《单片机控制技术》课程标准 74学时+《机电一体化技术》课程标准 88学时.docx
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《单片机控制技术》课程标准74学时+《机电一体化技术》课程标准88学时
《单片机控制技术》课程标准
74学时
一、概述
(一)课程性质
《单片机应用技术》是五年制高职机电一体化技术专业(控制方向)的主干课程,是本专业学生必修的专业技术课程,是学生专业能力的重要组成部分。
通过本课程的学习,学生能够利用汇编语言进行单片机程序设计,能够分析常用单片机系统设计的控制方式、特点,具备单片机系统设计、安装和调试的初步能力。
(二)课程设计理念
1、立足学生发展
《单片机应用技术》课程的基本理念是“让所有的学生都能得到发展”。
以学生为本,满足每个学生发展的基本需求,强调形成积极主动的学习态度。
着眼于学生的整个身心各个方面的和谐发展,精选终身学习必备的基础知识和技能,提升生涯规划与终身学习能力,培养独立思考与解决问题的能力。
通过学生自主的操作、实践等活动来实现教育目标,使获得基础知识与基本技能的过程同时成为学会学习和形成正确价值观的过程。
教师成为学生学习活动的组织者、引导者和规范者,使学生的职业技能和素质在主动学习的过程中得到发展。
2、突出职业技能
教育的重要目标是促进学生的发展,职业教育的核心是职业技能,本课程应当体现这两者的结合,突出以职业能力培养为核心的理念,强调课程的实用性和针对性。
课程内容以技能划分为主,采用“项目教学法”,主张“做中学”,实现“教、学、做”一体化。
强化以“自主性、创新性”为原则的实践性教学环节,提高学生的实际应用能力。
通过对机电类岗位进行任务和职业能力分析,围绕将来的职业岗位,设计大量的实训项目,给学生提供充分的实训操作机会,让学生通过手脑并用的技能活动,体验技能操作的曲折和乐趣,发展职业技能所需要的能力并增进对职业技能的理解,充分体现课程设计的职业性。
3、坚持教学创新
课程的突破在于教学创新。
课程内容设计上要注重将学科前沿动态和最新发展成果引入教学,恰当处理课程内容经典与现代的关系。
策划具有新颖性的教学内容,整合教学资源,使课程内容反映出本学科的最新研究状祝,体现创新性。
在实践教学中,人才培养模式上要大胆创新,开发“教学做”一体化的项目课程,以任务形成驱动学生完成课程学习。
(三)课程设计思路
按照“以能力培养为本位,以职业实践为主线,以具体任务为载体”的总体设计要求,紧密结合相关资格证书中的考核要求,进行基于《单片机应用技术》的课程开发与设计,在课程定位、课程目标、教学内容、教学方法、考核方式、资源开发、教材编写、设备配置等方面,紧紧围绕职业能力培养这一核心理念,突出体现职业性、实践性、实用性和可操作性。
本课程采用“项目教学法”,紧紧围绕项目任务完成的需要来选择和组织课程内容,突出实践动手能力与理论知识获取的联系,将课程内容设计为两个项目:
单片机设计初步认识,单片机综合程序设计,共70学时。
二、课程目标
总目标
通过对本课程的学习和训练,学生能够利用汇编语言进行单片机程序设计,能够分析常用单片机系统设计的控制方式、特点,具备单片机系统设计、安装和调试的初步能力。
1.知识
(1)能够概述单片机的概念与种类,
(2)能说出各种单片机的最新发展水平和方向。
(3)能够归纳常用单片机的基本结构、工作过程及应用特点。
(4)能够使用keil软件的主要功能;
2.能力
(1)能够利用汇编语言进行基本模块程序的编写。
(2)能够根据使用要求,查阅单片机性能指标与使用技术
(3)能够正确选用设计常用的单片机系统。
(4)能够正确使用单片机系统内部的I/O口、定时、计数、中断、数模转换、模数转换的各个功能。
