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课程简介

《单片机应用项目开发与实践》（《智能控制电路项目实践》）课程是动车组检修技术专业的核心课程，根据专业的职业岗位群的任职要求，参照职业资格标准，以综合职业能力培养为目标，校企合作开发的基于工作过程的项目课程，是教、学、做一体化课程。

课程目录

课程标准

《智能控制电路项目实践》课程标准

课程代码：0500444		课程性质：必修	开设学期：第 4学期
适用专业：动车组检修技术		编写执笔人及编写日期：	高松	2018年3月
计划学时：54	学分：2	审定负责人及审定日期：	张川宝	2018年3月
授课单位：自动化工程系		教学单位主任及审定日期：	王凤华	2018年3月
合作企业：唐山拓峰电子有限公司、唐山开元自动焊接装备有限公司
企业参加编写人员：马晓峰、陈文礼

一、课程定位和设计

1．性质与作用

（1）课程的性质

本课程是机电一体化技术专业的专业课程，是校企合作开发的基于工作过程的项目课程，是必修课。

（2）课程的作用

通过本课程的学习，使学生掌握单片机系统的制作、调试方法和技巧，并能通过自学会使用新型单片机，对实现本专业的人才培养目标起重要的作用，同时有助于通过“电子仪器仪表装调工”高级工考试并取得证书。

（3）与其他课程的关系

本课程的前导课程有《电工基础》、《电子技术基础》。通过前导课程的学习，学生业已具备电工电子技术的基本理论知识，能够对简单电子电路进行设计和分析，知道常用电子元件的特性，并会检测、识别、应用常用电子元件，这些都将为本课程的学习奠定良好的理论和实践基础。后续课程《传感器与测试技术》是本课程的延伸；后续课程《综合实训》、《顶岗实习、毕业设计及答辩》是以本课程的学习为基础，并对该课程内容进行深入学习。

2．设计思路

本课程开发与建设贯彻以下设计思路：

（1）校企合作进行课程开发、建设

学校专任教师团队与合作行业企业的实践专家合作开发和建设课程。1）校企交叉兼职，组建课程教学、岗位培训和技术开发深入融合的双师结构课程团队；2）专任教师和实践专家一起进行专业课程体系和课程开发的调研和研讨；3）充分利用学校和企业的资源，发挥双方资源优势，创设适宜课程的实施的软硬件条件；4）充分利用专任教师和实践专家的知识特长，合作建设共享型数字化教学资源；5）制定由专任教师和实践专家共同参与的学生成果考核评价方案。

（2）选取典型任务为教学内容

通过职业岗位分析，形成单片机系统开发与管理的的职业能力要求，确定为本课程的培养目标。通过课程团队的调研，分析单片机应用相关职业岗位的典型工作任务，以“会做什么”的能力为依据选择课程内容，考虑学生特点和能力水平选取八个典型工作任务为学习项目。遵循学生认知规律和职业成长规律对八个学习项目予以序化，按职业能力从易到难的顺序安排教学。

（3）学生在教师引导下完成自己知识结构的构建

打破“以理论知识为学习起点，按照学科逻辑组织教学”的传统培养模式，课程学习从岗位认识开始，首先通过实地考察，与工程师交流，听工程师讲座，了解行业、企业、岗位相关情况，知道自己需要学习什么，从而设计自己的知识结构。然后在完成学习项目的过程中实现知识的构建。最后通过工程师的实际案例分析，查找自己的知识的不足，通过后续学习完善知识结构，培养学生的终身学习的习惯。

（4）项目引领，任务驱动实施教学

将企业工作任务确定为学习项目，通过“资讯、计划、决策、实施、检查、评价”工作步骤，让学生掌握完整的工作过程，培养综合职业能力；重视能力的表现性、可见性，重视培养可迁移的关键能力，如社会责任感、独立性、合作能力、自我调整和提高的能力以及决策和规划能力。

