《Arduino(奧松)程序設(shè)計》課程標(biāo)準(zhǔn)

1、課程名稱：Arduino（奧松）程序設(shè)計學(xué) 分：4計劃學(xué)時：72適用專業(yè)：應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)1 .前言1.1 課程性質(zhì)Arduino （奧松）程序設(shè)計（以下簡稱奧松）課程是應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)進行崗位能力培 養(yǎng)的一門專業(yè)拓展課，它側(cè)重理論知識掌握與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，是學(xué)生將來從事智能電子控制器應(yīng)用技術(shù)方向發(fā)展的基礎(chǔ)，對學(xué)生職業(yè)能力的提升和職業(yè)素質(zhì)的養(yǎng)成具有良好的支撐作用。根據(jù)學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)規(guī)律，本課程構(gòu)建于電路分析基礎(chǔ)、C語言程序設(shè)計等基礎(chǔ)課程之上，從什么是奧松、使用奧松進行程序設(shè)計可以帶來哪些便利、奧松可以進行何種項目的開發(fā)等方面為理論依托進行課程講解， 同時將一定的項目開發(fā)實踐作為實訓(xùn)導(dǎo)向。本課

2、程以學(xué)生未來工作需求組織教學(xué)內(nèi)容、為從事嵌入式開發(fā)提供理論基礎(chǔ)和實踐技能。通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生具備奧松程序設(shè)計的基礎(chǔ)， 培養(yǎng)學(xué)生初步認(rèn)識以奧松單片機為基礎(chǔ)的嵌入式領(lǐng)域現(xiàn)狀，學(xué)會分析、解決專業(yè)問題的能力，為走上工作崗位奠定基礎(chǔ)。1.2 設(shè)計思路本課程是依據(jù)“應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)工作任務(wù)和職業(yè)能力分析表”中的“智能電子控制器應(yīng) 用技術(shù)”任務(wù)領(lǐng)域設(shè)置。其總體設(shè)計思路是： 針對以單片機為基礎(chǔ)的嵌入式開發(fā)企業(yè)的嵌入式軟 （硬）件工程師等崗位要求，使學(xué)生掌握奧松程序設(shè)計，了解單片機應(yīng)用實際。然而高等職業(yè)教 育注重的技能培養(yǎng)，考慮到高職學(xué)生理論知識的接受和理解能力，側(cè)重基礎(chǔ)理論和生產(chǎn)實踐需求相結(jié)合。按照“資訊

3、、決策、計劃、實施、檢查、評估”行動導(dǎo)向的原則組織教學(xué)，教學(xué)過程的 設(shè)計與半導(dǎo)體原理與應(yīng)用過程相一致。精心設(shè)計每個學(xué)習(xí)性工作任務(wù)的引導(dǎo)文，以學(xué)生為中心， 進行小組合作學(xué)習(xí)， 教師作為教學(xué)過程的組織者，引導(dǎo)和促進學(xué)生的學(xué)習(xí)， 充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。本課程安排在第 5學(xué)期進行，共72學(xué)時，4學(xué)分。2 .課程目標(biāo)2.1 總體目標(biāo)本課程根據(jù)應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，從以單片機為基礎(chǔ)的嵌入式開發(fā)企業(yè)的嵌 入式軟（硬）件工程師等崗位要求方面出發(fā)， 使學(xué)生加深對嵌入式軟 （硬）件設(shè)計的認(rèn)知和了解， 提高學(xué)生從事嵌入式軟（硬）件輔助開發(fā)的職業(yè)素養(yǎng)。通過對什么是奧松、奧松開發(fā)的方便性、 奧松可以進行哪

