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多年来，本科应用型人才培养问题一直困顿着我们，很多学生有限于甚至脱钩于实践能力的培养和锻炼，实践能力得不到社会的认可，面临着毕业即失业的尴尬境地。

作为国家重点院校，国家和社会各界给予较为雄厚的财力支持，教学和实践条件都非常优越，实践能力如何提升，如何与社会接轨，仍是教学上的一大痼疾。

而对于普通高等院校，由于财力、物力等各方面条件捉襟见肘，实践条件更不能与重点高校同日而语，教育质量和人才培养质量更难以得到社会的认可。为数众多的普通高等院校，如何以现有的财力、物力，较好地解决本科应用型人才培养问题，切实提高课程教学质量和人才培养质量，也是这些高校不得不面临的问题。  

如何提高本科应用型人才培养质量也是困扰老师多年的一个难题。许多老师一直想教会学生，就是找不到合适的方法，总是白费力气。为了切实提高本科应用型人才培养质量，教育部高教司成立“CDIO工程教育联盟”。但在CDIO实施的过程中，由于缺乏高水平的应用型人才培养教师，以及高效的基于CDIO工程人才培养的课程教学模式和人才培养模式，许多高校举步维艰，许多高校流于形式。

在教学过程中采用的“课程教学模式”非常重要。好的课程教学模式，会起到“事半功倍”的教学效果，说是“天翻地覆”的变化也不为过。采用好的“课程教学模式”和“人才培养模式”，学生学习热情会特别高，学习兴趣浓厚，学习效果良好，在轻松愉快的学习气氛中，学生的设计能力、表达能力、团结协作、互帮互助能力及各方面能力都得到全面提升。学生在大幅提高能力的同时，老师也在不断提高自己的能力，对本专业涉及知识理解更深刻，而且在教学过程中和学生相处融洽，赢得学生的尊重，真正感受到作为一名老师的价值，内心充满成就感。

本科教育是研究生教育和人才培养选拔的基石，处于大学教育的中心地位。本科教育是高等教育“四梁八柱”中的“顶梁柱”，本科不牢，地动山摇。教育部高教司吴岩司长在打赢全面振兴本科教育攻坚战的报告中明确指出：中国高等教育迈入提高质量新时代，除了创新，教育无路可走，除了革命，教育无路可走，中国高等教育人才培养范式必须进行一次重大改革，才能打赢全面振兴本科教育攻坚战。

目前，单边主义、保护主义、逆全球化等致使全球经济动荡加剧。以美国为首的部分国家对我国政治、经济、科技、人才等进行堂而皇之的全面遏制，不择手段的全面绞杀，导致我国急需大批高质量的工程应用人才。传统的高等教育课程教学模式和人才培养模式，显然已经不能满足这种人才培养的新需求，急需一种切实可行、行之有效、便于大规模推广的课程教学模式和人才培养模式，快速培养大批高质量的工程应用人才。

针对上述问题，基于本科应用型人才培养，从更新思想和构建理念入手，本着教育最基本的宗旨和以生为本、立德树人的教育理念，确定从最基础、最普遍、影响面最广、财力物力投入也较少的课程教学改革入手，以能力培养为目标，以工具先行为手段，以系统设计为主线，大力进行课程教学模式改革和人才培养模式改革，创建切实可行、行之有效、便于大规模推广应用的能力驱动课程教学模式和能力驱动人才培养模式，并进行改进、完善和大规模推广应用，让更多的学生在理论联系实际上得到质的飞跃，生发出强大的发展动能，切实提高课程教学质量和人才培养质量，为国家和社会快速培养大批高质量的本科应用人才。


本课程与同类课程相比较，其突出的特色及改革创新点主要如下：

（1）以能力培养为目标，为学生提供一种强调工程基础，建立在真实世界的产品和系统的“构思—设计—实现—运行”全过程的工程教育。本课程首先以“用单片机点亮一盏灯”为实例，让初学者快速掌握单片机应用系统的开发工具，提高初学者对单片机应用系统设计与开发的认知和兴趣。在后续的每一个知识点的学习过程中，在对单片机原理和应用技术进行简要论述的基础上，均以较完整的单片机应用系统设计为实例，把单片机理论和应用技术与单片机应用系统设计实践有机地结合起来，进一步对单片机原理和应用技术进行深入的论述，使学生在系统地掌握单片机原理和应用技术理论的同时，完整地掌握“构思—设计—实现—运行”全过程的工程设计，切实提高学生的单片机应用系统的设计与开发能力。