（5）学习评价实施多元评价，过程考核

课程的目标是培养学生的职业能力，所以对学生学习评价的主要内容是职业能力水平，从专业能力、方法能力和社会能力三个方面进行考核。遵循多元评价的原则，评价的主体是项目实施过程的全体人员，包括学生本人、团队成员、企业专家、学校专任教师。遵循过程评价的原则，评价任务完成的全过程，包括任务分析、知识准备，方案选择、设计制作，成果展示、资料规整。

二、课程总体目标

以职业的岗位需求为依据，深入企业调研，经教师与企业专家多次研讨，确定本课程的各项职业能力目标：

1.专业能力

1）会根据设计任务完成单片机型号的选择；

2）能根据电子产品的功能，进行单元电路的设计；

3）会使用开发单片机产品的专用工具；

4）会组装和调试单片机产品；

5）能够设计和调试单片机产品的应用程序；

6）能够设计单片机产品的电路原理图和电路板图；

7）学会对单片机系统的维护和简单故障的排除。

2.方法能力

1）能够根据工作任务，检索文献、查找阅读资料（含英文资料）以获得有用的信息；

2）掌握独立学习新型单片机的方法；

3）能自主学习新知识、新技术，并在工作中应用；

4）掌握评价电子产品的方法；

5）会电子产品设计过程中的成本控制方法。

3.社会能力

1）具有一定的岗位意识和环境保护意识；

2）具有团队协作精神，能进行熟练的工作沟通，能与人合作、交流和协商；

3）具有良好的职业道德；

4）具有社会责任感，工作责任心和心理承受力；

5）具有较好的语言及文字表达能力。

三、项目学时分配

项目名称	子任务	参考学时
0. 课程导引	岗位认识	2
1. 构建单片机最小系统	1.1理解单片机中的数据	2	10
	1.2熟悉单片机内程序和数据存储	4
	1.3焊接单片机最小系统	4
2. 单片机开发工具应用	2.1 生成目标代码程序	4	8
2. 单片机开发工具应用	2.2 仿真运行单片机简单电路	4	8
3. 设计制作LED流水灯	3.1 点亮LED	4	20
	3.2 实现LED的闪烁	6
	3.3 调整及测定延时时间	4
	3.4 设计LED流水灯程序	4
	3.5 实现任意花样LED	2
4. 设计制作简易计算器	4.1 设计一位数码显示电路	4	14
	4.2 实现四位数码动态显示	4
	4.3 独立按键识别	6
合计		54

四、项目教学设计

1、构建单片机最小系统项目教学设计

子任务 1.1	理解单片机中的数据
职业能力目标	主要训练项目或任务载体	学习内容	教学方法建议
学会二、十和十六三种进制的相互转换	说明在单片机系统中用数的含义	单片机中常用数制、数据使用	项目教学法、小组讨论法、团队协作法、讲授法
1. 教学过程组织与实施思路运用“资讯、计划、决策、实施、检查、评价”六个阶段的教学模式，实施行动导向教学 2．学生课前准备与课后训练内容和方式课前复习数字电子；课后数制转换训练
评价标准：从知识、技能、态度三方面考核。其中知识考核采用卷面考核方式，技能考核以项目实施过程中的操作水平和项目报告确定成绩；态度成绩以工作工程中的学习态度、平时作业完成质量、课堂提问情况、安全意识、合作意识而定。
子任务 1.2	熟悉单片机程序和数据存储
职业能力目标	主要训练项目或任务载体	学习内容	教学方法建议
掌握单片机内部ROM、RAM的结构；理解单片机的工作过程	根据要求，分配存储空间，画出分配示意图。	单片机内部结构、ROM和RAM结构、单片机工作过程	项目教学法、团队协作法、讲授法
1．教学过程组织与实施思路运用“资讯、计划、决策、实施、检查、评价”六个阶段的教学模式，实施行动导向教学 2．学生课前准备与课后训练内容和方式课前查找计算机和手机的主要技术参数；课后需要对上课期间任务实施阶段的情况进行总结分析，查找不足，单独加强训练。
评价标准：从知识、技能、态度三方面考核。其中知识考核采用卷面考核方式，技能考核以项目实施过程中的操作水平和项目报告确定成绩；态度成绩以工作工程中的学习态度、平时作业完成质量、课堂提问情况、安全意识、合作意识而定。
子任务 1.3	焊接单片机最小系统
职业能力目标	主要训练项目或任务载体	学习内容	教学方法建议
会设计单片机最小系统组成的晶振、复位电路；熟悉I/O口特点	搭建一个简单的单片机应用系统。	89C51单片机各引脚功能、最小系统组成	项目教学法、实习法、讲授法
1．教学过程组织与实施思路以工作过程为导向的教学组织模式：（1）独立制定工作计划阶段：学生按照课题实际需要，自己独立确定各自的工作计划，包括：工作步骤、工作时间、检验计划、需求计划、设备使用计划等；（2）决定阶段：各自的工作计划在组内共同讨论的基础上确定组中的实施方案；（3）实施阶段：学生按照选定的最终工作计划，各自独立完成自己的工作任务；（4）检查阶段：经常性检查，中间检查，自查，互查，教师检查交替进行，除对工作计划以内的内容进行检查外，还应对工作安全和质量保证进行检查； 2．学生课前准备与课后训练内容和方式课前需要准备电子元器件检测、焊接知识；单片机最小系统检测。
评价标准：对学生学习评价的主要内容是职业能力水平，从专业能力、方法能力和社会能力三个方面进行。评价任务完成的全过程，包括任务分析、知识准备，方案选择、设计制作，成果展示、资料规整。

