農業電氣化專業電子硬件課程群建設方法研究

李樹強

摘要：本文以農業電氣化的三門核心電子硬件課程：電子線路計算機輔助設計、單片機原理及應用、嵌入式系統為例，著重論述了電子硬件課程群的構建方法與教學方法的改革思路。

關鍵詞：農業電氣化專業 電子硬件課程群 研究

【分類號】S24-4；G642

課程群指具有相同內容或者內容具有承接的課程的有機結合或是幾門能夠互相促進的課程構成的有機群體。結構緊湊、內容合理的課程群能夠為專業提供更科學、更高效的教學平臺，亦能夠為專業的發展提供整合的教學資源，同時能夠減輕學生的學業負擔，提高學生的學習興趣，優化學生的知識結構，進而提高學生對專業知識、專業技能的掌握。國內很多高校在開展特色課程群構建方法研究方面進行了有益的探索[1-3]。

農業電氣化是將傳統的農業工作方式與電氣、控制、信息等信息化手段相結合的專業，其本身具有交叉學科特點，這就決定了專業的發展既要涉及相關的電子信息知識，又不能像電子信息專業那樣過于專注信息類的專業內容，專業中電子信息類知識廣度更為重要[4-6]。農業電氣化專業課程中的電子硬件類課程，對于專業發展至關重要，電子硬件類課程融合，構建適合農業電氣化專業的電子硬件課程群，能夠最大程度的滿足專業的需求，在知識的廣度上對學生進行拓展，同時整合課程資源能夠幫助學生構建完整的知識體系。融會貫通的掌握相關的知識和技能。本文以農業電氣化的三門核心電子硬件課程：電子線路計算機輔助設計、單片機原理及應用、嵌入式系統為例，著重論述了電子硬件課程群的構建方法與教學方法的改革思路。

一、核心電子硬件課程群建設可能性與必要性分析

線路計算機輔助設計、單片機原理及應用、嵌入式系統。三門課均以了解電子硬件的構成，掌握硬件基本設計原理，理解硬件設計原則，學習硬件設計方法為目的。課程中均涉及到了處理器、寄存器，尋址方式，數據處理等電子設計的基礎知識，且具有前后承接的特點，三門課具有構建統一課程群的可能性。授課內容方面有雷同的部分，學生學習起來感受相近，甚至影響學生的學習興趣和積極性，因此對三門重要課程進行融合構建電子硬件課程群對提升學生的學習興趣，提高學習效果具有積極的意義。

二、電子硬件課程群建設思路與方法

構建電子硬件課程群以培養學生電子硬件綜合設計能力為目標，著力打造完整的學生的完整的電子硬件知識體系，利用統一課程群的知識進行農業電氣化系統中電子控制硬件的設計、開發、及基本原理的教學。電子硬件課程群的融合構建思路以實際設計中的流程為導向，對三門電子硬件課程進行有機重構。

電子線路計算機輔助設計課程主要針對電子線路的選型、設計、分析、繪制、檢測等方面對學生進行培養，從實際硬件開發設計的流程來看，應作為課程群的第一部分。只有掌握了電子線路的計算機輔助設計才能對后續課程中的單片機、嵌入式系統課程中的硬件仿真部分進行正確的原理圖設計，而在設計電子線路時要掌握芯片的硬件I/O接口信息，硬件寄存器的基本連接方式，故將后續課程中的硬件方面的接口內容，放在這一部分進行講解，使學生能夠掌握不同硬件的電子線路設計方法。

單片機原理及應用課程主要針對51級別單片機的設計進行講解，應作為課程群的第二組成部分。為保證與后續內容穩固銜接，程序設計時應全部使用C/C++復雜語言講解，將面向對象的硬件程序設計思想滲透到教學中，摒棄傳統的匯編語言和C語言，重點強化包括“.h/.c”編程模式、typedef、ifndef與define等面向對象的編程習慣，使學生掌握此類編程方法，為嵌入式系統程序設計打基礎，強化I/O口、LED、LCD、鍵盤等硬件基礎部分模/數電路層面知識的講解，為后續課程打下堅實的基礎。

嵌入式系統是課程群的第三組成部分，該部分承接前面的電子線路計算機輔助設計、單片機原理及應用課程的內容，著重在嵌入式系統獨有內容的講解。由于嵌入式系統設計體系復雜，設計層面方面包括bootloader設計，硬件線路設計，軟件開發設計等多方面，在有限的本科課程教學體系中，應將嵌入式系統視為“高階”單片機系統進行講解，這樣既能承接前序的課程內容，又不至于使學生在學習中無所適從，將嵌入式系統與單片機系統進行對照學習，重點在嵌入式系統的原理部分，嵌入式系統的三重抽象程度的編程、嵌入式系統的晶振的工作方式等方面進行有針對性的講解；軟件部分則完全使用面向對象的編程思想講解編程過程。由于有前面知識點的基礎，學生能夠很快的進入嵌入式編程的學習狀態，達到良好的學習效果。

實驗課開設方面，打通原來的課程實驗，從電子線路設計，接口設計，程序編寫到硬件調試全過程進行實驗，使學生對課程群中的全部內容進行系統的復習和知識的融合串聯，形成完整的知識和技能體系。

三、農業電氣化電子硬件課程群構建效果展望

通過對農業電氣化專業電子硬件類的三門課程的融合，構建電子硬件課程群，以統一的授課模式，對電子硬件課程群進行1-2個學期的連續講授，按照統一的教學規劃對課程內容進行重新的教學規劃，打破培養方案、實驗教學方案之間的限制，能夠為學生構建具有整體知識體系結構和技能提供保障。此類課程群的教學模式能夠最大限度滿足農業電氣化類的交叉學科培養要求，能夠培養出知識面廣、知識體系完整的高素質人才。隨著農業電氣化專業課程群建設模式的成熟，根據學科的特點還可以考慮構建知識結構的橫向融合課程群，將不同學科門類的課程進行融合，培養出知識復合層次更加豐富的農業電氣化人才。

參考文獻

[1] 郭必裕.對高校課程群建設中課程內容融合與分解的探討[J]，現代教育科學，2005（2）：66-68

[2] 王炯琦，周海銀，吳翊. 加強信息融合課程的數學理論教學[J]，湖南工業大學學報，2010，24（2）：43-46

[3] 胡加圣，靳琰. 教育技術與外語課程融合的理論與實踐研究[J]，教學實踐與教師專業發展，2015（4）：114-120