根据给定的文件信息,以下是对“单片机原理与接口技术及其课程设计的教学改革研究”的知识点详细阐述:
单片机原理与接口技术作为电子信息及控制类专业的基础课程,在教学方面存在的问题主要有理论学时不足、实验教学缺乏创新性两大类。具体来说,在32学时的教学中,绪论、STC单片机内核、指令系统、程序设计等多个模块都需要涉及,由于学时限制,往往导致教师难以深入讲解,学生也难以充分掌握。同时,实验教学环节多是围绕验证性实验,缺乏与实际应用相结合的综合性实验,难以培养学生解决实际问题的能力。
针对这些问题,文章提出了单片机原理与接口技术及其课程设计的教学改革方案,该方案覆盖了课堂教学、实验教学和课程设计三个方面。在课堂教学方面,提出了案例式教学方法,将理论知识与实践相结合,以提高学生的学习兴趣和理解程度。例如,通过交通灯模拟项目来讲解定时/计数器功能,可以增强学生的实际应用感知。
实验教学环节的改革方案中,强调了应增加创新性实验,通过设置与实际工程项目相关的任务,来提高学生的动手能力与创新意识。例如,将学生置于一个更加开放的实验环境中,允许他们自由设计实验方案和实施步骤,而不仅仅是按照教科书上的实验步骤操作。同时,实验内容应涵盖更多的应用层面,如使用单片机进行温度检测、红外通信等,从而提升实验的趣味性和实用性。
课程设计方面,改革方案建议将课程与课程设计紧密结合起来,形成一套完整的体系。这意味着课程的理论学习和课程设计应相互支持,相互验证。例如,学生在完成课程学习后,可以进行一项与课程内容密切相关的项目设计,从而加深对所学知识的理解和应用。
在具体内容上,文章还提到了以STC15F2K60S2单片机作为教学机型。STC15系列单片机具有丰富的指令集、较大的存储空间和较强的扩展性,非常适合作为教学用机。学生在学习时可以更深入地了解单片机的CPU结构、存储器配置等硬件系统,以及如何进行程序设计、系统的扩展和基本接口技术的应用。
文章还指出了单片机在测控系统中的应用的重要性,特别是在定时/计数功能方面。通过举例说明定时/计数器在实际应用中的作用,如交通灯控制系统,教师可以生动地讲解定时器和计数器的原理及其在实际中的应用。这些内容不仅让学生理解了单片机的工作原理,而且能够激发学生将理论知识运用到实际问题解决中的兴趣。
在教学改革的过程中,教师的角色也应有所转变,从传统的知识传授者转变为引导者和辅助者。教师应鼓励学生自主学习,引导学生通过查阅资料、团队合作等方式解决问题,以培养学生的自主学习能力和团队协作能力。
文章还提及了作者的背景信息,王苏彧,中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院的讲师,研究方向包括智能算法与优化、煤矿装备智能控制等。这显示了作者在单片机教学和相关领域的专业背景和研究经验,这为教学改革提供了有力的理论和实践基础。
本研究针对测控技术与仪器专业单片机课程教学中存在的问题,提出了一系列创新的教学改革方案,包括采用案例式教学法、加强实验教学的创新性、结合课程与课程设计,以及转变教师角色等方面。这些改革方案的实施有望在有限的学时内最大程度地提升学生的单片机原理及应用技术的掌握,为培养创新型人才提供了有力的支持。