基于51單片機開發(fā)板研制的單片機課程一體化教學改革1、問題的提出、課題界定、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀述評、選題意義和研究價值（一）問題的提出單片機課程是一門應(yīng)用性、綜合性很強的專業(yè)技術(shù)課程。對于這門課的學習學生普遍感到較難。即使學生掌握了一定的單片機知識，可是一提到利用單片機來開發(fā)產(chǎn)品，能動手的就寥寥無幾了。再從我校最近幾年的畢業(yè)生情況看，能動手利用單片機開發(fā)產(chǎn)品的也為數(shù)不多。學生畢業(yè)設(shè)計課題有不少是單片機應(yīng)用類的，這些同學在畢業(yè)設(shè)計過程中，通過查找資料自己鉆研理論，最終也完成了一篇相當不錯的畢業(yè)設(shè)計說明書，可很少有人完成實物的。換言之，多數(shù)人仍停留在純理論的“開發(fā)”上，這就把一門應(yīng)用性很強的課程與生產(chǎn)實踐完全脫離了，使得學生畢業(yè)后不能適應(yīng)社會的需要。（二）課題界定51單片機開發(fā)板研制，就是對單片機開發(fā)板的原理圖、PCB圖的繪制以及電路板的制作。該開發(fā)板包括基本模塊和擴展模塊。“一體化”是指以“能力本位”為指導(dǎo)，通過校企合作、工學結(jié)合等方式，整合課程教學內(nèi)容，將理論教學與技能實踐融為一體，構(gòu)筑起一個教師引導(dǎo)、學生主動參與，在學訓(xùn)相融的教學環(huán)境中完成課程學習的教學形式?；?1單片機開發(fā)板研制的單片機課程一體化教學改革，是指將自主研發(fā)的51單片機開發(fā)板整套產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)融于單片機課程教學內(nèi)容，開發(fā)與單片機教學內(nèi)容配套的基于開發(fā)板研制工作過程的教材和實訓(xùn)指導(dǎo)書，并對該課程的教學方法和手段以及考試方式進行改革。（三）國內(nèi)外研究現(xiàn)狀述評目前，大部分的高校都是普遍采用MCS-51系列作為單片機的教材，使用單片機實驗儀生產(chǎn)廠家的多功能綜合性的MCS-51系列的開發(fā)板。單片機的實驗就是在復(fù)雜的仿真實驗箱上，學生按照實驗書上指定的連接方法機械地連接好后，對實驗箱上那些分離的一個個插孔是如何構(gòu)成一個系統(tǒng)的并不太清楚，因此經(jīng)常不能很好地將硬件電路和軟件編程有機的結(jié)合起來，一旦實驗箱出了問題就無從下手。另外，這些單片機開發(fā)板也不太適合單片機課程的需要，造成了教學內(nèi)容和實訓(xùn)項目相脫節(jié)。這種狀況使單片機的學習變得更加的不容易。1978-1982,Intel公司在MCS-48基礎(chǔ)上推出了完善的、典型的單片機系列MCS-51，并配備了對應(yīng)的編程器。MCS-51系列在以下幾個方面奠定了典型的通用總線型單片機體系結(jié)構(gòu)。（1）完善的外部總線。MCS-51設(shè)置了經(jīng)典的8位單片機的總線結(jié)構(gòu)，包括8位數(shù)據(jù)總線、16位地址總線、控制總線及具有多機通信功能的串行通信接口。（2）CPU外圍功能單元的集中管理模式。（3）指令系統(tǒng)趨于豐富和完善，并且增加了許多突出控制功能的指令。（四）選題意義與研究價值單片機課程是我校電子信息工程、機電、計算機等專業(yè)的核心課程，具有很強的理論性和實踐性。傳統(tǒng)的單片機課程的教學方法偏重理論，難以滿足現(xiàn)代社會對高素質(zhì)技能型人才的需求，“一體化”是指以“能力本位”為指導(dǎo)，通過校企合作、工學結(jié)合等方式，整合課程教學內(nèi)容，將理論教學與技能實踐融為一體，構(gòu)筑起一個教師引導(dǎo)、學生主動參與，在學訓(xùn)相融的教學環(huán)境中完成課程學習的教學形式。