高职《通信应用软件设计》课程改革与实践
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作者: 黄先栋
摘要:本文描述了高职《通信应用软件设计》课程改革与实践的经验。在项目式课程教学理念和专业培养目标的指导下,对原有课程体系进行整合,构成了模块化的教学内容,建立了“案例教学+项目设计”的教学模式,引入创新理念的教学平台,开发了大量教学资料。
关键词:应用软件;课程改革;项目教学;案例教学;单片机
1引言
随着家庭宽带网络的迅速普及和“三网融合”工作的正式开展,数据通信技术和嵌入式技术在各个领域将得到更广泛的应用和发展,产品网络化、信息化的趋势对数据通信和嵌入式技术的知识要求越来越高。作为通信领域的工程师,从事基于相关硬件的底层应用软件的设计和开发工作,熟悉微控制器的相关技术和通信协议已成为从业人员必备的基本技能。目前,这个领域的相关知识和技能往往分散在多门课程之中,实践课时也较为有限,不利于学生综合应用能力的提高。随着技术水平的提高,近几年实验环境和教学环境在软件和硬件方向都有了较大的改进,相关课程的改革和实践也就成为提升教学质量而作出的必要尝试。
2课程体系的改革
2.1教学目标
当前项目式课程教学的理念在高职高专院校中的正在深入推广,培养学生实践应用能力和创新精神成为课程改革的目标。本课程受当前技术发展和教学理念的影响,结合本专业职业岗位能力要求和学校实际,确定了教学目标。作为通信专业的岗位能力课程,课程应培养学生具备计算机编程思想、编程技能及逻辑思维能力,能运用C语言编程来解决岗位工作中实际问题的能力,熟悉嵌入式通信系统设计的基本设计步骤、设计方法,掌握常用硬件接口设计和驱动编写、协议应用和软硬件调试的方法等,从而具备基本的基于底层硬件电路和通信协议的应用软件设计技能,为今后从事相关工作和深入学习打下基础。
2.2教学内容
在充分调研的基础上,对《C程序设计》、《单片机原理及接口技术》和部分《数据通信技术》等课程的内容进行了整合。虽然原有课程在内容上有较强的联系,但在实际课程教学中缺乏融合,使知识的应用性和教学过程设计的可操作性受到限制,降低了学生的学习兴趣和应用能力。
本课程以培养学生的应用能力为目标对原有知识进行重构,强调C语言和单片机技术在通信领域的应用,强化数据通信协议的应用,重视实践应用,放弃了单片机汇编语言等内容。最终,将教学内容整合为编程基础、硬件基础、常用资源、通信协议和兴趣拓展五个部分。编程基础内容是C语言编程,以够用为原则作了取舍,课程所有源程序均使用C语言编写;硬件基础包括单片机编程必备的基础知识、开发环境和相关软件的使用;常用资源涵盖了常用的内部寄存器使用和中断系统及外围接口器件的应用;通信协议则主要基于常用串行通信协议的器件为基础培养学生基于通信协议进行软件设计的技能;兴趣拓展介绍了另外一些有趣的常用资源,难度不大,适于学生业余实践,不列入课堂教学。
在此基础上,借鉴原有课程的学习规律,研究课程间知识和技能的关联,将各部分教学内容组成一个个独立的软硬件教学资源模块,以技术应用顺序和复杂度确定模块顺序,再按照资源模块设计编制教学案例和项目。
3“案例教学+项目设计”教学模式
3.1案例教学
学生在学习新内容时,往往一头雾水,不知如果下手,需要老师引导把握知识点、重点和难点等关键之处。案例教学就是很好的引导方式,经常起到举一反三的效果。根据课程教学需要,将知识点与实际应用结合起来,设计有针对性、有代表性、难度适中的教学案例,通过分解教学案例,学生可以掌握核心思想和设计步骤,并将知识和技能在新项目设计中应用。从而达到由模仿到自主设计的迁移。
3.2项目设计