2、单片机开发工具应用项目教学设计

子任务 2.1	生成目标代码程序
职业能力目标	主要训练项目或任务载体	学习内容	教学方法建议
学会keilc软件的使用方法、理解计算机三种编程语言	编辑交通灯C源程序代码，创建HEX文件。	Keil工程建立、目标代码生成、软件调试方法	项目教学法、四阶段教学法、讲授法
1．教学过程组织与实施思路运用“资讯、计划、决策、实施、检查、评价”六个阶段的教学模式，实施行动导向教学 2．学生课前准备与课后训练内容和方式课前熟悉keilc软件安装方法；课后练习KEILC软件安装及使用
评价标准：对学生学习评价的主要内容是职业能力水平，从专业能力、方法能力和社会能力三个方面进行。评价任务完成的全过程，包括任务分析、知识准备，方案选择、设计制作，成果展示、资料规整。
子任务 2.2	仿真运行单片机简单电路
职业能力目标	主要训练项目或任务载体	学习内容	教学方法建议
学会proteus软件的使用方法	采用Proteus软件仿真“流水灯”。	Proteus软件操作、Proteus软件完成单片机应用系统运行步骤	项目教学法、四阶段教学法、讲授法
1．教学过程组织与实施思路以工作过程为导向的教学组织模式：（1）独立制定工作计划阶段：学生按照课题实际需要，自己独立确定各自的工作计划，包括：工作步骤、工作时间、检验计划、需求计划、设备使用计划等；（2）决定阶段：各自的工作计划在组内共同讨论的基础上确定组中的实施方案；（3）实施阶段：学生按照选定的最终工作计划，各自独立完成自己的工作任务；（4）检查阶段：经常性检查，中间检查，自查，互查，教师检查交替进行，除对工作计划以内的内容进行检查外，还应对工作安全和质量保证进行检查； 2．学生课前准备与课后训练内容和方式课前熟悉proteus软件安装方法；课后练习proteus软件安装及使用
评价标准：对学生学习评价的主要内容是职业能力水平，从专业能力、方法能力和社会能力三个方面进行。评价任务完成的全过程，包括任务分析、知识准备，方案选择、设计制作，成果展示、资料规整。

