基于應用型人才培養的電裝實習教學改革

李莉芳+魏永輝+郝賓波

摘 要：電裝實習是一門實踐性課程，是對課堂理論知識的驗證及深化，對于培養學生的動手能力和創新能力具有重要意義。本文中淺談了實習過程中教學改革的原因、目標、改革措施及改革成果。

關鍵詞：電裝實習；教學改革；單片機

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

1 傳統電裝實習存在的問題

以往高校的電裝實習課程都只是停留在對元器件的了解，電路原理的理解，焊接技術的實踐，在已經設計好的印制電路板上進行元器件的安裝、測試操作，我校一直是通過對收音機和萬用表的焊接實驗達到以上教學目標。近幾年隨著嵌入式單片機的快速發展和廣泛應用，電裝實驗僅僅停留在以上兩個實驗的基礎上遠遠達不到高校學生對知識的渴求，社會對人才的需求，所以我實驗中心從2016年開始著手對電裝實習課程的教改研究。

2 實習改革的目標

此次實驗教學改革的最終目標是保留原有的理論知識考核點和原有的焊接操作考核點，改變原有的實驗模式，在新的實驗中融入單片機開發的基礎，多學科知識點交叉運用，軟件知識和硬件知識交叉學習，學生自己動手設計電路，設計驅動程序，最終做出一個具有實際應用需求的電子產品。

3 實習改革的措施

考慮到我校的課程安排，以及各相關專業的知識結構，我們以STM32F103ZET6開發板為基礎，把嵌入式單片機的開發過程和電裝組裝、焊接結合在一起，設計了電子時鐘和密碼鎖兩個實驗。

電子時鐘實驗要求設計外圍功能模塊使用4個數碼管和2個LED燈顯示分鐘和秒數，實現模擬秒表功能、倒計時功能和置數功能。

模擬秒表功能：按下按鍵S2開始/暫停計時；能計時到59分59秒。

倒計時功能：按下按鍵S5啟動倒計時功能，數碼管默認顯示59：59，可以通過按鍵S3和按鍵S4進行初始值修改。再次按S5暫停倒計時。

置數功能：按下S4設置倒計時初始值。

模擬密碼鎖實驗要求設計外圍模塊以矩陣鍵盤為輸入模塊，以Nokia5110液晶屏為顯示模塊，實現密碼的設置、模擬開鎖、結果顯示，錯誤報警功能。

密碼設置功能：按下S1鍵開始密碼設置，利用矩陣鍵盤輸入四位密碼，每輸入一個數字，顯示屏上出現一個“-”號，再次按下S1鍵結束密碼設置。按“CLR”鍵，可以清除全部數字。

模擬開鎖功能：按下S2鍵開始解鎖過程，利用矩陣鍵盤輸入相應密碼，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“錯誤”字樣。

教改后的電裝實習采取教學與實踐、軟件與硬件交叉進行的實施模式，通過下表所列的教學與實踐環節達成教學目標。

第一個階段主要是講解需要用到的電路原理知識，元器件基礎知識，帶領學生研究設計外圍模塊的電路圖，規劃電路板。第二個階段在已經印制好的電路板上進行元器件的焊接安裝，調試，此階段做一個階段性驗收，以檢查學生對電路知識和焊接工藝的掌握程度。第三個階段主要講解在已經組裝好的硬件基礎上怎么設計程序流程，怎么進行軟件編程調試，完成實驗要求的功能，以及如何下載程序到我們的硬件開發板上，驅動我們自己設計的外圍功能模塊實現相應的功能。第四個階段主要用簡單編程實例講解軟件程序編寫的基本方法。最后做最終成果的驗收考核。

4 實習改革的成果

整個教學改革的亮點是通過電裝實習把多個學科的知識交叉學習、運用，從原來簡單的元器件組裝工作變為學生根據實驗要求從設計電路，選擇需要的元器件，印制電路板，焊接實踐到設計編程思路，下載程序、實驗調試，實驗驗證的整個過程，把單片機程序的開發過程融入到電裝實習的過程中，能使學生對之前學到的課程知識融會貫通，對之后要深入學習的嵌入式單片機產生濃厚的興趣，該實習課程的改革起到了一個承上啟下的作用。此次教學改革符合獨立學院為社會培養動手能力強，創新能力強的應用型人才的教學目標，在2017年春季學期的電裝實習課程中，學生表現出了濃厚的學習興趣，親手制作出的電子產品大大加強了學生們的成就感。

參考文獻：

[1]薛梅.工程教育背景下電裝實習改革探索與實踐[J].實驗科學與技術，2016（04）：191-193.

[2]何勇.實踐課程的教學改革研究[J].電裝實習.湖南農機：學術版，2012（06）：194-195.

作者簡介：李莉芳（1979-），河北唐山人，本科，助理實驗師，主要研究方向：單片機的應用與教學，主要從事計算機實驗室、電裝實驗室教學任務。