模块化的教学内容能够适应项目式、任务式的课程教学体系。编制教学项目应采用工程实际和实际生活中的项目,使学生能够学以致用。教学内容应能满足岗位工作需要和大纲要求。学生的学习任务应循序渐进,在项目设计时首先完成新资源模块的学习任务,再进行新的综合设计。在教学中应突出学生本位的理念,摆脱灌输的模式,让学生真正学做一体,提高学习兴趣。对教学项目中可能出现的问题要考虑周全,以合适的方式帮助学生解决较困难问题。
3.3基于过程的考核评价体系
本课程采用实践过程评价与期末考评相结合的评价方式,理论与实践一体化评价。实践过程考评的具体考核方法是对平时各项目的设计任务完成情况等级制给分。期末考评是对综合项目设计的过程进行评价。过程评价重点为学生动手能力和实践中分析问题、解决问题能力及创新能力。实践过程考评与期末考评各占50%。对于参加各类电子设计比赛的优秀作品,通过课程组评审后可作为本课程的期末考评项目。
3.4教学实例
项目X:单位数码管的显示设计
4教学资源建设
4.1综合教学平台的建设
(1)实验箱。学院为课程配置了优秀的教学实验箱,实验箱资源非常丰富,而且采用全开放的模块化设计,学生进行项目设计时根据需要自主搭建电路,强化了动手能力,加深了对电路的理解。
(2)虚拟平台。我们使用Proteus和Keil软件建立了虚拟开发平台,目前主要用于电路原理的展示和学生课余创新设计。平台具有电路原理清楚、显示直观生动、操作简便、设计自由、工具丰富等特点。我们积极引导学生课余利用这个平台,自主搭建创新电路,培养学习兴趣,提高动手实践能力。
(3)网络投影。在教学中引入摄像头和电子多媒体教室,对实验箱和元器件投影并进行局域网广播,使教学演示更加形象、直观。学生只要关注面前的电脑屏幕,学习过程更加清晰,感受更加直观强烈,容易增强学生的学习兴趣,同时减轻教师在课堂上表现抽象事物的压力。此外,电子教室方便教学管理(如电脑管理,布置和收缴作业等),同时也容易了解学生的学习过程,整体把握教学进度。
4.2教学资料的建设
(1)教学案例和项目开发。课程骨干教师对相关行业长期作调研,了解实际工作岗位中课程知识和技能的应用,针对通信专业高职学生的实际教学需求,不断开发教学案例和项目,并完成了相关电路原理图设计、虚拟仿真设计和程序编写工作。随时修正原有案例的不足之处,更深入的研究和探讨教学的实施过程,以使课程趋于完善。
(2)教材编写。在前面大量工作的基础上,本着项目式教学方式、学做一体、构设工作环境、降低入门门槛、强化知识的应用、着重培养学生的学习兴趣和实践技能的理念,我们课程组开发了自编教材。针对本专业的需求和技术的发展,我们将对教材和教学内容不断更新和改进,以适应实际需求。
(3)其它资料。课程组开发了电子教案和课件、部分教学视频和一些课外学习资料,收集了常用软件和众多芯片手册。
5结束语
本课程经过一个教学周期的课改实践,其趣味性、实用性和创新性受到了学生的欢迎,学生的应用能力显著提高,取得了良好的教学效果。不过,课程改革是一个很大的工程,课程还存在很多不足,只有不断深入、不断改进,才能实现提升学生实践能力和创新精神的目标。
参考文献:
[1] 彭伟.单片机C语言程序设计实训100例――基于8051+Proteus仿真[M].北京:电子工业出版社,2009.
[2] 郭天祥.新概念51单片机C语言教程.北京:电子工业出版社,2009
[3] 叶健华,黎 峰. “项目驱动+案例教学”模式在C语言教学中的应用[J]. 济南职业学院学报, 2009, (3):18~23.
作者简介:
黄先栋(1980-),男,江苏沛县人,讲师,研究方向:嵌入式系统。
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