4、些項目開發(fā)的認(rèn)識和學(xué)習(xí)，學(xué)生將在嵌入式技術(shù)方面的基礎(chǔ)知識、基本技能、學(xué)習(xí)策略和文化拓展意識等方面上有所發(fā)展，以勝任未來的職業(yè)工作崗位。同時培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際，根據(jù)企業(yè)實際條件樹立設(shè)計方案的管理意識，樹立質(zhì)量第一的觀點和分工協(xié)作團隊意識以及嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍的嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)。2.2 具體目標(biāo)2.2.1 知識目標(biāo)（1） 了解奧松開發(fā)板的基本結(jié)構(gòu)，理解奧松編程語法，掌握奧松開發(fā)板的使用，以奧松為平 臺的課程教學(xué)需要搭建硬件、檢測與控制電路，然后編寫控制程序燒錄代碼，就可以完成器件的各種動作和行為；（2）掌握LED燈系列項目，包括 LED閃燈器、S.O.S莫爾斯碼信號源、交通信號燈、互動交 通燈、LED跑

5、馬燈、互動LED跑馬燈、閃爍燈、 RG形燈等專題，主要是奧松的基礎(chǔ)知識。（3）掌握簡單的發(fā)生器和傳感器系列項目，包括壓電聲音報警器、壓電揚聲器、壓電振動傳 感器、光敏元件等專題，主要是奧松I/O 口的編程基礎(chǔ)知識；（4）掌握使用奧松驅(qū)動直流電機、完成二進制計數(shù)器、LED點陣顯示器等項目，解決復(fù)雜項目環(huán)境下編程難點；(5)掌握舵機的控制、步進電機、超聲測距儀和奧松機器人的搭建，包括會走路的小型機器 人、避障小車、巡線小車三個專題，主要是奧松機器人的綜合運用；(6)運用所學(xué)知識，通過學(xué)習(xí)，對復(fù)雜項目環(huán)境的編程難點有較為清晰的理解，有深刻的認(rèn) 識，就業(yè)時能迅速完成從理論到實踐的過渡，提高就業(yè)能力。2

6、.2.2 能力目標(biāo)(1)能讀懂奧松編程語句，會使用奧松開發(fā)板，會編寫程序控制代碼并燒錄到奧松開發(fā)板， 能以開發(fā)板為平臺搭建硬件、檢測與控制電路，完成部件的各種動作和行為；(2)能獨立完成LED燈系列項目，包括 LED閃燈器、S.O.S莫爾斯碼信號源、交通信號燈、 互動交通燈、LED跑馬燈、互動LED跑馬燈、閃爍燈、RG形燈等專題，主要是奧松的基礎(chǔ)知識。(3)能獨立完成簡單的發(fā)生器和傳感器系列項目，包括壓電聲音報警器、壓電揚聲器、壓電 振動傳感器、光敏元件等專題，主要是奧松I/O 口的編程基礎(chǔ)知識；(4)能獨立完成奧松驅(qū)動直流電機、完成二進制計數(shù)器、LED點陣顯示器等項目，解決復(fù)雜項目環(huán)境下編程

7、難點；(5)能完成舵機的控制、步進電機、超聲測距儀和奧松機器人的搭建，包括會走路的小型機 器人、避障小車、巡線小車三個專題，主要是奧松機器人的綜合運用；2.2.3 素質(zhì)目標(biāo)奧松程序設(shè)計遵循 STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics )四位一體的 理念，即科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)的教育，學(xué)生在運用奧松平臺進行機器人創(chuàng)造開發(fā)的時候，把 學(xué)習(xí)到的零碎知識與機械工程轉(zhuǎn)變成一個探究世界相互聯(lián)系的不同側(cè)面過程，使得學(xué)生在雜亂無章的學(xué)習(xí)情境中獲得設(shè)計能力、合作能力、問題解決能力和實踐創(chuàng)新能力的提升。通過學(xué)習(xí)使學(xué)生了解奧松開發(fā)的基本方法，使學(xué)生擁有從