（2）以工具先行为手段，以完整的单片机应用系统设计为实例，为初学者提供一种得心应手的学习工具。在本课程中，单片机应用系统设计实例均包含系统设计要求、系统设计分析、系统原理图设计、系统程序流程图设计、系统汇编语言源程序设计或C语言源程序设计、在Keil中对程序进行仿真调试、在Proteus中进行系统仿真调试，或在Keil和Proteus中进行系统联合仿真调试等，使初学者在没有教师指导的情况下，按照系统设计实例的操作步骤，也能够很好地进行单片机应用系统的设计，切实提高初学者的学习兴趣、学习积极性和学习成效。

（3）以系统设计为主线，以单片机原理的学习和应用系统设计为主线，以编程语言的学习为辅。本课程按照工程设计的思想，在每一个具体的单片机应用系统设计的过程中，让学生根据系统设计的需要，进行单片机原理的学习和应用系统设计，在系统设计过程中，较好地掌握编程语言的使用和程序设计的方法，切实培养学生的工程设计能力。

（4）工程性使用编程语言，在单片机原理学习和应用系统设计过程中，根据工程设计的要求使用编程语言，以汇编语言程序设计为主，兼顾C语言程序设计，使学生在快速掌握单片机的原理和应用技术的同时，把汇编语言程序设计与C语言程序设计有效地结合起来，较好地进行单片机应用系统的设计和开发。

（5）课内实例与课外设计作业有机地结合，在课程教学实例的基础上，合理地设计一系列综合性的课外设计作业，进一步提高学生单片机应用系统的设计能力，激发其兴趣，培养其爱好，提高其自信心和成就感，让学生在反反复复的设计过程中较好地掌握单片机应用系统的设计思路和方法。

      （6）仿真设计与实物设计有机地结合，以仿真设计为主，以实物设计为辅，使初学者在快速掌握单片机原理及应用系统设计的基础上，积累丰富的单片机应用系统的设计和开发经验，通过后续的以单片机应用系统实物设计为主的综合设计训练后，可以较好地进行单片机应用系统实物的设计。

 本课程基于高效的能力驱动课程教学模式和能力驱动人才培养模式进行授课，遵循教育教学规律和人才培养规律，体现先进教学理念，将知识传授、能力培养、价值塑造有机地结合起来，适用范围广，师生认可度高，可以适用于开设单片机原理与应用课程的任何专业，可以快速培养大批高质量的应用型人才。

 本课程以学生能力培养为目标，以工具先行为手段，以系统设计为主线，运用高效的能力驱动课程教学模式和完善的课程教学质量保障体系，通过几十个项目的系统分析、程序设计和仿真调试，把理论教学与实践教学有机地结合起来，使学生熟练掌握单片机原理与应用系统设计技术，大幅提高学生的系统分析能力、系统设计能力、实践能力和创新创业能力，为其它课程的学习奠定坚实的基础，并使同学们掌握高效的大学课程的学习方法，使学生想学、爱学、会学，为其它课程的学习和未来的发展奠定坚实的基础。


       本课程自2011年开始进行“以能力培养为目标，以系统设计为主线”的研究、探索与实践，经过十多年深入的研究、探索与实践，先后取得了一系列成果：

       2013年，成功创建切实可行、行之有效、便于大规模推广应用的“能力驱动课程教学模式”和“能力驱动人才培养模式”，较好地解决了困扰高等教育多年的课程教学质量问题和人才培养质量问题；

       2013年，被评为省资源共享课，并在辽宁本科教学网上线运行；

       2016年，参与跨校修读学分，已在十多所高校推广应用；

       2017年，《单片机原理与应用系统设计》教材，由清华大学出版社出版，荣获兵工高校优秀教材一等奖；

       2018年，本教学成果荣获辽宁省高等学校本科教学成果三等奖；

       2019年，基于本教材打造的教学课件，荣获沈阳高校创新创业教育优秀课件一等奖；

       2020年，基于理实教学一体化的单片机原理与应用案例体系设计，荣获中国计算机实践教学优秀案例二等奖；

       2020年，《单片机原理与应用系统设计》教材，荣获省优秀教材；

       2020年，面向本科应用型人才培养的能力驱动课程教学模式探索实践及大规模推广应用，荣获省教学成果二等奖；

       2020年，本课程被评为省一流课程；

       2013-至今，本课程视频资源，先后被辽宁省本科教学网、酷学辽宁、学习强国、超星慕雅、中国大学MOOC、学堂在线等平台选用，相关课程教学模式、教材、课件、视频资源等已在燕京理工学院、江西农业大学、安徽农业大学、华北理工大学、华中师范大学、沈阳工业大学、沈阳建筑大学、沈阳化工大学、沈阳城市建设学院、辽东学院、渤海大学、辽宁科技学院、沈阳科技学院、辽宁工业大学、沈阳理工大学等多所高校推广应用，已使数百名教师和数万名学生受益。