3、设计制作LED流水灯项目教学设计

子任务 3.1	LED点亮
职业能力目标	主要训练项目或任务载体	学习内容	教学方法建议
对c51程序有初步了解	用单片机的P1口控制8个LED灯，使P1口的高4位所控制的LED灯点亮，而低4位控制的LED灯熄灭。	AT89C51单片机驱动问题、C51基础知识	项目教学法、案例分析法、实习法、讲授法
1．教学过程组织与实施思路运用“资讯、计划、决策、实施、检查、评价”六个阶段的教学模式，实施行动导向教学 2．学生课前准备与课后训练内容和方式（1）课前准备收集信息阶段：学生了解课题工作要求，根据自己掌握的专业知识，独立收集、分析和整理信息；（2）课后训练内容和方式：对上课期间任务实施阶段的情况进行总结分析，查找不足，单独加强训练。
评价标准：从知识、技能、态度三方面考核。其中知识考核采用卷面考核方式，技能考核以项目实施过程中的操作水平和项目报告确定成绩；态度成绩以工作工程中的学习态度、平时作业完成质量、课堂提问情况、安全意识、合作意识而定。
子任务 3.2	实现LED闪烁
职业能力目标	主要训练项目或任务载体	学习内容	教学方法建议
学会变量的概念、声明和使用；学会while语句的格式和执行过程	用单片机的P1.0口控制1个LED灯，编写一个程序，让此灯亮灭变化，闪烁起来。	while循环语句、变量定义赋值、自增自减运算符	项目教学法、实习法、团队协作法、讲授法
1．教学过程组织与实施思路运用“资讯、计划、决策、实施、检查、评价”六个阶段的教学模式，实施行动导向教学 2．学生课前准备与课后训练内容和方式课前须将最小系统电路板准备好；课后训练改变LED的闪烁频率
评价标准：从知识、技能、态度三方面考核。其中知识考核采用卷面考核方式，技能考核以项目实施过程中的操作水平和项目报告确定成绩；态度成绩以工作工程中的学习态度、平时作业完成质量、课堂提问情况、安全意识、合作意识而定。
子任务 3.3	调整及测定延时时间
职业能力目标	主要训练项目或任务载体	学习内容	教学方法建议
学会关系、逻辑运算符的运算规则；学会for语句的格式和执行过程	利用C51中的for语句来编写延时程序，改变LED灯的闪烁频率。	关系运算符及表达式、逻辑预算符及表达式、FOR语句	项目教学法、实习法、四阶段教学法、讲授法
1．教学过程组织与实施思路以工作过程为导向的教学组织模式：（1）独立制定工作计划阶段：学生按照课题实际需要，自己独立确定各自的工作计划，包括：工作步骤、工作时间、检验计划、需求计划、设备使用计划等；（2）决定阶段：各自的工作计划在组内共同讨论的基础上确定组中的实施方案；（3）实施阶段：学生按照选定的最终工作计划，各自独立完成自己的工作任务；（4）检查阶段：经常性检查，中间检查，自查，互查，教师检查交替进行，除对工作计划以内的内容进行检查外，还应对工作安全和质量保证进行检查； 2．学生课前准备与课后训练内容和方式课前搜集软件调试相关知识；课后练习使用keilc软件的调试功能
评价标准：对学生学习评价的主要内容是职业能力水平，从专业能力、方法能力和社会能力三个方面进行。评价任务完成的全过程，包括任务分析、知识准备，方案选择、设计制作，成果展示、资料规整。
子任务 3.4	设计LED流水灯程序
职业能力目标	主要训练项目或任务载体	学习内容	教学方法建议
学会函数的定义和调用；学会位操作运算符的运算规则	控制8个LED按顺序依次点亮，不断循环往复，即实现流水灯的效果。	函数的定义和调用、位操作运算符及表达式、复合赋值运算符	实习法、仿真法、项目教学法、讲授法
1．教学过程组织与实施思路以工作过程为导向的教学组织模式：（1）独立制定工作计划阶段：学生按照课题实际需要，自己独立确定各自的工作计划，包括：工作步骤、工作时间、检验计划、需求计划、设备使用计划等；（2）决定阶段：各自的工作计划在组内共同讨论的基础上确定组中的实施方案；（3）实施阶段：学生按照选定的最终工作计划，各自独立完成自己的工作任务；（4）检查阶段：经常性检查，中间检查，自查，互查，教师检查交替进行，除对工作计划以内的内容进行检查外，还应对工作安全和质量保证进行检查； 2．学生课前准备与课后训练内容和方式（1）课前准备收集信息阶段：学生了解课题工作要求，根据自己掌握的专业知识，独立收集、分析和整理信息；（2）课后训练内容和方式：对上课期间任务实施阶段的情况进行总结分析，查找不足，单独加强训练。
评价标准：从知识、技能、态度三方面考核。其中知识考核采用卷面考核方式，技能考核以项目实施过程中的操作水平和项目报告确定成绩；态度成绩以工作工程中的学习态度、平时作业完成质量、课堂提问情况、安全意识、合作意识而定。
子任务 3.5	实现任意花样LED
职业能力目标	主要训练项目或任务载体	学习内容	教学方法建议
学会数组的相关概念及应用	利用数组实现任意花样LED闪烁控制问题。	数组、指针与指针变量、指针预算符与指针表达式、指针与数组	实习法、仿真法、项目教学法、讲授法
1．教学过程组织与实施思路运用“资讯、计划、决策、实施、检查、评价”六个阶段的教学模式，实施行动导向教学 2．学生课前准备与课后训练内容和方式课前需复习单片机的存储区域；课后再学会使用一维数组的基础上，练习使用二维数组
评价标准：从知识、技能、态度三方面考核。其中知识考核采用卷面考核方式，技能考核以项目实施过程中的操作水平和项目报告确定成绩；态度成绩以工作工程中的学习态度、平时作业完成质量、课堂提问情况、安全意识、合作意识而定。

