李珊　葉懋　許金　李?yuàn)●?yáng)

【摘 要】本文闡述電子工程訓(xùn)練的實(shí)際情況，分析Arduino的特點(diǎn)與其在高校工程訓(xùn)練課程中應(yīng)用的可行性，探討了構(gòu)建基于Arduino新型智能化液晶電視工程訓(xùn)練平臺(tái)的創(chuàng)新思路。

【關(guān)鍵詞】Arduino智能液晶電視;電子工程訓(xùn)練;無(wú)線遙控

中圖分類(lèi)號(hào)： TP23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）31-0036-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.31.015

Exploration on the Construction of New Intelligent LCD TV Engineering Training

Platform in the Electronic Engineering Training

LI Shan YE Mao XU Jin LI Heng QIN Yang

（National Demonstration Center for Experimental Education of Mechanical and Electrical Engineering Training，Guilin University of Electronic Technology，Guilin Guangxi 541004，China）

【Abstract】This paper described the practical situation of electronic engineering training，analyzed the characteristics of Arduino and the feasibility of its application in engineering training courses in universities， discussed the innovative idea of building a new intelligent LCD TV engineering training platform based on Arduino.

【Key words】Arduino? intelligent LCD TV;Electronic engineering training;Wireless remote control

0 引言

隨著社會(huì)的發(fā)展和高等教育的改革進(jìn)程，無(wú)論是新經(jīng)濟(jì)發(fā)展還是新一輪的科技和產(chǎn)業(yè)革命，都對(duì)高等工程教育的變革提出了新的挑戰(zhàn)，對(duì)實(shí)踐教學(xué)提出了更高的要求[1]。

傳統(tǒng)的電子工程訓(xùn)練課程覆蓋電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、裝配、調(diào)試、測(cè)量等環(huán)節(jié)。由于缺乏培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的環(huán)節(jié)，導(dǎo)致在課程的開(kāi)設(shè)過(guò)程中，使用相同模式的批量重復(fù)式培養(yǎng)，嚴(yán)重制約學(xué)生個(gè)性發(fā)展和創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)。問(wèn)題突出表現(xiàn)在。

1）教學(xué)內(nèi)容陳舊，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目單一，設(shè)備器材簡(jiǎn)單落后，實(shí)習(xí)方式不靈活，學(xué)生實(shí)訓(xùn)過(guò)程處于被動(dòng)接受的狀態(tài)，個(gè)性發(fā)展發(fā)揮受限，難以激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，更談不上培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)[2]。

2）實(shí)踐課程偏重硬件，未能做到軟硬件結(jié)合，與當(dāng)前業(yè)界產(chǎn)品技術(shù)脫節(jié)，課程雖然在能力目標(biāo)上覆蓋了教學(xué)目標(biāo)，但是實(shí)習(xí)目標(biāo)與企業(yè)要求存在差距。

3）產(chǎn)品智能化程度落后，學(xué)生沒(méi)機(jī)會(huì)了解新興智能產(chǎn)業(yè)。

傳統(tǒng)教學(xué)顯然已無(wú)法反映業(yè)界技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，工程實(shí)訓(xùn)課程內(nèi)容亟待改革。

1 Arduino引入電子工程訓(xùn)練課程的可行性

Arduino被形象的稱為電子積木，它具有良好的擴(kuò)展性，用戶利用該系統(tǒng)就像搭積木一樣，逐層擴(kuò)展其功能，直到構(gòu)建自己需要的工作系統(tǒng)[3]。將Arduino引入電子工程訓(xùn)練課程中具有以下優(yōu)勢(shì)。

1）價(jià)格低廉，資源豐富。相對(duì)其他開(kāi)發(fā)板，Arduino及周邊產(chǎn)品相對(duì)質(zhì)廉價(jià)優(yōu)，學(xué)習(xí)或創(chuàng)作成本低[4]。

2）簡(jiǎn)單易學(xué)，可擴(kuò)展性強(qiáng)。Arduino提供了簡(jiǎn)單易懂的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，且軟硬件完全對(duì)公眾開(kāi)放，源碼資源的開(kāi)放共享使得學(xué)生可將其應(yīng)用到自己的開(kāi)發(fā)當(dāng)中還可根據(jù)需要對(duì)硬件功能模塊擴(kuò)展和改進(jìn)[5]。

3）跨平臺(tái)性強(qiáng)，外設(shè)豐富。Arduino軟件可直接運(yùn)用于多種操作系統(tǒng)，且Arduino官方提供極為豐富的外設(shè)，如可與電機(jī)驅(qū)動(dòng)、傳感器、LED、點(diǎn)陣顯示、觸摸屏控制等外設(shè)進(jìn)行交互，迅速設(shè)計(jì)制作出創(chuàng)意作品[6]。

整合上述Arduino在工程訓(xùn)練課程中凸顯的優(yōu)勢(shì)，完成Arduino與傳統(tǒng)液晶電視實(shí)驗(yàn)箱相結(jié)合的課程設(shè)置，構(gòu)建新型智能化液晶電視工程訓(xùn)練平臺(tái)切實(shí)可行。

