部于2006年被省直工委评为“优秀基层党组织”，近五年来，年度考核被评为优秀有12人次，被评为“优秀教师”、“优秀党员”或“优秀党支部书记”18人次。第三点，主讲教师不仅教好书，还积极开展教学改革及教学研究，主持参与省厅以上教学
22、研究课题6项，其中课程负责人主持广东教育科学“十一五”规划课题 1项、主持1项获得国家相关学会课题评审一等奖；主编参编教材近15本，其中普通高等教育“十一五”国家级规划教材1本；主持院级教研课题6项；公开发表论文34篇。开展的技术服务也比较多，院级科研项目4项，为企业技术服务8项，申请专利3项，获得专利2项。,2建立了适合于工学结合的校内外实训基地，校内实训基地包括单片机实训室、凌阳61单片机实训室、电子创新实训室、虚拟与仿真实训室、校内工厂及单片机开发室，每个实训室都配备了至少满足40名学生实训的设备及工具，实现了集教学、实训、生产三位一体，校内实训基地被确定为广东省高职高专实训基地。校外与
23、东莞森泰电子有限公司、广州捷耀电子有限公司、广州铭华机动车测试设备有限公司、广州市三棍通电子设备有限公司等企业签订了合作协议，使他们成为了稳定的校外实训基地，这些企业全程参与本课程的教学与开发，也为学生顶岗实习提供了条件，有四名兼职教师也来自这些企业，为学生的实习提供了必要的指导。,第七方面、教学效果,1通过精心选择教学内容、先对其合理组织序化；通过认真分析学习者特点，合理采用教学方法和教学手段，因材施教；通过我们这样一支高素质的专兼结合的双师结合教学团队的共同努力，在完善的校内外实训基地的支撑下，学生的实际动手能力得到的加强，达到五能目标：,2几年来，学生参加各类竞赛成绩喜人,一直以来，每年
24、都有学生参加省内外、学院内部组织的电子设计大赛等，取得了比较好的成绩。全国电子设计竞赛广东赛区：18挑战杯”广东大学生课外学术科技作品：8全国职业院校技能大赛高职组广东选拨赛：6全国高职高专“发明杯”大学生创新大赛：6广东省大学生电子设计竞赛：6学院电子设计大赛（包括单片机竞赛）：26,3、各方评价好,2008年12月，课程负责人在广东司法警官职业学院以单片机应用技术为例做课程教学设计介绍，受到了教师的好评。2005年4月，课程负责人李法春在深圳职业技术学院参加“全国电类专业实践教学研讨会”上宣讲了题为“单片机课程案例式教学的探讨与实践”的关于单片机教学经验体会，得到了许多与会代表的好评。华南理工大学博士生导师齐德昱教师、信息产业部第五所副所长谢少锋及学校督导组组长均给出了比较高的评价。每学期学生对主讲教师的评教均良好以上。,