       欢迎各位同学选用本课程资源进行单片机原理的学习和单片机应用系统的设计！

       希望同学们能够多提宝贵意见，与张老师一道，共同推动高等教育本科课程教学质量和人才培养质量的进步！

下一节:1.1.0 填写《单片机原理与应用》课程教学学生基本情况调查表（授课前）说明

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单片机原理与应用课程列表：

第1章 概述

-1.0 写在前面

--写在前面

-1.1 学好单片机的意义

--1.1.0 填写《单片机原理与应用》课程教学学生基本情况调查表（授课前）说明

--《单片机原理与应用》课程教学学生基本情况调查表（授课前）

--1.1.1 从一张调查表开始本课程

--1.1.2 以人工智能为代表的第四次工业革命

--1.1.3 单片机与人工智能

--1.1.4 单片机是大幅拓宽专业面的有效途径

--讨论题

-1.2 能力驱动课程教学模式

--1.2.1 单片机课程是让老师和学生都痛苦的课程？

--1.2.2 能力驱动与能力驱动课程教学模式

--1.2.3 能力驱动课程教学模式的主要内容

--1.2.4 完善的课程教学质量保障体系

--1.2.5 在感恩与感悟中切实提升自己的能力

--讨论题

-1.3 单片机原理与应用基本概述

--1.3.1 计算机及其基本结构

--1.3.2 单片机的分类、技术指标及其特点

--1.3.3 单片机应用系统及应用领域

--讨论题

-第1章作业

第2章 单片机应用系统的设计与开发环境

-2.1 用单片机点亮一盏灯

--2.1.1 计算机及相关专业学生应掌握的开发工具

--2.1.2 如何用单片机点亮一盏灯

-2.2 用Proteus绘制原理图

--2.2.1 单片机应用系统（项目）设计文件的预管理

--2.2.2 单片机应用系统原理图的设计

--2.2.3 建立网络表及电气检测

--讨论题

-2.3 用Keil C编辑、编译和调试程序

--2.3.1 单片机应用系统程序的设计

--2.3.2 编译工程项目并创建HEX文件

--讨论题

-2.4 单片机应用系统仿真调试及实物制作

--2.4.1 单片机应用系统设计仿真调试

--2.4.2 利用Keil和Proteus联合仿真调试

--2.4.3 用单片机点亮一盏灯实物制作

--讨论题

-第2章作业

第3章 单片机原理学习与应用系统设计基础

-3.1 “零基础”学习单片机

--3.1.1 工具先行是学好单片机的必要保证

--3.1.2 “零基础”学习单片机

--讨论题

-3.2 各进制及其相互转换

--3.2.1 二进制数与十进制数之间的相互转换

--3.2.2 十六进制数与十进制数之间的相互转换

--3.2.3 二进制数的运算与编码

--讨论题

-3.3 常用电子元器件及集成电路

--3.3.1 常用电子元件

--3.3.2 常用半导体器件

--3.3.3 常用集成电路

--讨论题

-3.4 常用组合逻辑电路与时序逻辑电路

--3.4.1 基本逻辑运算与集成逻辑门

--3.4.2 常用组合逻辑电路

--3.4.3 常用时序逻辑电路

--讨论题

-第3章作业

第4章 MCS-51系列单片机硬件结构

-4.1 51系列单片机的引脚功能及总线结构

--4.1.1 初学单片机硬件结构应注意的一些问题

--4.1.2 51系列单片机的引脚功能及总线结构

--讨论题

-4.2 51系列单片机的内部结构及其工作原理

--4.2.1 51系列单片机的内部结构和运算器

--4.2.2 51系列单片机的控制器、振荡器及CPU时序

--4.2.3 51系列单片机的存储器

--4.2.4 51系列单片机工作原理实例分析

--4.2.5 51系列单片机的复位电路与最小系统

--讨论题

-第4章作业

第5章 51系列单片机汇编语言及其应用程序设计

-5.1 程序设计与程序设计语言

--5.1.1 工程性使用编程语言的教学方法

--5.1.2 程序设计与程序设计语言

--讨论题

-5.2 51系列单片机汇编语言程序结构与程序设计步骤方法

--5.2.1 51系列单片机汇编语言程序结构

--5.2.2 汇编语言程序设计步骤与方法

--讨论题

-5.3 置位程序与清零程序的设计

--5.3.1 51系列单片机片内程序存储器和片内数据存储器

--5.3.2 置位程序的设计

--5.3.3 清零程序的设计

--讨论题

-第5章作业

第6章 51系列单片机基本内部资源及其应用系统设计