2 與Arduino相結(jié)合的電子工程訓(xùn)練課程的應(yīng)用模式探索—構(gòu)建新型智能化液晶電視工程訓(xùn)練平臺(tái)

借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，分析國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，在教學(xué)模式的探索中，引入開(kāi)源硬件Arduino，本著軟硬結(jié)合的思想，打造重在鍛煉學(xué)生專(zhuān)業(yè)應(yīng)用能力、解決實(shí)際問(wèn)題能力及創(chuàng)新創(chuàng)造能力的、滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和創(chuàng)業(yè)需求的教學(xué)實(shí)踐內(nèi)容是我校電子工程訓(xùn)練課程的改革新思路。

總體創(chuàng)新思路為將開(kāi)源硬件（Arduino）與電子工程訓(xùn)練課程相結(jié)合，拓展原來(lái)單純的基于純硬件技術(shù)的液晶電視為支持紅外、藍(lán)牙、WIFI等無(wú)線技術(shù)遙控的智能液晶電視，構(gòu)建新型智能化液晶電視工程訓(xùn)練平臺(tái)，激發(fā)學(xué)生的自主創(chuàng)新意識(shí)和內(nèi)在的學(xué)習(xí)潛能，既保證基本教學(xué)內(nèi)容的完成，又有利于鼓勵(lì)學(xué)生積極創(chuàng)新，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

在面向課程內(nèi)容設(shè)計(jì)的改革上，整個(gè)新型智能化液晶電視工程訓(xùn)練平臺(tái)的創(chuàng)新具體將從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：

1）將開(kāi)源硬件（Arduino）與傳統(tǒng)的液晶電視試驗(yàn)箱結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)軟硬件教學(xué)的完美融合，完成新型智能化液晶電視工程訓(xùn)練平臺(tái)的搭建。在傳統(tǒng)液晶電視實(shí)訓(xùn)平臺(tái)上增加基于Arduino的無(wú)線接收端，包括無(wú)線接收模塊的研制、接口電路和軟件接口程序的設(shè)計(jì);完成基于Arduino的支持無(wú)線技術(shù)的遙控裝置的設(shè)計(jì)。

2）支持紅外、藍(lán)牙、WIFI等無(wú)線技術(shù)遙控，實(shí)現(xiàn)頻道調(diào)節(jié)、音量控制等功能的智能化，拓展原來(lái)單純的基于純硬件技術(shù)的液晶電視為支持紅外、藍(lán)牙、WIFI等無(wú)線技術(shù)遙控的智能液晶電視。

3）倡導(dǎo)學(xué)生主體、教師主導(dǎo)的實(shí)踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練，可將基于Arduino的無(wú)線遙控器的軟件設(shè)計(jì)部分留給學(xué)生自由發(fā)揮，學(xué)生可以自主編程，選擇紅外、藍(lán)牙、WIFI中的一種或多種方式對(duì)電視進(jìn)行控制，除了鍛煉學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力以外，還能鍛煉學(xué)生應(yīng)用開(kāi)發(fā)能力，培養(yǎng)和提高學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和工程意識(shí)。

4）構(gòu)建鼓勵(lì)創(chuàng)意發(fā)揮和興趣發(fā)展的、綜合結(jié)果型和過(guò)程型的全面成績(jī)?cè)u(píng)定體系。課程作品驗(yàn)收選擇不受約束的創(chuàng)意設(shè)計(jì)的方式，不以固定的作品進(jìn)行打分。學(xué)生可以完成演示示例驗(yàn)收，給予相應(yīng)基礎(chǔ)分?jǐn)?shù)，還可以選擇自己獨(dú)立完成一個(gè)創(chuàng)意作品，也可以以團(tuán)隊(duì)的形式完成一個(gè)創(chuàng)意作品，作為最后加分環(huán)節(jié)的成績(jī)，創(chuàng)意越新穎，實(shí)現(xiàn)功能越復(fù)雜，分?jǐn)?shù)越高，對(duì)那些創(chuàng)意很好且對(duì)Arduino有濃厚興趣的學(xué)生，可以提供額外輔導(dǎo)或者開(kāi)發(fā)板及外圍元件作為獎(jiǎng)勵(lì)，由此調(diào)動(dòng)學(xué)生主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

3 結(jié)語(yǔ)

本文分析了Arduino特色優(yōu)勢(shì)及其應(yīng)用可行性，初步給出了構(gòu)建基于Arduino新型智能化液晶電視工程訓(xùn)練平臺(tái)的創(chuàng)新思路。由于Arduino的易用性與豐富的可擴(kuò)展性，將其融入電子工程訓(xùn)練的教學(xué)實(shí)踐，將有助于引導(dǎo)學(xué)生盡早投入項(xiàng)目實(shí)踐，進(jìn)而提高學(xué)生實(shí)踐能力，后續(xù)工作中，我們將積累和借鑒Arduino在教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，科學(xué)地細(xì)化培養(yǎng)體系，不斷完善和改進(jìn)具體實(shí)施措施，以便取得更好的教學(xué)效果。

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