通過開展“一體化”的教學模式改革理論研究與實踐，加強理論教學與技能教學、學校實習與生產(chǎn)實訓(xùn)的有機結(jié)合，研究改變現(xiàn)有教學組織模式和課程體系的方式方法，嘗試構(gòu)建新的教學模式和課程體系，結(jié)合實際需要的教學工作，將技術(shù)理論知識模塊化并融于每一個實訓(xùn)項目之中，用理論指導(dǎo)實訓(xùn)，通過實訓(xùn)將理論升華到新的認識，為推動技術(shù)創(chuàng)新和實現(xiàn)科技成果做出貢獻。設(shè)計一套合理的“一體化”的教學模式，提出一種有效的教學方法。通過“一體化”教學的實施解決技術(shù)理論和技能操作的問題，提出高素質(zhì)技能型人才培養(yǎng)策略，拓寬服務(wù)社會、服務(wù)企業(yè)的途徑。2、課題理論依據(jù)、研究目標、研究內(nèi)容、研究假設(shè)、創(chuàng)新之處。（一）理論依據(jù)隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，單片機以其體積小、性價比高、集成度高、控制能力強、功耗低、易擴展等特點，被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域。如在辦公自動化設(shè)備中的應(yīng)用；在工業(yè)控制中的應(yīng)用；在智能家用電器、智能儀器儀表領(lǐng)域的應(yīng)用；在計算機網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用；在汽車電子產(chǎn)品中的應(yīng)用；在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用；在航空航天系統(tǒng)和國防軍事、尖端武器等領(lǐng)域的應(yīng)用等等，幾乎在我們生活中的各個領(lǐng)域都可以找到單片機的蹤跡。因此是否具有單片機開發(fā)能力成為許多公司招聘電子、測控、自動化、通信等許多工科專業(yè)學生的主要條件，同時單片機開發(fā)能力成為許多學生尋找理想工作的必備技能之一。但是由于受到應(yīng)試教育制度的影響以及教學實訓(xùn)設(shè)施短缺的限制，很多高校的教學模式、教學方法、教學風格、教學策略和學習風格等仍然沒有很大改觀，甚至培養(yǎng)目標也沒有發(fā)生變化，由此嚴重地影響了高素質(zhì)技能型人才的培養(yǎng)質(zhì)量和速度。因此，無論從就業(yè)人才需求規(guī)格方面，還是從我國對高等教育改革的渴望性方面都應(yīng)該進行教育改革，因其沒有現(xiàn)成的模式，需要不斷的摸索，高等教育改革也正處在轉(zhuǎn)變和摸索中，本課題正是在這個關(guān)鍵時期欣然而至，這些都構(gòu)成了該課題研究的事實依據(jù)。（二）研究目標（1）培養(yǎng)出能與社會接軌的高素質(zhì)技能型的單片機系統(tǒng)設(shè)計人才。（2）利用實用型51單片機開發(fā)板，對單片機課程進行教學改革，研究出基于工作過程的教學方法和教學手段。（3）以單片機課程改革作為電子信息工程、機電、計算機等專業(yè)改革的突破口，培養(yǎng)出能與社會接軌的高素質(zhì)技能應(yīng)用型人才。（三）研究內(nèi)容（1）課程內(nèi)容的整合以51單片機開發(fā)板的研制為載體，對單片機課程進行改革。如何選擇課程內(nèi)容，既能包含全部教學內(nèi)容和多項知識點，難易程度要適中，又能夠讓學生由淺入深地把知識和技能滲透和吸收是研究的一部分內(nèi)容，是“一體化”教學的關(guān)鍵一步。（2）“一體化”的教學資料和教材編寫傳統(tǒng)的教案不能完整的體現(xiàn)“一體化”的教學需要，需要哪些教學資料，以及如何編寫，是值得研究的問題。