(5)能初步读懂单片机控制电路图,并能说出系统组成的模块及其作用
(6)具备单片机系统设计安装和调试的初步能力。
(7)具备应用单片机实施机电控制的初步能力
(8)通过综合性的实训项目,培养学生的创新能力和综合能力。
3.素质:
(1)具有自主学习电气控制技术新技能,能自主完成工作岗位操作与维修任务。
(2)具有分析能力,善于创新和总结经验。
(3)能灵活处理工作现场出现的各种特殊情况,具备工作现场的协调能力。
(4)具有合作精神和管理协调能力,善于沟通,具有良好的心理素质。
(5)具备优良的职业道德修养,能遵守职业道德规范。
三、内容标准
项目一单片机设计初步认识
参考学时
34
学习目标
素质
1、巩固专业思想,树立正确的就业观。
2、养成安全、认真、踏实、严谨、一丝不苟的工作作风。
3、激发主动探索与创新的精神。
4、培养敢于面对失败、锐意进取、爱岗敬业的职业精神。
5、培养协作沟通、语言表达的社会能力。
知识
1、能说出单片机的基本概念,引脚功能、复位电路和振荡电路的构成及工作过程。
2、能概述存储器、寄存器的概念,存储器、寄存器分类,地址分配
3、能说出寻址方式,数据传送指令,循环指令,I/O口接口电路,机器码与汇编语句的关系。
4、能说出流水灯电路的工作原理,
能力
1、能正确建立keil软件的文件名,能进行较简单的软件操作,
2、能正确进行实验箱的基础性操作。
3、会使用相关软件功能检查寄存器,数据存储器的状态
4、能够熟练使用数据传送指令,循环指令,编写简单的程序
5、能够根据延时精度的要求编写延时程序。
相关知识
及扩展
1、CPU结构
2、AT89S52的封装形式与引脚
3、复位电路和振荡电路;
4、指令格式
5、存储器
6、寻址方式
7、数据传送及指令
8、延时程序编写思路(方式1)
9、八位LED电路
10、寻址方式
11、数据传送及指令
12、延时程序编写思路(方式2)
操作训练
任务1建立单片机的最小系统
任务2显示一位LED灯
任务3流水灯八位LED灯
考核评价
1.教师的考核评价占80%。
其中,单元测试成绩占30%、学习过程档案资料(作业、课堂笔记、实验的准备工作、学习的态度、创新精神和创造力、安全意识等)占20%、实验报告成绩占20%,资料的查询和整理占10%,实训操作成绩占20%。
2.学生自评与互评占20%。
项目二单片机综合程序设计
参考学时
40
学习目标
素质
1、巩固专业思想,树立正确的就业观。
2、提升生涯规划与终身学习能力。
3、激发主动探索与创新的精神。
4、培养敢于面对失败、锐意进取、爱岗敬业的职业精神。
5、培养协作沟通、语言表达的社会能力。
知识
1、能够概述简单输入输出电路及程序的设计方法
2、能够说出按键电路去抖动软件和硬件的设计方法
3、能说出逻辑运算指令,位运算指令的功能及用法
4、会分析表决器的逻辑功能的程序设计思路及电路设计。
5、能够概述按键电路的工作过程
6、能够说出按键电路去抖动软件和硬件的设计
7、能够识别各种七段LED数码管,并说出各自功能及特点
能力
1、能够按要求编写并调试程序
2、完成实验电路的联接
3、能够下载程序并观察结果
4、完成按键电路去抖动电路的设计
5、完成人机接口电路的设计
6、实现各种数制的转换
7、能够熟练使用单字节无符号数加(减)法指令,算术运算指令。
掌握计算器的各个基本模块程序设计思路及电路设计
8、能够使用七段LED数码管建立窗口显示电路
9、能设置定时器和计数器的参数
10、掌握定时器,计数器基本程序编写和应用会设置定时器和计数器的参数
相关知识
及扩展
1、按键电路
2、逻辑运算及指令
3、位运算及指令
4、S52的输入,输出接口
5、4*4按键电路工作原理
6、七段LED数码管
7、七段LED数码管控制电路
8、单字节无符号数加(减)法
9、各种数制的转换
10、算术运算