4、设计制作简易计算器项目教学设计

子任务 4.1	设计一位数码显示电路
职业能力目标	主要训练项目或任务载体	学习内容	教学方法建议
知道数码管的结构和显示原理；会设计单片机与数码管的接口电路和应用程序	设计一位数码管静态显示电路，编写程序，数码管循环显示0~9。	数码管结构、数码管静态显示、74HC245总线驱动器	项目教学法、实验法、仿真法、讲授法
1．教学过程组织与实施思路以工作过程为导向的教学组织模式：（1）独立制定工作计划阶段：学生按照课题实际需要，自己独立确定各自的工作计划，包括：工作步骤、工作时间、检验计划、需求计划、设备使用计划等；（2）决定阶段：各自的工作计划在组内共同讨论的基础上确定组中的实施方案；（3）实施阶段：学生按照选定的最终工作计划，各自独立完成自己的工作任务；（4）检查阶段：经常性检查，中间检查，自查，互查，教师检查交替进行，除对工作计划以内的内容进行检查外，还应对工作安全和质量保证进行检查； 2．学生课前准备与课后训练内容和方式课前复习数码管相关知识；课后训练多位数码管的静态显示
评价标准：对学生学习评价的主要内容是职业能力水平，从专业能力、方法能力和社会能力三个方面进行。评价任务完成的全过程，包括任务分析、知识准备，方案选择、设计制作，成果展示、资料规整。
子任务 4.2	实现四位数码动态显示
职业能力目标	主要训练项目或任务载体	学习内容	教学方法建议
知道数码管的结构和显示原理；会设计单片机与数码管的接口电路和应用程序	设计一个4位数码管显示电路，编写程序，显示“1234”。	数码管动态显示原理、动态显示程序设计	项目教学法、实习法、设置故障法、讲授法
1．教学过程组织与实施思路以工作过程为导向的教学组织模式：（1）独立制定工作计划阶段：学生按照课题实际需要，自己独立确定各自的工作计划，包括：工作步骤、工作时间、检验计划、需求计划、设备使用计划等；（2）决定阶段：各自的工作计划在组内共同讨论的基础上确定组中的实施方案；（3）实施阶段：学生按照选定的最终工作计划，各自独立完成自己的工作任务；（4）检查阶段：经常性检查，中间检查，自查，互查，教师检查交替进行，除对工作计划以内的内容进行检查外，还应对工作安全和质量保证进行检查； 2．学生课前准备与课后训练内容和方式（1）课前准备收集信息阶段：学生了解课题工作要求，根据自己掌握的专业知识，独立收集、分析和整理信息；（2）课后训练内容和方式：对上课期间任务实施阶段的情况进行总结分析，查找不足，单独加强训练。
评价标准：对学生学习评价的主要内容是职业能力水平，从专业能力、方法能力和社会能力三个方面进行。评价任务完成的全过程，包括任务分析、知识准备，方案选择、设计制作，成果展示、资料规整。
子任务 4.3	识别独立按键
职业能力目标	主要训练项目或任务载体	学习内容	教学方法建议
知道独立式键盘的结构；会设计键盘接口电路和应用程序。	设计4个独立键盘，编号为“1~4”，当按下某键时，数码管显示该键所对应的编号。	独立按键识别原理、分支结构程序设计方法、按键消抖	项目教学法、实习法、讲授法
1．教学过程组织与实施思路运用“资讯、计划、决策、实施、检查、评价”六个阶段的教学模式，实施行动导向教学 2．学生课前准备与课后训练内容和方式课前查找计算机常用输入设备的相关资料；课后利用按键来控制单片机实现不同的功能。
评价标准：对学生学习评价的主要内容是职业能力水平，从专业能力、方法能力和社会能力三个方面进行。评价任务完成的全过程，包括任务分析、知识准备，方案选择、设计制作，成果展示、资料规整。