8、事智能電子控制器方向的基本理論知識，學(xué)會嚴(yán)謹(jǐn)對待科學(xué)實驗的工作態(tài)度和認(rèn)真負責(zé)的工作面貌，為以后的工作和進一步學(xué)習(xí)打下必要的基礎(chǔ)。3.課程內(nèi)容與要求序號教學(xué)任務(wù)課程內(nèi)容及教學(xué)要求教學(xué)設(shè)計參考學(xué)時1奧松開發(fā)板的使用及奧松編 程入門1.了解奧松開發(fā)板的基本結(jié)構(gòu)采用多媒體教學(xué) 與實訓(xùn)相結(jié)合方 式82.理解奧松編程語法3.掌握開發(fā)板的使用，包括編寫 控制程序，燒寫程序代碼2點亮LED燈系歹U項目1.理解并掌握奧松開發(fā)板點亮LED的原理122.掌握LED閃爍器、S.O.S莫爾斯碼信號源、交通燈的制作與設(shè)計3.掌握奧松開發(fā)板進行 LED跑馬 燈、閃爍燈、RGB彩燈等實驗開 發(fā)的方法3簡單的發(fā)生器和傳感器1.

9、理解并掌握發(fā)生器的發(fā)聲原理 和傳感器的檢測原理，了解元器 件特性122.掌握壓電聲音報警器、壓電揚 聲器、壓電振動傳感器等專題實 驗4復(fù)雜項目環(huán)境下的編程1.理解奧松驅(qū)動直流電機202 .掌握二進制計數(shù)器的設(shè)計3 .掌握使用奧松開發(fā)板點亮LED點陣顯示器5奧松機器人1 .掌握奧松開發(fā)板驅(qū)動舵機、步 進電機的方法2 .掌握奧松開發(fā)板設(shè)計超聲測距 儀3 .能組裝簡單的奧松機器人、巡 線避障小車204.實施建議4.1 教材選用和編寫建議1.1 薦教材教師自編教材1.2 薦參考書Arduino從簡單到實踐Michael McRoberts 著楊繼志郭敬譯電子工業(yè)出版社 20131.3 教學(xué)建議學(xué)習(xí)情境

10、1 :奧松開發(fā)板的使用及奧松編程入門步驟工作過程教學(xué)方法建議學(xué)時資訊了解開發(fā)板的構(gòu)成，功能模塊，熟悉編程軟件IDE環(huán)境引導(dǎo)文1決策與計劃制訂實驗方案引導(dǎo)文、分組討論、任務(wù)驅(qū)動1實施掌握開發(fā)板的使用，包括 編寫控制程序，燒寫程序 代碼案例教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動4檢查與評估小組總結(jié)、匯報檢測結(jié)果匯報討論、答辯法2學(xué)習(xí)情境2:點亮LED燈系列項目步驟工作過程教學(xué)方法建議學(xué)時資訊LED燈發(fā)光原理，理解并掌 握奧松開發(fā)板點亮 LED的 原理引導(dǎo)文2決策與計劃制訂制作方案引導(dǎo)文、分組討論、任務(wù)驅(qū)動1實施掌握LED閃爍器、S.O.S 莫爾斯碼信號源、交通燈 的制作與設(shè)計，掌握奧松 開發(fā)板進行LED跑馬燈、 閃爍燈、

11、RG影燈等實驗開 發(fā)的方法案例教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動8檢查與評估小組總結(jié)、匯報檢測結(jié)果匯報討論、答辯法1學(xué)習(xí)情境3:簡單的發(fā)生器和傳感器步驟工作過程教學(xué)方法建議學(xué)時資訊理解并掌握發(fā)生器的發(fā)聲 原理和傳感器的檢測原 理，了解元器件特性引導(dǎo)文2決策與計劃制訂制作方案引導(dǎo)文、分組討論、任務(wù)驅(qū)動1實施掌握壓電聲音報警器、壓案例教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動8電揚聲器、壓電振動傳感 器等專題實驗檢查與評估小組總結(jié)、匯報檢測結(jié)果匯報討論、答辯法1學(xué)習(xí)情境4:復(fù)雜項目環(huán)境下的編程步驟工作過程教學(xué)方法建議學(xué)時資訊理解直流電機、二進制計 數(shù)器、LED點陣顯示器的工 作原理引導(dǎo)文4決策與計劃制訂制作方案引導(dǎo)文、分組討論、任務(wù)驅(qū)動2實施理