11、定时器,计数器的功能寄存器的含义,参数的意义。
12、定时器,计数器基本程序应用
13、传感器的结构和作用,基本检测电路
13、报警电路的设计
14、中断的概念,中断的参数设置
15、简单中断系统的程序设计
操作训练
任务一表决器
任务二计算器
任务三二十四小时电子时钟
任务四多路火灾报警器
考核评价
1.教师的考核评价占80%。
其中,单元测试成绩占30%、学习过程档案资料(作业、课堂笔记、实验的准备工作、学习的态度、创新精神和创造力、安全意识等)占20%、实验报告成绩占20%,资料的查询和整理占10%,实训操作成绩占20%。
2.学生自评与互评占20%。
四、实施建议
(一)教学建议
1.学时分配建议
序号
模块
课程内容
课时
理论
实践
合计
1
项目一:
单片机设计初步认识
任务1单片机的最小系统建立
2
8
10
2
任务2显示一位LED灯
2
8
10
3
任务3流水灯八位LED灯
2
8
10
4
项目二:
单片机综合程序设计
表决器
2
8
10
5
计算器
2
8
10
7
二十四小时电子时钟
2
10
10
8
多路火灾报警器
2
10
10
13
机动
14
总计
14
60
74
2.教学建议
(1)本课程应开设在《电工技术基础》、《工业电子技术基础》、《电机控制与调速技术》、《电工、电子技术训练》、《气动液压控制技术》课程之后,在《数控设备管理和维护技术基础》课程之前。
(2)本课程教学宜采用理论实践一体化的教学方法,在实验室或实训中心实施教学。
(3)以项目的设计、实施作为驱动主线,实现理论实践一体化教学。
学生通过感性认识,理性思维,动手操作,完成项目的设计、编程、安装、调试和运行,在做中学,在学中做,最终达到真正听得懂,学得会,做得好,切实提高动手能力和分析问题、解决问题的综合素质。
(4)在教学过程中,应立足于加强学生实际操作能力的培养,通过项目训练提高学生学习兴趣,激发学生的成就感,每个项目的实施可采用小组合作学习的方法,强化学生的团队协作精神。
(5)在教学过程中,要尽量应用多媒体、投影等教学资源辅助教学,帮助学生理解相关控制电路和控制程序的执行过程。
(6)在教学过程中,要重视介绍本专业领域新技术、新工艺、新设备的发展趋势,贴近生产实际。
(7)在教学过程中,应发挥学生学习的自主性,为学生提供职业生涯发展的空间,努力培养学生获取、分析和处理信息的能力。
(8)教学过程中教师应积极引导学生提升职业素养,提高职业道德,形成职业习惯,努力培养创新能力。
(二)考核方式和评价方法建议
1.改革传统的学生评价方法,采用阶段(过程性)评价,目标评价,项目评价,理论与实践一体化评价模式。
2.实施评价主体的多元化,采用教师评价、学生自我评价、社会评价相结合的评价方法。
3.具体的评价手段可以采用观测、现场操作、提交实验报告、闭卷或开卷测试等。
4.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),对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励。
(三)教材编写、课程资源开发与利用建议
(1)教材编写要以岗位职业能力分析和职业技能考证为指导,以《单片机控制技术》课程标准为依据。
(2)教材编写要以岗位任务引领,以工作项目为载体,强调理论与实践相结合,按活动项目组织教学内容。
教学内容从“任务”着手,通过设计解决“任务”的方法与步骤,自主探究式的学习和实践,在完成“任务”的过程中掌握知识和技能,培养学生提出问题、分析问题、解决问题的综合能力。
以解决实际问题带动理论的学习。
任务的设置应体现针对性、综合性和实践性。
项目任务的设计,应体现高等职业教育的特征,联系社会实际。
