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摘要:隨著汽車上電子化程度越來越高,汽車行業(yè)迫切地需要懂汽車單片機技術(shù)的專業(yè)人才。作為汽車電子技術(shù)專業(yè)的核心課程,《汽車單片機與車載網(wǎng)絡技術(shù)》在高職院校人才培養(yǎng)方案中居于重要的地位,其課程的發(fā)展要與汽車技術(shù)的更新相一致。針對汽車單片機應用性強的課程特點,結(jié)合課程的實際教學,認真分析了汽車單片機課程實踐教學的現(xiàn)狀,從不同方面深入探討了課程教學改革的思路。通過課程改革,旨在激發(fā)學生對汽車單片機的興趣,培養(yǎng)學生利用單片機解決汽車工程問題的能力,以適應日新月異的汽車技術(shù)新要求。
關(guān)鍵詞:汽車單片機;高職院校;實踐教學;課程改革
0引言
微控制器習慣上被人們稱為單片機,單片機具有控制精度高、響應速度快、體積小、抗干擾能力強、應用靈活等優(yōu)勢,應用在汽車上,能夠使得汽車電控發(fā)動機、自動變速器等在不同的工況下始終在最佳的狀態(tài)下進行運轉(zhuǎn),各系統(tǒng)相關(guān)的性能指標都能獲得很大的提升,與單純的機械控制系統(tǒng)相比,單片機在汽車上發(fā)揮著無可替代的重要作用[1]。單片機的應用,使得汽車的動力性、安全性、經(jīng)濟性、排放性等使用性能大為提高,完美地實現(xiàn)了人-汽車-環(huán)境三者的和諧相處。由此可見,汽車行業(yè)會需要大量的汽車單片機技術(shù)人才。汽車單片機課程是汽車電子技術(shù)專業(yè)的一門核心課程,該門課程具有很強的理論性和實踐性,同時,學好這門課程還需要很強的邏輯思維,通過本課程的學習,學生能夠掌握汽車單片機的基本理論,在此基礎上培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。為了采用合適的教學方法提升汽車單片機的教學質(zhì)量,許多大學都為之進行了有益的探索和嘗試[2、3]。根據(jù)實際的教學經(jīng)驗,要想使得學生能夠真正的掌握汽車單片機,注重理論教學的同時,需要將實踐教學擺在十分重要的位置上,積極探討符合汽車單片機課程特點的教育新方式,有效地調(diào)動學生學習汽車單片機的積極性,鍛煉學生用單片機理論知識分析和解決實際問題的能力。
1實踐教學面臨的困境
①作為汽車電子控制系統(tǒng)的核心,掌握單片機的基本原理,需要進行很多的實踐項目訓練。在平時的實訓中,存在實訓設備比較陳舊的現(xiàn)象,不能很好地適應汽車技術(shù)的快速發(fā)展,尤其是專門針對汽車專業(yè)的單片機項目教學實訓臺更為匱乏,由于缺少教學實訓的載體,就很難破解汽車單片機這門課程的教學難點,不利于培養(yǎng)既懂汽車維修,又懂單片機技術(shù)的復合型高層次應用人才。②單片機課程包括硬件資源、軟件編程和應用設計等內(nèi)容,是一門多理論、多基礎、實踐性很強的課程,這些內(nèi)容不僅跨度大,而且十分抽象難懂,再加上學生無法看到汽車單片機程序所應呈現(xiàn)的運行結(jié)果,未能對汽車單片機獲得形象、生動的認知,從而導致學生學習的熱情不高,實踐的教學效果與老師的辛勤付出有明顯的差距。③根據(jù)學生的實際情況,會使用任務驅(qū)動法貫穿于整個實踐教學中,這樣的教學方式只會讓學生簡單地運行汽車單片機的現(xiàn)有程序并看到已經(jīng)確定了的運行結(jié)果。至于更深層次的問題,譬如程序如何編寫與調(diào)試,就一概不知,更談不上學以致用。導致這樣結(jié)果的原因在于:學生沒有系統(tǒng)的理論基礎,缺乏獨立思考問題所需要的背景知識。
2課程教學改革的思路
2.1創(chuàng)建“汽車單片機工作室”
