基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的電裝實(shí)習(xí)教學(xué)改革

李莉芳+魏永輝+郝賓波

摘 要：電裝實(shí)習(xí)是一門實(shí)踐性課程，是對(duì)課堂理論知識(shí)的驗(yàn)證及深化，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力具有重要意義。本文中淺談了實(shí)習(xí)過(guò)程中教學(xué)改革的原因、目標(biāo)、改革措施及改革成果。

關(guān)鍵詞：電裝實(shí)習(xí)；教學(xué)改革；單片機(jī)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.13.192

1 傳統(tǒng)電裝實(shí)習(xí)存在的問(wèn)題

以往高校的電裝實(shí)習(xí)課程都只是停留在對(duì)元器件的了解，電路原理的理解，焊接技術(shù)的實(shí)踐，在已經(jīng)設(shè)計(jì)好的印制電路板上進(jìn)行元器件的安裝、測(cè)試操作，我校一直是通過(guò)對(duì)收音機(jī)和萬(wàn)用表的焊接實(shí)驗(yàn)達(dá)到以上教學(xué)目標(biāo)。近幾年隨著嵌入式單片機(jī)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，電裝實(shí)驗(yàn)僅僅停留在以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到高校學(xué)生對(duì)知識(shí)的渴求，社會(huì)對(duì)人才的需求，所以我實(shí)驗(yàn)中心從2016年開(kāi)始著手對(duì)電裝實(shí)習(xí)課程的教改研究。

2 實(shí)習(xí)改革的目標(biāo)

此次實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的最終目標(biāo)是保留原有的理論知識(shí)考核點(diǎn)和原有的焊接操作考核點(diǎn)，改變?cè)械膶?shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑谛碌膶?shí)驗(yàn)中融入單片機(jī)開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)，多學(xué)科知識(shí)點(diǎn)交叉運(yùn)用，軟件知識(shí)和硬件知識(shí)交叉學(xué)習(xí)，學(xué)生自己動(dòng)手設(shè)計(jì)電路，設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)程序，最終做出一個(gè)具有實(shí)際應(yīng)用需求的電子產(chǎn)品。

3 實(shí)習(xí)改革的措施

考慮到我校的課程安排，以及各相關(guān)專業(yè)的知識(shí)結(jié)構(gòu)，我們以STM32F103ZET6開(kāi)發(fā)板為基礎(chǔ)，把嵌入式單片機(jī)的開(kāi)發(fā)過(guò)程和電裝組裝、焊接結(jié)合在一起，設(shè)計(jì)了電子時(shí)鐘和密碼鎖兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。

電子時(shí)鐘實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)外圍功能模塊使用4個(gè)數(shù)碼管和2個(gè)LED燈顯示分鐘和秒數(shù)，實(shí)現(xiàn)模擬秒表功能、倒計(jì)時(shí)功能和置數(shù)功能。

模擬秒表功能：按下按鍵S2開(kāi)始/暫停計(jì)時(shí)；能計(jì)時(shí)到59分59秒。

倒計(jì)時(shí)功能：按下按鍵S5啟動(dòng)倒計(jì)時(shí)功能，數(shù)碼管默認(rèn)顯示59：59，可以通過(guò)按鍵S3和按鍵S4進(jìn)行初始值修改。再次按S5暫停倒計(jì)時(shí)。

置數(shù)功能：按下S4設(shè)置倒計(jì)時(shí)初始值。

模擬密碼鎖實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)外圍模塊以矩陣鍵盤為輸入模塊，以Nokia5110液晶屏為顯示模塊，實(shí)現(xiàn)密碼的設(shè)置、模擬開(kāi)鎖、結(jié)果顯示，錯(cuò)誤報(bào)警功能。

密碼設(shè)置功能：按下S1鍵開(kāi)始密碼設(shè)置，利用矩陣鍵盤輸入四位密碼，每輸入一個(gè)數(shù)字，顯示屏上出現(xiàn)一個(gè)“-”號(hào)，再次按下S1鍵結(jié)束密碼設(shè)置。按“CLR”鍵，可以清除全部數(shù)字。