五、课程建议

1．教学条件

（1）软硬件条件

1）校内实训条件

实训场地：单片机实训室、电子实训室、单片机仿真实验室、PCB板制板实训室、机器人实训室、其他类型单片机实训室。

实训载体：单片机开发板、keil-μsion、proteus仿真软件。

实训工具：常用焊接工具、常用电子仪器仪表、仿真器、编程器。

网络资源：教案、实训指导书、FLASH课件、PPT课件、各种仿真资源、网络咨询平台。

2）校外实训条件

本课程需建立8-10个校外实训基地，实训基地能承接单片机项目，接收学生参加企业项目的设计、组装、调试等过程的顶岗实习。

（2）师资条件

对任课教师职业能力和知识结构要求：拥有单片机的理论知识；熟悉单片机产品开发的整个过程；具有单片机系统开发的实践经验；同时具有丰富的教学经验。

对专任教师和兼职教师组成的具有“双师”结构特点的教学团队要求：具有本专业教师资格和本专业高级工以上职业资格。

2．考核方式

本课程是考试课，采用百分制，由过程性考核和终结性考核组成。

（1）过程性考核（占比50 %）

考核构成	比例（%）	说明
出勤	20	缺一次出勤扣1分
作业	30	少交一次减2分
任务完成情况	50	根据每次实训任务和实训报告完成情况给分

(2)终结性考核（占比 50 %）

采用闭卷笔试考核方式，考核时间120分钟。

考核构成	比例（%）	主要考核点
理论题	30	基本概念、知识点
实操题	70	系统硬件、软件设计

3.推荐教材及参考资料

(1)推荐教材

选用的教材应符合任务驱动，项目导向的课程设计思想。建议采用如下教材：

高松.《单片机应用技术项目化教程》.北京：机械工业出版社，2016；

《智能控制电路项目实践实训指导书》校本教材。

(2)参考资料及其它

1）本精品资源共享课程网站：http://www.tsgzy.edu.cn/zyk/dpj/

2）本课程其他院校精品课程网站资源。

①职教云：http://zjy2.icve.com.cn/assist/process/process.html?courseOpenId=6qh4apynsl9dbataeverxg&openClassId=zmxtagyoy4lggva9cbnbrw

②微知库：http://60.2.27.67:6080/xxpt/?q=node/146

课程创建者

邢婷婷

组课教师

陆中宏
董瑞佳
李建东
刘博
邢婷婷
李多友

审核教师

李建东
王凤华
董瑞佳
邢婷婷
陆中宏
高松