12、解奧松驅(qū)動直流電機，掌握二進制計數(shù)器的設(shè) 計，掌握使用奧松開發(fā)板 點亮LED點陣顯示器案例教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動12檢查與評估小組總結(jié)、匯報檢測結(jié)果匯報討論、答辯法2學(xué)習(xí)情境5:奧松機器人步驟工作過程教學(xué)方法建議學(xué)時資訊理解奧松開發(fā)板驅(qū)動舵 機、步進電機、測距儀的 方法引導(dǎo)文4決策與計劃制訂制作方案引導(dǎo)文、分組討論、任務(wù)驅(qū)動2實施能完成小型奧松機器人、 智能小車的組裝案例教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動12檢查與評估小組總結(jié)、匯報檢測結(jié)果匯報討論、答辯法21.4 教學(xué)考核評價建議項目評價采用自我評價、小組互評和教師點評相結(jié)合，以學(xué)生自我評價為主，學(xué)生互評為輔，教師在評價過程中起引導(dǎo)調(diào)控作用。要求學(xué)生充分展示設(shè)計成果和項

13、目的學(xué)習(xí)心得，然后以五級打分制從學(xué)習(xí)準(zhǔn)備和計劃實施的學(xué)習(xí)效果、作業(yè)步驟、項目完成結(jié)果等方面進行自我評分，小組根據(jù)其講述情況和項目完成結(jié)果，小組成員討論后從表達能力、團隊協(xié)作和溝通能力、 項目完成結(jié)果等方面給出評價和打分，教師根據(jù)具體情況給予點評。課程考核由過程考核和結(jié)業(yè)考核兩個部分構(gòu)成，過程考核根據(jù)各教學(xué)項目完成的情況參考項目評價結(jié)果計分，結(jié)業(yè)考核由期末的集中考核完成，其中過程考核占40%結(jié)業(yè)考核占60%課程考核目的意義過程考核40%作業(yè)反映對實驗內(nèi)容理解掌握的程度使學(xué)生重視做作業(yè)，培養(yǎng)科 學(xué)地分析問題和解決問題的 能力實際操作鍛煉實際動手能力，讀識圖能力，隨時 檢查學(xué)生的聽課效果對實際操作中

14、出現(xiàn)的問題及 時解決并加以訂正，提高動 手能力課堂提問反映對課堂知識的理解，理論聯(lián)系實際 能力提高學(xué)生課堂上的注意力， 減少跑小差的人數(shù)及次數(shù)課堂搶答反映學(xué)生對知識的綜合運用能力給學(xué)習(xí)好的學(xué)生以表現(xiàn)的機 會，起到帶動全班的作用項目完成反映學(xué)生對項目的認(rèn)識與知識的實際 應(yīng)用以項目化教學(xué)，每個項目完 成都有實際的評價與打分結(jié)業(yè)考核60%項目書面報告檢查卷面考試中沒有出現(xiàn)的但又是基 本的知識鍛煉學(xué)生的應(yīng)變能力，理論 聯(lián)系實際的能力，表達能力 及語言的組織能力期末卷面成績對整個學(xué)期所學(xué)習(xí)過的知識的考查為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下良好 的基礎(chǔ)1.5 課程資源的開發(fā)與利用1 .與企業(yè)合作開發(fā)教材或指導(dǎo)用書自編講義。2 .教學(xué)材料：學(xué)習(xí)任務(wù)書、學(xué)習(xí)記錄