汽车单片机在高职院校教学中的探讨范文
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摘要：随着汽车上电子化程度越来越高，汽车行业迫切地需要懂汽车单片机技术的专业人才。作为汽车电子技术专业的核心课程，《汽车单片机与车载网络技术》在高职院校人才培养方案中居于重要的地位，其课程的发展要与汽车技术的更新相一致。针对汽车单片机应用性强的课程特点，结合课程的实际教学，认真分析了汽车单片机课程实践教学的现状，从不同方面深入探讨了课程教学改革的思路。通过课程改革，旨在激发学生对汽车单片机的兴趣，培养学生利用单片机解决汽车工程问题的能力，以适应日新月异的汽车技术新要求。
关键词：汽车单片机；高职院校；实践教学；课程改革
0引言
微控制器习惯上被人们称为单片机，单片机具有控制精度高、响应速度快、体积小、抗干扰能力强、应用灵活等优势，应用在汽车上，能够使得汽车电控发动机、自动变速器等在不同的工况下始终在最佳的状态下进行运转，各系统相关的性能指标都能获得很大的提升，与单纯的机械控制系统相比，单片机在汽车上发挥着无可替代的重要作用[1]。单片机的应用，使得汽车的动力性、安全性、经济性、排放性等使用性能大为提高，完美地实现了人-汽车-环境三者的和谐相处。由此可见，汽车行业会需要大量的汽车单片机技术人才。汽车单片机课程是汽车电子技术专业的一门核心课程，该门课程具有很强的理论性和实践性，同时，学好这门课程还需要很强的逻辑思维，通过本课程的学习，学生能够掌握汽车单片机的基本理论，在此基础上培养学生解决实际问题的能力。为了采用合适的教学方法提升汽车单片机的教学质量，许多大学都为之进行了有益的探索和尝试[2、3]。根据实际的教学经验，要想使得学生能够真正的掌握汽车单片机，注重理论教学的同时，需要将实践教学摆在十分重要的位置上，积极探讨符合汽车单片机课程特点的教育新方式，有效地调动学生学习汽车单片机的积极性，锻炼学生用单片机理论知识分析和解决实际问题的能力。
1实践教学面临的困境
①作为汽车电子控制系统的核心，掌握单片机的基本原理，需要进行很多的实践项目训练。在平时的实训中，存在实训设备比较陈旧的现象，不能很好地适应汽车技术的快速发展，尤其是专门针对汽车专业的单片机项目教学实训台更为匮乏，由于缺少教学实训的载体，就很难破解汽车单片机这门课程的教学难点，不利于培养既懂汽车维修，又懂单片机技术的复合型高层次应用人才。②单片机课程包括硬件资源、软件编程和应用设计等内容，是一门多理论、多基础、实践性很强的课程，这些内容不仅跨度大，而且十分抽象难懂，再加上学生无法看到汽车单片机程序所应呈现的运行结果，未能对汽车单片机获得形象、生动的认知，从而导致学生学习的热情不高，实践的教学效果与老师的辛勤付出有明显的差距。③根据学生的实际情况，会使用任务驱动法贯穿于整个实践教学中，这样的教学方式只会让学生简单地运行汽车单片机的现有程序并看到已经确定了的运行结果。至于更深层次的问题，譬如程序如何编写与调试，就一概不知，更谈不上学以致用。导致这样结果的原因在于：学生没有系统的理论基础，缺乏独立思考问题所需要的背景知识。
2课程教学改革的思路
2.1创建“汽车单片机工作室”
经过汽车维修市场调研，发现现在的汽车修理难点不再是机械故障，而是电路故障。电路维修的技术难点在于汽车控制模块。因此，汽车维修业越来越需要既能掌握汽车检测技术，又能通晓汽车单片机技术的复合型人才。基于这样的背景，我院车辆工程系开设了《汽车单片机与车载网络技术》这门课程，虽然让学生能够初步地认识汽车单片机，但因实训条件所限，造成了学生所学的理论不能通过实践来进行验证的尴尬境地。为了让学生能够深入理解汽车单片机的原理以及正确的检测方法，很有必要创建“汽车单片机工作室”，然后根据实际工作岗位要求开发汽车单片机的实训项目，通过硬件电路的设计、电子元件的焊接、软件程序的编写与调试、单片机仿真、单片机故障诊断与排除这些循序渐进的实训项目，从而激发学生的学习兴趣，使学生把学懂了的单片机技术应用到汽车修理中来，努力成为具有工匠精神的复合型人才。