模擬開(kāi)鎖功能：按下S2鍵開(kāi)始解鎖過(guò)程，利用矩陣鍵盤輸入相應(yīng)密碼，每輸入一位，顯示屏上顯示“*”，再次按下S2鍵密碼輸入完畢，如果此密碼與先前設(shè)置的密碼一致，液晶屏上顯示“正確”字樣；如果此密碼不正確，液晶屏上顯示“錯(cuò)誤”字樣。

教改后的電裝實(shí)習(xí)采取教學(xué)與實(shí)踐、軟件與硬件交叉進(jìn)行的實(shí)施模式，通過(guò)下表所列的教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。

第一個(gè)階段主要是講解需要用到的電路原理知識(shí)，元器件基礎(chǔ)知識(shí)，帶領(lǐng)學(xué)生研究設(shè)計(jì)外圍模塊的電路圖，規(guī)劃電路板。第二個(gè)階段在已經(jīng)印制好的電路板上進(jìn)行元器件的焊接安裝，調(diào)試，此階段做一個(gè)階段性驗(yàn)收，以檢查學(xué)生對(duì)電路知識(shí)和焊接工藝的掌握程度。第三個(gè)階段主要講解在已經(jīng)組裝好的硬件基礎(chǔ)上怎么設(shè)計(jì)程序流程，怎么進(jìn)行軟件編程調(diào)試，完成實(shí)驗(yàn)要求的功能，以及如何下載程序到我們的硬件開(kāi)發(fā)板上，驅(qū)動(dòng)我們自己設(shè)計(jì)的外圍功能模塊實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。第四個(gè)階段主要用簡(jiǎn)單編程實(shí)例講解軟件程序編寫(xiě)的基本方法。最后做最終成果的驗(yàn)收考核。

4 實(shí)習(xí)改革的成果

整個(gè)教學(xué)改革的亮點(diǎn)是通過(guò)電裝實(shí)習(xí)把多個(gè)學(xué)科的知識(shí)交叉學(xué)習(xí)、運(yùn)用，從原來(lái)簡(jiǎn)單的元器件組裝工作變?yōu)閷W(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求從設(shè)計(jì)電路，選擇需要的元器件，印制電路板，焊接實(shí)踐到設(shè)計(jì)編程思路，下載程序、實(shí)驗(yàn)調(diào)試，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的整個(gè)過(guò)程，把單片機(jī)程序的開(kāi)發(fā)過(guò)程融入到電裝實(shí)習(xí)的過(guò)程中，能使學(xué)生對(duì)之前學(xué)到的課程知識(shí)融會(huì)貫通，對(duì)之后要深入學(xué)習(xí)的嵌入式單片機(jī)產(chǎn)生濃厚的興趣，該實(shí)習(xí)課程的改革起到了一個(gè)承上啟下的作用。此次教學(xué)改革符合獨(dú)立學(xué)院為社會(huì)培養(yǎng)動(dòng)手能力強(qiáng)，創(chuàng)新能力強(qiáng)的應(yīng)用型人才的教學(xué)目標(biāo)，在2017年春季學(xué)期的電裝實(shí)習(xí)課程中，學(xué)生表現(xiàn)出了濃厚的學(xué)習(xí)興趣，親手制作出的電子產(chǎn)品大大加強(qiáng)了學(xué)生們的成就感。

參考文獻(xiàn)：

[1]薛梅.工程教育背景下電裝實(shí)習(xí)改革探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2016（04）：191-193.

[2]何勇.實(shí)踐課程的教學(xué)改革研究[J].電裝實(shí)習(xí).湖南農(nóng)機(jī)：學(xué)術(shù)版，2012（06）：194-195.

作者簡(jiǎn)介：李莉芳（1979-），河北唐山人，本科，助理實(shí)驗(yàn)師，主要研究方向：?jiǎn)纹瑱C(jī)的應(yīng)用與教學(xué)，主要從事計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室、電裝實(shí)驗(yàn)室教學(xué)任務(wù)。