-6.1 I/O口内部结构、工作原理及其应用系统设计

--6.1.1 I/O口内部结构、功能及操作方法

--6.1.2 利用P1口驱动发光二级管

--6.1.3 利用P1口驱动蜂鸣器

--讨论题

-6.2 定时器/计数器内部结构、工作原理及其应用系统设计

--6.2.1 定时器/计数器的内部结构及其工作原理

--6.2.2 定时计数器的工作方式

--6.2.3 利用定时计数器控制两盏灯按一定时间交替闪烁

--6.2.4 利用定时计数器输出占空比为一定比率的脉冲信号

--讨论题

-6.3 中断内部结构、工作原理及其应用系统设计

--6.3.1 中断与中断源

--6.3.2 中断控制

--6.3.3 中断响应

--6.3.4 利用定时中断控制两盏灯交替闪烁

--6.3.5 利用中断控制八盏灯花样闪烁

--讨论题

-6.4 串行口内部结构、工作原理及其应用系统设计

--6.4.1 串行通信方式

--6.4.2 串行口的功能与内部结构

--6.4.3 串行口的工作方式

--6.4.4 串行口的使用

--6.4.5 两个单片机串行通信系统设计

--6.4.6 串行口扩展应用系统设计

--讨论题

-第6章作业

第7章 51系列单片机常用接口及其应用系统设计

-7.1 LED数码管及其应用系统设计

--7.1.1 LED数码管的结构、分类及其显示方式

--7.1.2 利用串行口驱动1位LED数码管

--7.1.3 共阴极数码管与共阳极数码管的应用系统设计

--讨论题

-7.2 LCD液晶显示器及其应用系统设计（选用）

--7.2.1 LCD液晶显示器及其分类

--7.2.2 1602字符型LCD液晶显示模块

--7.2.3 基于1602LCD的液晶显示应用系统设计

-7.3 键盘及其应用系统设计

--7.3.1 键盘及其工作原理

--7.3.2 独立式键盘与矩阵式键盘

--7.3.3 独立式键盘应用系统设计

--7.3.4 矩阵式键盘应用系统设计

--讨论题

-7.4 AD转换器及其应用系统设计

--7.4.1 AD转换器的主要指标与接口

--7.4.2 AD转换器芯片ADC0808

--7.4.3 基于ADC0808的AD转换器与单片机的接口系统设计

--讨论题

-7.5 DA转换器及其应用系统设计

--7.5.1 DA转换器的主要指标与接口

--7.5.2 DA转换器芯片DAC0832

--7.5.3 基于DAC0832的DA转换器与单片机的接口应用系统设计

--讨论题

-第7章作业

第8章 51系列单片机测控技术及其应用系统设计

-8.1 单片机应用系统的基本结构及设计方法

--8.1.1 单片机应用系统的基本结构

--8.1.2 单片机应用系统的设计方法

--讨论题

-8.2 智能传感器及其应用系统设计（选用）

--8.2.1 智能传感器简介

--8.2.2 数字温湿度传感器SHT1x

--8.2.3 基于SHT10的智能传感器应用系统设计

-8.3 直流电动机及其应用系统设计

--8.3.1 直流电动机及其控制原理

--8.3.2 常用直流电动机的驱动电路

--8.3.3 基于L298N的直流电动机控制系统设计

--讨论题

-8.4 步进电动机及其应用系统设计

--8.4.1 步进电动机及其主要技术指标

--8.4.2 四相五线步进电动机28BYJ-48的驱动

--8.4.3 基于ULN2003A的步进电动机控制系统设计

--讨论题

-8.5 RS485多机远程通信及其应用系统设计（选用）

--8.5.1 RS485多机远程通信及其应用系统设计

--8.5.2 MAX487芯片及其工作原理

--8.5.3 基于MAX487的多机远程通信系统设计

-8.6 积极投入到以人工智能为代表的第四次工业革命

--8.6.1 积极投入到以人工智能为代表的第四次工业革命

--8.6.2 以另一份调查问卷结束本课程的教与学

--单片机原理与应用》课程教学成效调查表（授课结束时）说明

--《单片机原理与应用》课程教学成效调查表（授课结束时）

--讨论题

-第8章作业

主要教材、开发环境、实训平台及参考材料

-1、主要教材及获得相关成果

--1、主要教材

--2、取得成果

-2、开发环境

--开发环境

-3、实训平台

--实训平台（可选，建议）

-4、参考资料

--参考资料

-5、常见问题

--常见问题

写在前面笔记与讨论

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