基于protues的高职单片机课程教学改革

发布者：上海茂育：发布时间：2014-06-18
摘要：高职教育在为社会培养高技能应用型人才上占据重要的地位，确立的以就业为导向的培养方向也对教育教学改革提出了新的要求。单片机作为自动化相关专业的专业核心课程，其教学质量的高低直接影响着学生就业。高职教育侧重于培养学生的实践能力。借助于Proteus对单片机课程教学进行改革，对培养高职学生会“操作”，能“上手”，能够完成相应的项目实践的能力具有重大的意义。本文结合高职教育的新要求、单片机课程特点和仿真软件的功能特点，提出基于仿真软件进行单片机课程的项目式教学，以解决传统教学存在的不足。
1、高职单片机课程教学现状：
        1.1 高职教育的特点 高职教育人才培养模式基本特征是：以培养高等技术应用型专门人才为根本任务，以适应社会需要为目标、以培养技术应用能力为主线。毕业生应具有基础理论知识适度、技术应用能力强、知识面较宽、素质高等特点。以“应用”为主旨和特征构建课程和教学内容体系，实践教学的主要目的是培养学生的技术应用能力。
        1.2 高职教育面临的问题与发展前景 高职教育在教学模式、教学方法和教学手段等方面相对于职教水平较高的欧美日等国家还有较大差距，在学生自主性的发挥上还比较欠缺。
2、单片机课程的现状及改革的方向：
        2.1 单片机特点 单片机课程具有以下特点：①单片机课程内容丰富，包括硬件资源、软件系统、应用设计三大部分，覆盖了从硬件到软件到应用，内容跨度大，但又相互渗透，紧密联系；②单片机课程应用性和实践性非常强，这就要求单片机课程应采用课堂教学与实践教学相结合的教学方式；③单片机课程的很多教材内容与工程实践的要求相比相距甚远。
        2.2 单片机课程现状 高职教育经过多年的实践与探索，开始强调自己的办学特色，但在单片机课程在教学过程中仍存在以下矛盾：①单片机课程在专业人才培养方案中占重要的地位，但内容生涩难懂，学生学习积极性不高，教师的付出与教学效果不成正比。②企业要求毕业生毕业后能够马上胜任工作岗位的要求，但传统教学学生对企业的项目开发很陌生，使供需产生脱节。③部分高职实习试验设备短缺、购置成本高、资金投入少等原因，学生的实践训练很难进行。
        2.3 单片机课程教学改革方向 以上分析说明目前单片机的教学需要深化改革，要求教师在单片机课堂教学中将书本教学内容与工程实践结合起来。这种结合就需要打破传统的教学知识体系结构，按照企业生产中的实际应用任务来组织知识点，使每一单元课程都以一个具体的项目来体现，学生在做项目的过程中掌握各知识点，这样可以在一定程度上提高学生学习的积极性，也能使从学生在校学习的内容更接近于企业生产实际，缩短学业与就业的差距。
3、基于proteus的单片课程教学的优势及应用：
        3.1 protues提供给单片机课程教学改革的思路 单片机课程是多基础、多理论的实践性学科，在教学过程中必须软件硬件结合。传统的单片机实验室项目教学，不仅需采购大量的硬件设备，而且设备维护需较多的时间和经费，容易造成资源的浪费，增加设计成本。
Proteus 仿真软件是一种基于SPICE3F5仿真引擎的混合电路仿真软件，能够进行一般的电路性能分析，在电脑上进行仿真还可在未完成硬件平台的情况下进行仿真电路输出，解决教学中实践课程缺乏硬件支持的问题。在教学时，通过Proteus仿真演示设计效果，能够为学生提供一个感性的认识平台，增加学习的透明度。同时也更深一步地明白了自己要设计的项目所应呈现的效果，从而在设计过程中，有了更明确的设计思路和设计目标。
        3.2 特点和优势 在单片机教学中引入Proteus仿真软件，直接显示程序运行结果，可以提高学生学习的积极性，也便于学生检查程序中出现的错误，尤其是在项目化的教学中，每一个项目都是独立的实践结果，通过仿真学生会有成就感，也使学生建立直观的仿真思想。同时利用仿真的形象、生动、实在等特性，对教学产生积极的影响。
        将仿真软件Proteus与项目化教学结合在一起，应用于高职的单片机课程教学中，教学实例演示速度快、方便直观而且形象化，同时能够给学生一定创新的空间，有助于提高学生的创造性，能够给学生比较完整的项目开发理念，提高学生的项目开发能力。
4、基于proteus的单片课程教学改革中应注意的事项：
        4.1 重构知识体系结构应遵循一定的原则：
        4.1.1 以能力为目标，注重职业能力的培养：依据人才培养要求，结合高职特色，确定课程的培养目标是学生的职业能力，选取的教学内容是职业岗位的典型工作任务，教学过程是典型工作任务的完成过程。
        4.1.2 以就业为导向，校企合作进行课程开发：相关专任教师要调研相关企业，邀请企业专家进行研讨，确定教学内容是职业岗位的典型工作任务，学生在学习理论的同时进行仿真设计，通过实践深入理解理论知识。
        4.1.3 以学生为中心，重视学生的学习权：课程以学生为中心，遵循指导与建构相融合的原则，树立终身学习的教育观。根据高职学生特点和培养高级能人才的要求，尊重学生个体的差异，充分调动学生的积极性。
        4.2 建议采取的教学方法：
        4.2.1 proteus支持下的项目教学法：学习项目教学过程以学习项目为载体，每个项目都取材于典型工作任务，分解为若干个任务，提高学习的针对性与实用性。
        4.2.2 proteus 支持下的四阶段教学法：对于实践操作的教学建议采用四阶段教学法：准备、教师示范、学生模仿、练习总结。
        4.2.3 案例分析教学法：通过具体的、简单的、典型的工作任务实例介绍、分析，使学生对单片机有一个感性的认识，对智能控制电路有一个初级的理解和掌握。
        Proteus在单片机课程中的应用在很大程度上解决了单片机课程教学枯燥无味的弊病，在提高了学生学习积极性的基础上也锻炼了学生实践动手的能力，既降低了教学成本，又提高了教学效果，是高职教育教学改革的一大方向。