目前大多數(shù)的教材已不適應(yīng)“一體化”的教學要求和需要。所以創(chuàng)新校本教材或基于工作過程的教材開發(fā)，完善課程設(shè)置，以“就業(yè)能力為導(dǎo)向，以崗位能力為本”的職教理念，以提高受教育者崗位能力為主要目標，編寫適合“一體化”的教材，讓教學從知識型教學向技能型教學轉(zhuǎn)變，既要加強基礎(chǔ)知識的學習，更要突出專業(yè)技能的培養(yǎng)。（3）教學方法和手段改革以優(yōu)化教學效果為核心，促進學生學習能力提高為宗旨，改革傳統(tǒng)的、舊的教學方法，大力推行先進的教學方法和手段。研究適合“學訓(xùn)一體化”的教學方法和手段，以學生為中心，充分發(fā)揮學生的主體地位，培養(yǎng)學生自主性學習、創(chuàng)造性學習的能力，提高教學質(zhì)量。（4）考試方法改革傳統(tǒng)的在學期結(jié)束時進行筆試考核的辦法，不能全面地評價學生的綜合能力，不能綜合體現(xiàn)學生的運用電子知識、進行電子設(shè)計的綜合能力。在項目完成的過程中，更應(yīng)注重學生各方面能力的評價。為了能夠更好地評價“一體化”的教學效果，必須要進行考試方法和方式的改革。（四）創(chuàng)新之處（1）將自主研發(fā)的51單片機開發(fā)板整套產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)融于單片機課程教學內(nèi)容，是產(chǎn)學結(jié)合落到實處的嘗試，讓學生在學校就能掌握到走出社會后才能學到的產(chǎn)品研制流程和產(chǎn)品開發(fā)技能，實現(xiàn)學校與社會的工作需求的無縫接軌。（2）依托自主研發(fā)的51單片機開發(fā)平臺，編寫教材和實訓(xùn)項目。（3）開發(fā)具有創(chuàng)新性能且適應(yīng)我校需求的教學設(shè)備，節(jié)省成本。3、研究思路、研究方法、技術(shù)路線、實施步驟（一）研究思路本研究是通過51單片機的自主研制對單片機課程進行改革，包括對教材和實訓(xùn)項目內(nèi)容的編寫。（1）51單片機的設(shè)計流程51單片機開發(fā)板的原理圖、PCB圖的繪制以及電路板的制作（2）實訓(xùn)項目實訓(xùn)項目采用遞進式，先入手基礎(chǔ)項目再設(shè)計綜合項目?；A(chǔ)項目如下：1）單片機設(shè)計入門；2）單片機程序控制；3）單片機典型控制；4）單片機接口設(shè)計。綜合項目如下：1）單片機綜合開發(fā)；2）單片機綜合測試（二）研究方法本課題研究將采用文獻法、教學實驗法、調(diào)查研究法、科學總結(jié)法。（1）調(diào)查研究法以市場調(diào)查、職業(yè)崗位群技能調(diào)查、職業(yè)資格考核與行業(yè)標準為出發(fā)點，解析與單片機技術(shù)相關(guān)崗位應(yīng)具有的能力結(jié)構(gòu)。（2）教學實驗法以51單片機開發(fā)板研制的工作過程采用項目驅(qū)動教學。（3）科學總結(jié)法對教學經(jīng)驗進行總結(jié)，撰寫報告。（4）文獻研究法通過文獻研究法查閱并學習與本課題有關(guān)的資料，提高自己的理論水平和理論修養(yǎng)，借鑒新的研究成果和經(jīng)驗，提取其精髓，為自身教學方法的改革提供參考。（三）技術(shù)路線51單片機開發(fā)板的研制是本項目研究實施的重要思想工具。開發(fā)板應(yīng)包括基本模塊和擴展模塊?；灸K用于課程教學，而擴展模塊則主要是用于學生競賽需要。（四）實施步驟本課題分五個階段：序號研究階段研究時間研究內(nèi)容信息收集階段2016.6-2016.9實用型51單片機開發(fā)板功能開發(fā)與分析。設(shè)計階段2016.10-2017.4