2.2基于Proteus软件开展单片机仿真教学
针对汽车单片机课程抽象不易理解的特点，将仿真软件“Proteus”引入到课程的实践教学中，将抽象的内容变得形象化，以提高课程的趣味性，达到良好的教学效果。Proteus软件作为一种EDA工具软件，该软件是由英国LabCenterElectronics公司出版。和其它EDA工具软件一样，它也具有仿真作用。除此以外，它还具有特别的功能：协同进行微处理器仿真与电路仿真，同时可以联合KeilC51软件在虚拟原型上实现处理器的软硬件测试，并验证功能效果。Proteus作为出色的设计软件，能够将虚拟仿真功能、电路仿真功能和PCB设计功能三者融合起来，可以完成从概念到产品的整个设计。Proteus软件的优势在于能够减少开发成本、提升研发速度，根据仿真结果，可以判断外围电路和控制程序的正确性，使得调试效率大大提高[4、5]。
2.3积累相关背景知识
汽车单片机作为一门技术含金量很高的课程，要想学好它，需要积累很丰富的背景知识，背景知识是掌握汽车单片机所必须具备的内容，这背景知识包括数字电路、模拟电路、C语言基础、常用电子元件的性能、电子装配工艺、Proteus软件以及KeilC51软件的使用，在此基础上，遵循由浅入深、循序渐进的教学规律，将单片机技术应用到汽车电路的设计中，譬如汽车大灯控制电路、汽车车窗控制电路、发动机喷油控制电路等，然后，按照“程序调试→软件仿真→单片机烧录程序→试验板通电实验→验证功能效果”的思路开展“课题引导式”的汽车单片机实践教学。
2.4打造具备“三重能力”的师资队伍
与传统意义上的职业院校“双师型”素质教师不同，开展汽车单片机教学需要具备“三重能力”的师资队伍，即理论讲授能力、Proteus仿真软件演示能力和实践动手能力，才能将理论教学与实训教学深度融合起来，有效地推进汽车单片机课程改革，努力提高高职院校汽车单片机创新型人才的专业素养。
3结束语
为适应汽车技术的快速发展，汽车单片机作为汽车电子技术专业的核心课程，教学也需要与时俱进。针对汽车单片机课程在实践教学中面临的困境，结合实际的教学情况，从创建“汽车单片机工作室”、基于Proteus软件开展单片机仿真教学、积累相关背景知识、打造具备“三重能力”的师资队伍等四个方面详细探讨了汽车单片机课程教学改革的思路，通过教学改革，旨在培养学生对专业的兴趣，在实践中掌握汽车单片机的理论知识，提升学生利用创新思维解决实际工程问题的能力，以适应现代汽车企业对于多元化人才的需求。
参考文献：
[1]南金瑞，金狄，刘波澜.汽车单片机及车载总线技术[M].北京：北京理工大学出版社，2013.
[2]李洁，李卫兵，杜玉杰.《单片机原理及应用》实验教学改革与实践[J].实验科学与技术，2012（8）：92-94.
[3]冯玉昌，门洪.《单片机原理及应用》课程教学改革的探索与实践[J].东北电力大学学报，2009，29（5）：19-21.
[4]王娟.Proteus软件在单片机专题实训中的应用[J].实验室研究与探索，2012，31（8）：72-74.
[5]王海燕，杨艳华.Proteus和Keil软件在单片机实验教学中的应用[J].实验室研究与探索，2012，31（5）：88-91.
作者:李海岗 孙丽 李小菊 单位:包头职业技术学院