所设计的“任务”是学生毕业后就业上岗就会遇到并需要解决的问题,而不是围绕着知识和技能的展开而设置的。
项目任务的设计,应具有较强的可操作性,加强学生实际动手能力的培养,使学生能比较熟练地应用多媒体技术解决问题。
(3)凡工作岗位涉及的实践活动,应以岗位操作规程为基准,将其纳入教材。
(4)教材内容应在《单片机控制技术》课程标准基础上有所拓展,要将多媒体技术的最新发展成果及时纳入教材。
(5)教材要以实践性内容为主。
教材体系的安排要遵循学生的认知规律,讲清知识的来龙去脉,使教材顺理成章,深入浅出,具有趣味性和启发性,尽量做到图文并茂,寓教于乐,循序渐进。
(6)教材内容要渗透科学方法论和德育的内涵。
在教材编写中要突出培养学生的科学思想和科学方法,以适应多媒体技术发展的需要。
教材中专业技术的专用英文名词应提供中文注释。
(四)设备配置建议
实训中心承担着实践教学环节的教学设计、组织和实施,是集教学、培训、职业技能鉴定和技术服务为一体的多功能教育培训中心。
应重视对电气控制技术实训中心的建设和投入,配置必需的仪器和设备,力求做到每个学生都能动手操作,实训中心建设的标准化和管理人员的配备与培训应当跟上。
条件较好的学校,仪器配备应做到人手一套,防止个别有依赖思想的学生做旁观者。
应在课余时间向学生开放实训中心,鼓励学生自主地开展实验。
实训配置基本标准
序号
主要设备名称
1
单片机系统综合实验(二人一组)
2
电脑(每人一只)
五、其他说明
本课程标准适用高职机电一体化等专业,也可作为中专相关专业课程标准参考材料。
《机电一体化技术》课程标准
88学时
一、课程概述
(一)课程性质
本课程是五年制高职机电一体化专业(控制方向)机电一体化应用技术基础模块中的核心课程之一。
通过本课程的学习,使学生了解本专业所需的专业知识、机电一体化的本质及发展方向,通过介绍各种机电一体化设备的组成及其工作原理,让学生清楚机电一体化设备在企业中的应用,以及机电设备管理的初步能力;机电设备维护保养的规范,具备计划、组织、实施机电设备维护保养和排除常见故障的初步能力。
为学生今后进一步学习机电一体化专业铺好路。
(二)课程基本理念
“以就业为导向,以能力为本位”的教学理念为指导,注重与实践相联系,以实用为主、够用为度展开设计以缩短学生从业的适应期。
倡导学生主体。
教学过程注重培养学生的学习能动性,设置工业情境,学生在实训室“仿真性”的工业环境中,独立寻找解决的方案并加以实现。
注重技能训练。
加强动手能力培养,带领学生进一步实践,学生在实践中发现问题,教师引导,上升到理论,补充理论内容,项目之间的联系是以模块的形式搭接,从而使学生掌握综合应用技术,直到彻底解决问题。
注重过程考核和应用能力考评,坚持考核方式多样化;笔试口试和技能测试结合,单元测试与综合测试相结合。
(三)设计思路:
1、本课程打破学科课程的设计思路,紧紧围绕机电一体化技术选用项目完成的需要来选择和组织课程内容,采用了项目模块化的设计方法。
根据项目课程的基本要求,本课程共确定了四个项目。
2、着重体现“做中学”、“学中做”的教学理念;根据本课程项目的需要,将机电一体化的基本概念、机械、自动控制、等技术基础知识循序渐进融于各项目之间,并通过工作任务的分析与完成,全面而合理地覆盖机电一体化选用领域所涉及基本的理论与实践知识。
3、在完成项目任务过程中培养学生的职业能力,从知识与技能、过程与方法、情感态度与素质要求三个维度建立教学目标。
4、突出学生的主体地位的基本表现就是从学生的实际出发,选择适当的教学方法,提高教学的效果和效益,以保证教学目标的顺利实现。
教学中结合学生的实际,灵活采取操作演示、参观实习、小组合作、等行之有效的教学方法。
二、课程目标
1、总目标
通过本课程的学习,了解机电设备的分类和应用,机电一体化的基本概念、技术体系及发展前景,常用典型机电设备的结构、控制方法、维护保养。
