基于单片机的模块化创新设计-研究报告

贵州交通职业技术学院科研项目

研究报告

项目名称：基于单片机的模块化创新设计电子综合实验研究与实践

项目负责人：廖晓梅

承担部门（个人）：信息工程系计应教研组签订日期： 2011年5月

二0一二年五月十五日

目录

1 引言 (3)

2 课题提出背景 (3)

3 研究的目的和意义 (3)

4 研究内容 (4)

5 研究方法 (4)

6 研究进程 (5)

7 研究成果及分析 (6)

8 存在问题与后续研究 (6)

8.1 存在问题 (7)

8.2后续研究 (7)

《基于单片机的模块化创新设计

电子综合实验研究与实践》研究报告

1 引言

单片机技术是当今电子信息产业发展最迅速的领域，也是应用电子技术专业的一门重要课程。高职应用电子技术专业更注重学生理论联系实际，进行动手操作的能力，因此教学和实验应该满足这样的需求。本方案是针对单片机原理课程为主的单片机模块化创新电子综合实验，从基本项目开始，由易到难，让学生真正掌握单片机应用开发的相关技术，具备独立设计和制作简单的单片机相关产品的能力。

2 课题提出背景

实验教学是电子类学科中必不可少的重要环节。通过实验，可以激发学生学习兴趣，提高动手操作能力，使学生在实验中对各种元器件的工作原理及特性形成直观、完整、系统的认识，从而掌握相关知识和技能。

据调查，现有的综合实验课程大都是以教师为中心，按照课程预定好的思路、方法、步骤去做，缺乏设计性和创造性，学生基本处于被动状态。由于缺乏主动性和创新思维的培养，学生就很难掌握发现问题、分析问题和解决问题的能力。高职院校学生也需要想象力和创造力。除了技能方面的培养外，我们还需要给予创新能力的培养，使其不仅学会“做什么”，还要学会“怎么做”。

3 研究的目的和意义

要使学生真正掌握知识，学会运用知识，必须通过学生的亲身实践。如何通过实验教学使学生进一步巩固和消化课堂上所学知识，掌握单片机应用技术，同时又培养学生的动手能力、创新能力和综合运用知识的能力，造就综合型、创新型、复合型人才，具有重要的意义。

通过模块化创新设计电子综合实验教学，学生能够自选实验器材，自己组合实验模块，自定实验方法和步骤，进行不限于课本知识范围的实验。学生可以充分运用自己所掌握的知识和技能，进行系统方案设计、软件设计、印制电路板、

元件焊接、整机调试等设计过程，学生的动手能力可以得到大幅提高，想象力和创造力可以得到充分发挥。

4 研究内容

本课题主要研究怎样通过模块化创新设计电子综合实验教学来培养学生的

创新思维能力。通过营造一个自主动手设计的实验环境，激发学生兴趣，培养学生的想象力和创造力，以及发现问题、分析问题和解决问题的能力。具体研究内容有：

（1）实验内容分析及制定。对模块化创新设计电子综合实验教学进行分析，根据创造性思维的养成特点，结合开设课程和现有的实验器材研究制定综合实验主要框架，设计相关实验教学方案，并根据教学要求定义实验各电子模块及功能。

（2）基于单片机的实验板及各模块设计。设计单片机实验基板模块，根据教学要求定义的模块进行各模块设并编写相应模块的程序。

（3）学生实验效果同步跟踪及分析。根据每一个实验的实验目的及要求，同步跟踪学生的实验动手操作能力，观看学生的程序编写能力，分析了解学生对知识掌握的整体情况，从而根据不同能力的学生进行不同的辅导方式进行教学，使每一个学生都能打到实验的目的及要求。

5 研究方法

实验内容的选取要做到典型的芯片都安排有相关的实验内容，要适应不同层次学生的需要，将单纯的验证性实验逐步向综合应用实验和创新实验类型发展，增强学生的参与意识，提高学生的动手能力，增加以设计性、系统性为主的实验内容。

对于这次的研究，主要采用以下研究方法：

第一，观察法。观察法是这次研究方法中最重要的，通过观察学生的实际操作及动手能力，了解学生对单片机整体知识的掌握程度。针对个别基本功差的学生进行加强跟踪培训指导，使其能到达设计并编写其电路的相应程序，对于基础好，动手能强的同学则要进一步引导，使其能不断的学习，能创新设计出功能更完美，更强大的一些电路，为电子科技行业添砖加瓦，贡献自己的一份智慧。

第二，对比研究实验法。实验法是将学生进行分组实验，将学生分为三组，

第一组为班上动手能力比较强的同学，约占全班人数的20%，第二组为班上动手能力比较差的同学，约占全班人数的20%，第三组为剩下的80%的学生。通过实验，使好的学生得到快速的提高，不好的学生得到老师的强化训练和指导，中等的学生得到好的学生的带动及吸引，使每个学生的学习兴趣得到很大的提高，也使整个实验的目的得到圆满的完成。

第三，经验总结法。根据教学经验，单片机实验既要进行硬件接线，又要编写程序，程序的准确编写是实验成功的前提条件；有些实验，学生要在有限的时间内完成任务是不容易的。因此，编写实验指导书时，要精心设计，对程序比较复杂的实验，给出部分的程序，并将其中的关键语句删去或是用错误的语句来取代，由学生去完善。这样可以缩短学生编写程序的时间，又能使学生掌握其中的关键。重视思考分析题的设计，使学生通过完成思考分析题，拓宽知识面、提高分析问题和解决问题的能力。

6 研究进程

第一阶段预备阶段（2011.5—2011.6）

收集课题相关资料，分析制定课题研究的方案框架，确定项目参加人员主要分工。

具体安排如下表：

第二阶段方案制定阶段（2011.7—2012.1）

制定模块化创新设计电子综合实验教学方案，明确各实验目的、实验内容以及实验步骤，各实验项目具体实验内容设计。具体内容如下：

2011年7月1日——2011年8月31日：制定模块实验教学方案，构思各实验项目的实验内容及设计。

2011年9月1日——2012年1月20日：编写实验指导书，完成各实验内容