經(jīng)過汽車維修市場調(diào)研,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在的汽車修理難點不再是機械故障,而是電路故障。電路維修的技術(shù)難點在于汽車控制模塊。因此,汽車維修業(yè)越來越需要既能掌握汽車檢測技術(shù),又能通曉汽車單片機技術(shù)的復合型人才?;谶@樣的背景,我院車輛工程系開設了《汽車單片機與車載網(wǎng)絡技術(shù)》這門課程,雖然讓學生能夠初步地認識汽車單片機,但因?qū)嵱枟l件所限,造成了學生所學的理論不能通過實踐來進行驗證的尷尬境地。為了讓學生能夠深入理解汽車單片機的原理以及正確的檢測方法,很有必要創(chuàng)建“汽車單片機工作室”,然后根據(jù)實際工作崗位要求開發(fā)汽車單片機的實訓項目,通過硬件電路的設計、電子元件的焊接、軟件程序的編寫與調(diào)試、單片機仿真、單片機故障診斷與排除這些循序漸進的實訓項目,從而激發(fā)學生的學習興趣,使學生把學懂了的單片機技術(shù)應用到汽車修理中來,努力成為具有工匠精神的復合型人才。
2.2基于Proteus軟件開展單片機仿真教學
針對汽車單片機課程抽象不易理解的特點,將仿真軟件“Proteus”引入到課程的實踐教學中,將抽象的內(nèi)容變得形象化,以提高課程的趣味性,達到良好的教學效果。Proteus軟件作為一種EDA工具軟件,該軟件是由英國LabCenterElectronics公司出版。和其它EDA工具軟件一樣,它也具有仿真作用。除此以外,它還具有特別的功能:協(xié)同進行微處理器仿真與電路仿真,同時可以聯(lián)合KeilC51軟件在虛擬原型上實現(xiàn)處理器的軟硬件測試,并驗證功能效果。Proteus作為出色的設計軟件,能夠?qū)⑻摂M仿真功能、電路仿真功能和PCB設計功能三者融合起來,可以完成從概念到產(chǎn)品的整個設計。Proteus軟件的優(yōu)勢在于能夠減少開發(fā)成本、提升研發(fā)速度,根據(jù)仿真結(jié)果,可以判斷外圍電路和控制程序的正確性,使得調(diào)試效率大大提高[4、5]。
2.3積累相關(guān)背景知識
汽車單片機作為一門技術(shù)含金量很高的課程,要想學好它,需要積累很豐富的背景知識,背景知識是掌握汽車單片機所必須具備的內(nèi)容,這背景知識包括數(shù)字電路、模擬電路、C語言基礎、常用電子元件的性能、電子裝配工藝、Proteus軟件以及KeilC51軟件的使用,在此基礎上,遵循由淺入深、循序漸進的教學規(guī)律,將單片機技術(shù)應用到汽車電路的設計中,譬如汽車大燈控制電路、汽車車窗控制電路、發(fā)動機噴油控制電路等,然后,按照“程序調(diào)試→軟件仿真→單片機燒錄程序→試驗板通電實驗→驗證功能效果”的思路開展“課題引導式”的汽車單片機實踐教學。
2.4打造具備“三重能力”的師資隊伍
與傳統(tǒng)意義上的職業(yè)院?!半p師型”素質(zhì)教師不同,開展汽車單片機教學需要具備“三重能力”的師資隊伍,即理論講授能力、Proteus仿真軟件演示能力和實踐動手能力,才能將理論教學與實訓教學深度融合起來,有效地推進汽車單片機課程改革,努力提高高職院校汽車單片機創(chuàng)新型人才的專業(yè)素養(yǎng)。
3結(jié)束語
為適應汽車技術(shù)的快速發(fā)展,汽車單片機作為汽車電子技術(shù)專業(yè)的核心課程,教學也需要與時俱進。針對汽車單片機課程在實踐教學中面臨的困境,結(jié)合實際的教學情況,從創(chuàng)建“汽車單片機工作室”、基于Proteus軟件開展單片機仿真教學、積累相關(guān)背景知識、打造具備“三重能力”的師資隊伍等四個方面詳細探討了汽車單片機課程教學改革的思路,通過教學改革,旨在培養(yǎng)學生對專業(yè)的興趣,在實踐中掌握汽車單片機的理論知識,提升學生利用創(chuàng)新思維解決實際工程問題的能力,以適應現(xiàn)代汽車企業(yè)對于多元化人才的需求。
參考文獻:
[1]南金瑞,金狄,劉波瀾.汽車單片機及車載總線技術(shù)[M].北京:北京理工大學出版社,2013.
[2]李潔,李衛(wèi)兵,杜玉杰.《單片機原理及應用》實驗教學改革與實踐[J].實驗科學與技術(shù),2012(8):92-94.
[3]馮玉昌,門洪.《單片機原理及應用》課程教學改革的探索與實踐[J].東北電力大學學報,2009,29(5):19-21.
[4]王娟.Proteus軟件在單片機專題實訓中的應用[J].實驗室研究與探索,2012,31(8):72-74.
[5]王海燕,楊艷華.Proteus和Keil軟件在單片機實驗教學中的應用[J].實驗室研究與探索,2012,31(5):88-91.
作者:李海崗 孫麗 李小菊 單位:包頭職業(yè)技術(shù)學院