自动化生产线的相关技术;机电设备安全使用的基本知识;机电设备管理的初步能力;机电设备维护保养的规范,具备计划、组织、实施机电设备维护保养和排除常见故障的初步能力。
2、具体目标
能力
①具有机电一体化设备的装配工艺和调试技术
②具有自动化设备及生产线的安装和综合调试的能力
③具有机电设备管理的初步能力
知识
①通过介绍和观察体会,懂得“机电一体化”的内涵,它是“机”与“电”的有机融合,不同于传统的“机”和“电”。
②能正确说出“机电一体化”系统的组成和系统的工作原理。
③能正确表述“机电一体化”技术中包含的机械、自动控制、等技术基础知识。
④能正确概述机电一体化系统的控制方式及其应用特点。
素质:
①具有自主学习机电一体化新技能,能自主完成工作岗位维护、保养和故障排除任务。
②具有分析能力,善于创新和总结经验。
③能灵活处理施工现场出现的各种特殊情况,具备施工现场协调能力。
④具有合作精神和管理协调能力,善于沟通,具有良好的心理素质。
⑤具备优良的职业道德修养,能遵守职业道德规范。
三、课程内容与要求
项目名称
一、三自由度机械手
参考学时
16学时
教学目标
知识
1.说出三自由度机械手的动作过程
2.概述组成三自由度机械手各元件的用途
3.概述三自由度机械手组成
能力
1熟练操作三自由度机械手
2.判别三自由度机械手适宜场合
3.正确拆装与修理三自由度机械手元件
素质
1.培养自学及动手能力。
2.通过实践操作,巩固专业思想,激发学习兴趣。
3.提升生涯规划与终身学习能力。
相关知识
1.知道凸轮机构的结构特点
2.清楚定轴轮系的结构特点及系统组成特点
3.明确平面连杆机构的传动性能
操作训练
任务一三自由度机械手的动作过程操作
任务二拆装三自由度机械手各元件,
任务三组装与调试三自由度机械手系统
考核评价
1课堂及实训表现、安全意识占10%
2作业、课堂笔记占10%
3单元测验占25%。
4实验操作技能考核与实验报告占30%
5学生自评与互评占15%
6学生解决实际问题的综合能力、创新精神和创造力占10%
知识拓展
周转轮系的应用特点
项目名称
二、高速公路收费站的运行
参考学时
16学时
教学目标
知识
1说出半自动系统的构成
2概述收费系统的操作流程
3概述收费系统的组成
4.计算机控制系统的类型
能力
1熟练高速公路收费站的功能
2清楚高速公路收费系统的运行
3清楚高速公路收费系统的工作特点
4.计算机控制系统的类型
素质
1培养自学及动手能力。
2通过实践操作,巩固专业思想,激发学习兴趣。
3提升生涯规划与终身学习能力。
相关知识
1熟悉打印机的工作特点
2清楚收费系统网络的知识
3机电一体化的基本概念和涵义
4机电一体化产品和系统的分类
操作训练
任务一高速公路收费站的功能
任务二高速公路收费系统的工作特点,
任务三高速公路收费系统的运行
考核评价
1课堂及实训表现、安全意识占10%
2作业、课堂笔记占10%
3单元测验占25%。
4实验操作技能考核与实验报告占30%
5学生自评与互评占15%
6学生解决实际问题的综合能力、创新精神和创造力占10%
知识拓展
自动收费系统设备的特点与维修
项目名称
三、气动机械手的控制
参考学时
16学时
教学目标
知识
1说出气动机械手的动作演示过程
2概述气动机械手的控制过程
3熟悉气动机械手的维护和维修
能力
1熟练操作气动机械手
2完成气动机械手的程序设计
3会简单维修气动机械手
素质
1培养自学及动手能力。
2通过实践操作,巩固专业思想,激发学习兴趣。
3提升生涯规划与终身学习能力。
相关知识
1清楚可编程控制器的工作过程,会编写程序
2会进行程序模拟调试
3会进行简单维修气动机械手
操作训练
任务一气动机械手的动作过程操作
任务二拆装气动机械手各元件,
