基于机器人为载体的单片机课程设计探析

范永明

[摘 要] 作为当前世界热门的研究领域，机器人技术很好地映射了人类机械工程、电子技术、计算机以及人工智能技术尖端的研究成果。与此同时，机器人也可以作为技工院校在实践教学期间一个有效提高学生实践能力、理论知识的平台。基于以上背景，对技工院校单片机课程展开深入分析，在阐述基于机器人的单片机课程教学意义的同时，分别从教学目标可视化、实训器材教学两个方向对单片机课程展开设计探析，以有效提高单片机课程教学的质量，为社会提供兼具理论知识、实践能力的科技人才。

[关 键 词] 单片机；机器人；课程设计

[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）18-0076-01

将单片机课程引入机器人中，对学生开展教学，不仅可以为学生的单片机理论知识提供一个有效的载体，更能够有效锻炼学生的操作、实践能力，在培养创新精神的同时，可有效推动机电一体化专业的课程设计、实践教学的发展。

一、以机器人为载体的单片机教学意义

将机器人技术应用在技工院校的单片机课程教学中，主要是因为机器人技术具备很强的适应性，其应用的多样化、多领域技术，完全可以满足单片机课程教学的相关需求。此外，机器人技术具备很强的开放性，能够以教学目的为依据进行功能模块的增加、减少，十分有利于学生在学习阶段发散创新思维。将机器人引入单片机教学中，可以为课程的设计找到主要价值，即教学单片机应用的真实性、实践性以及主动性，真正将单片机应用放在社会的角度开展教学工作，实现机电一体化课程的职业化教学[1]。

二、实现可视化的教学目标

在开展单片机课程教学期间，教师应以机器人为载体，将单片机应用教学目标分解，实现可视化教学目标。例如，在开展机器人单片机设计课程中，教师先将机器人设计这一目标分解为多个目标，进而有效确立职业岗位技能要求，以下为机器人设计教学目标分解表。

在开展机器人单片机应用教学期间，教师应该先指导学生对机器人的功能进行演示，让学生亲手操作，亲眼所见机器人的功能，以可视化方式，使学生对教学目标以及分解目标深入了解，最终明确学习的目的，并使学生具备高昂的学习热情。

开展可视化教学目标，可以将学生的能力、知识、素质都融入目标中，在实施过程中强化学生对岗位需求的了解、认知，并在目标实践的过程中不断增强自主学习的意识，逐渐成为单片机课程教学的主体[2]。

三、实训器材教学的建设

（一）同步开发原则

当前，技工院校在开展《单片机应用》教学期间，大多数学校都不会配备配套的实训器材，这种现象直接造成学生理论知识扎实、实践能力欠缺的现象，因此，校方应加大配套设备的投入力度，确保学生在学习“机器人”设计期间，可依托配套的设备，实现理论、实践同步开发的原则，使学生的理论、实践能力共同提升。

（二）模块化设计课程

在开展单片机教学期间，应该以机器人为载体，将单片机的应用知识点散布到机器人的各个功能模块中，使单片教学知识与机器人的功能所对应。开展教学过程中，每讲到一个单片机应用的知识点，就以机器人的功能模块作为学生实践训练完成的目标，即机器人的完整的功能模块，就是单片機功能叠加起来的一个整体，当教师讲完所有单片机应用，学生最后就可以制作出一个完整的机器人。

此外，在开展模块化设计期间，需要注意，首先要防止学生将单片机应用过度集合，即将所有应用都整合在一个机器人身上——过度创新，这种行为会加大机器人的开发难度，使学生学习难度提高。其二是尽量采用“散件”单片机硬件器材，让学生切身感受到单片机的设计、组装、程序编写全程[3]。

为了有效提高技工院校单片机应用教学的效果，使学生同时具备强大的理论和优秀的实践能力，首先作为教师应明确将机器人设计融入单片机应用教学中的意义，随后在带领学生研究单片机应用期间，将“机器人设计制作”的教学目标进行分解，使学生每完成一个目标，即能充分了解对应岗位的职业技能，同时，校方应加大对教材配套的硬件设备的投入，并将单片机的应用分布于机器人的功能模块中，让教师带领学生实现一个又一个目标，最终制作出完整的机器人，使学生真正深入了解单片机应用课程的教学内容，并培养学生实践、创新的能力。

参考文献

[1]许超，吴新杰，王倩.非特定人语音控制机器人的课程设计与实现[J].实验室研究与探索，2016，35（6）：178-180.

[2]李琳.以小型机器人为载体的创新性嵌入式课程教学研究[J].科技创业月刊，2017，30（17）：42-43.

[3]刘修泉，程院莲.基于教育机器人的单片机技术教学改革与实践[J].新疆职业教育研究，2016，7（2）：55-56.