陳劍雪+王嬈芬

摘要：在微控制器應(yīng)用綜合實驗教學(xué)中引入項目教學(xué)法，學(xué)生分組完成項目任務(wù)，可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作能力和解決實際問題的能力。學(xué)生作為教學(xué)活動的主體，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，極大地提高了教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：項目教學(xué)法；微控制器應(yīng)用綜合實驗

1. 概述

微控制器應(yīng)用綜合實驗是本校自動化專業(yè)的一門主要實踐類課程。它的任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生對現(xiàn)代電子控制技術(shù)的認(rèn)識，使學(xué)生掌握微控制器、常用電子元件的原理和結(jié)構(gòu)，學(xué)會使用Altium Designer軟件進行常見控制系統(tǒng)電路的原理圖設(shè)計、PCB設(shè)計和電路板制作。

在“微控制器應(yīng)用綜合實驗”這門課程中，所涉及的電子元器件較多，電路的設(shè)計和制作步驟較為復(fù)雜，涉及的知識面較廣，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中會遇到一些困難，有些學(xué)生還會在學(xué)習(xí)過程中還會覺得枯燥乏味，在教學(xué)過程中引入項目教學(xué)法，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而取得較好的教學(xué)效果。用工程實踐項目進行新知識的引入，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，每個項目組在教師的引導(dǎo)下主動思考，自主進行電路圖的設(shè)計和繪制，以及印刷電路板的設(shè)計，使得學(xué)生在項目自主完成的過程中切實地掌握控制系統(tǒng)的電子元件和電路設(shè)計理論知識，提高實踐動手能力。

2. 項目教學(xué)法的實施

項目教學(xué)法中，項目的設(shè)計需要將大量的知識與技能有機地串接起來，設(shè)計的項目應(yīng)該具有一定的實用性、綜合性、典型性、覆蓋性和挑戰(zhàn)性，對此我們綜合學(xué)科知識，以行動為導(dǎo)向，以學(xué)生的能力培養(yǎng)為本位，設(shè)計了應(yīng)用型較強的項目，如溫度檢測系統(tǒng)原理圖及PCB板設(shè)計，智能家居控制系統(tǒng)原理圖及PCB板設(shè)計等。學(xué)生分小組協(xié)作共同完成多個項目，每個項目都有一個項目負責(zé)人，在不同的項目中小組成員輪換角色。因為對涉及知識面較廣、難度較大的項目，學(xué)生分組合作完成，可以更好地發(fā)揮各自的特長，知識的互補性可以使項目組更好地解決項目過程遇到的困難。

1）溫度檢測系統(tǒng)原理圖及PCB板設(shè)計

單片機對溫度進行檢測和控制是工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常會遇到的問題。采用單片機來對溫度進行檢測和控制，不僅具有檢測和控制方便、靈活性等優(yōu)點，而且可以大大提高溫度檢測和控制的準(zhǔn)確性。設(shè)計時，將溫度檢測系統(tǒng)分為電源模塊、顯示模塊、溫度傳感器模塊和單片機模塊，并要求學(xué)生將溫度檢測系統(tǒng)原理圖設(shè)計為層次結(jié)構(gòu)，包括頂層原理圖設(shè)計和底層原理圖設(shè)計。溫度檢測系統(tǒng)的頂層原理圖如圖1所示。

在參考原理圖中，選用了PIC167C2單片機、串型溫度傳感器TCN75和DMC-50488N LCD顯示器。在完成該項目的過程中，學(xué)生熟悉了原理圖中元器件和元器件封裝的制作方法、原理圖的設(shè)計方法、PCB中元件的布局和布線方法等。

2）智能家居控制系統(tǒng)原理圖及PCB板設(shè)計

智能家居控制系統(tǒng)通過家居智能管理系統(tǒng)的設(shè)備來實現(xiàn)家庭安全、舒適、信息交互與通信的能力。智能家居控制系統(tǒng)通過傳感器采集溫度、光線、煙霧濃度等數(shù)據(jù)，在單片機中進行信息的讀取和處理，做出相應(yīng)的操作。設(shè)計時，將智能家居控制系統(tǒng)分為單片機最小系統(tǒng)模塊、光電感應(yīng)模塊、顯示模塊、溫濕度模塊、煙霧測試模塊、電機驅(qū)動模塊、時鐘模塊、報警電路模塊等。要求學(xué)生分組進行各模塊的電路設(shè)計，然后設(shè)計總系統(tǒng)的PCB板。

在參考原理圖中，選用了STC89C52RC單片機 STC89C 52RC、DHT11溫濕度傳感器、MQ-2煙霧傳感器、LCD1602液晶顯示器、LM298電機驅(qū)動模塊等。在項目完成的過程中，學(xué)生進一步熟悉了原理圖和PCB板的設(shè)計方法。

3. 結(jié)論

項目式教學(xué)法以學(xué)生為中心，充分調(diào)動學(xué)生的思維，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)問題、思考問題和解決問題。在“微控制器應(yīng)用綜合實驗”這門課中，應(yīng)用項目式教學(xué)法，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，能更好地培養(yǎng)學(xué)生的實際操作技能和團隊合作精神。

參考文獻

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[2]黃書童， 王偉. 項目教學(xué)法在“電子電路設(shè)計與制作”教學(xué)中的探索與實踐[J].教育觀察， 2015， 4（29）： 98-99.

基金項目：上海工程技術(shù)大學(xué)微控制器應(yīng)用綜合實驗建設(shè)項目（p201602001）