任务三组装与调试气动机械手
考核评价
1课堂及实训表现、安全意识占10%
2作业、课堂笔记占10%
3单元测验占25%。
4实验操作技能考核与实验报告占30%
5学生自评与互评占15%
6学生解决实际问题的综合能力、创新精神和创造力占10%
知识拓展
机械手的现场调试。
机械手的类型及特点
项目名称
四、电梯
参考学时
16学时
教学目标
知识
1说出电梯的发展与分类
2概述电梯的基本结构及主要参数
3概述电梯的机械系统与电气装置
4概述电梯的安全保护系统
能力
1熟练操作电梯
2判别电梯的类型
3正确拆装电梯各元件
素质
1培养自学及动手能力。
2通过实践操作,巩固专业思想,激发学习兴趣。
3提升生涯规划与终身学习能力。
相关知识
1认识电梯的基本结构及主要参数
2清楚电梯的机械系统与电气装置特点
3明确电梯的安全保护系统
操作训练
任务一电梯的动作过程操作
任务二拆装电梯各元件,
任务三组装与调试电梯系统
考核评价
1课堂及实训表现、安全意识占10%
2作业、课堂笔记占10%
3单元测验占25%。
4实验操作技能考核与实验报告占30%
5学生自评与互评占15%
6学生解决实际问题的综合能力、创新精神和创造力占10%
知识拓展
可编程控制器在电梯控制中的应用
项目名称
五、工业机器人
参考学时
16学时
教学目标
知识
1.说出工业机器人操作机的组成及其各组成部分的结构及功用
2.概述工业机器人的控制系统的特点和基本要求
3.概述工业机器人的控制系统
能力
1熟练操作工业机器人
2.判别工业机器人操作机的机械结构
3.正确拆装工业机器人
素质
1.培养自学及动手能力。
2.通过实践操作,巩固专业思想,激发学习兴趣。
3.提升生涯规划与终身学习能力。
相关知识
1.工业机器人的定义与发展
2.工业机器人的组成与分类
3.明确工业机器人的应用
操作训练
任务一工业机器人的动作过程操作
任务二拆装工业机器人各元件,
任务三组装与调试工业机器人机械与控制系统系统
考核评价
1课堂及实训表现、安全意识占10%
2作业、课堂笔记占10%
3单元测验占25%。
4实验操作技能考核与实验报告占30%
5学生自评与互评占15%
6学生解决实际问题的综合能力、创新精神和创造力占10%
知识拓展
工业机器人运动学与力学分析
四、课程教学建议
1、学时分配建议
表1教学学时分配(88学时)
序号
项目内容
课时
1
三自由度机械手
16
2
高速公路收费站运行
16
3
气动机械手的控制
16
4
电梯
16
5
工业机器人
16
6
考核机动
8
合计
88
2、教学建议
(1)本课程教学标准适用于机电一体化专业五年一贯制教学。
(2)本课程最好由具有“双师型”资格的教师任教。
(3)在教学过程中要采用多媒体的教学模式,并应配有大量的图片和教学短片。
(4)在讲解过程中,所涉及到的理论内容要为今后所学的专业课做好铺垫。
3、考核评价建议
(1)改革传统的学生评价方法,采用过程性评价,目标评价等。
(2)实施评价主体的多元性,采用教师评价和学生自评、互评的评价方法。
(3)具体的评价手段可以采用观测、开卷测试。
(4)评价重点为学生对相关领域的知识能从整体上进行把握、阐述。
本课程具体评价如下:
①课堂及实训表现、安全意识占10%
②作业、课堂笔记占10%
③单元测验占25%。
④实验操作技能考核与实验报告占30%
⑤学生自评与互评占15%
⑥学生解决实际问题的综合能力、创新精神和创造力占10%
4、教材编写、课程资源开发与利用建议
(1)教材编写要以岗位职业能力分析和职业技能考证为指导
(2)教材编写要以岗位任务引领,以工作项目为载体,强调理论与实践相结合
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