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

1、課程名稱(chēng)：Arduino（奧松）程序設(shè)計(jì)學(xué) 分：4計(jì)劃學(xué)時(shí)：72適用專(zhuān)業(yè)：應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)1 .前言1.1 課程性質(zhì)Arduino （奧松）程序設(shè)計(jì)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)奧松）課程是應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)進(jìn)行崗位能力培 養(yǎng)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)拓展課，它側(cè)重理論知識(shí)掌握與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，是學(xué)生將來(lái)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(duì)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(yǔ)言程序設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)課程之上，從什么是奧松、使用奧松進(jìn)行程序設(shè)計(jì)可以帶來(lái)哪些便利、奧松可以進(jìn)行何種項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)等方面為理論依托進(jìn)行課程講解， 同時(shí)將一定的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)實(shí)踐作為實(shí)訓(xùn)導(dǎo)向。本課

2、程以學(xué)生未來(lái)工作需求組織教學(xué)內(nèi)容、為從事嵌入式開(kāi)發(fā)提供理論基礎(chǔ)和實(shí)踐技能。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生具備奧松程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)， 培養(yǎng)學(xué)生初步認(rèn)識(shí)以?shī)W松單片機(jī)為基礎(chǔ)的嵌入式領(lǐng)域現(xiàn)狀，學(xué)會(huì)分析、解決專(zhuān)業(yè)問(wèn)題的能力，為走上工作崗位奠定基礎(chǔ)。1.2 設(shè)計(jì)思路本課程是依據(jù)“應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)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(jì)思路是： 針對(duì)以單片機(jī)為基礎(chǔ)的嵌入式開(kāi)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(jì)，了解單片機(jī)應(yīng)用實(shí)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(shí)的接受和理解能力，側(cè)重基礎(chǔ)理論和生產(chǎn)實(shí)踐需求相結(jié)合。按照“資訊

3、、決策、計(jì)劃、實(shí)施、檢查、評(píng)估”行動(dòng)導(dǎo)向的原則組織教學(xué)，教學(xué)過(guò)程的 設(shè)計(jì)與半導(dǎo)體原理與應(yīng)用過(guò)程相一致。精心設(shè)計(jì)每個(gè)學(xué)習(xí)性工作任務(wù)的引導(dǎo)文，以學(xué)生為中心， 進(jìn)行小組合作學(xué)習(xí)， 教師作為教學(xué)過(guò)程的組織者，引導(dǎo)和促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)， 充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。本課程安排在第 5學(xué)期進(jìn)行，共72學(xué)時(shí)，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(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，從以單片機(jī)為基礎(chǔ)的嵌入式開(kāi)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(duì)嵌入式軟 （硬）件設(shè)計(jì)的認(rèn)知和了解， 提高學(xué)生從事嵌入式軟（硬）件輔助開(kāi)發(fā)的職業(yè)素養(yǎng)。通過(guò)對(duì)什么是奧松、奧松開(kāi)發(fā)的方便性、 奧松可以進(jìn)行哪

4、些項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)，學(xué)生將在嵌入式技術(shù)方面的基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能、學(xué)習(xí)策略和文化拓展意識(shí)等方面上有所發(fā)展，以勝任未來(lái)的職業(yè)工作崗位。同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，根據(jù)企業(yè)實(shí)際條件樹(shù)立設(shè)計(jì)方案的管理意識(shí)，樹(shù)立質(zhì)量第一的觀點(diǎn)和分工協(xié)作團(tuán)隊(duì)意識(shí)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(shí)目標(biāo)（1） 了解奧松開(kāi)發(fā)板的基本結(jié)構(gòu)，理解奧松編程語(yǔ)法，掌握奧松開(kāi)發(fā)板的使用，以?shī)W松為平 臺(tái)的課程教學(xué)需要搭建硬件、檢測(cè)與控制電路，然后編寫(xiě)控制程序燒錄代碼，就可以完成器件的各種動(dòng)作和行為；（2）掌握LED燈系列項(xiàng)目，包括 LED閃燈器、S.O.S莫爾斯碼信號(hào)源、交通信號(hào)燈、互動(dòng)交 通燈、LED跑

5、馬燈、互動(dòng)LED跑馬燈、閃爍燈、 RG形燈等專(zhuān)題，主要是奧松的基礎(chǔ)知識(shí)。（3）掌握簡(jiǎn)單的發(fā)生器和傳感器系列項(xiàng)目，包括壓電聲音報(bào)警器、壓電揚(yáng)聲器、壓電振動(dòng)傳 感器、光敏元件等專(zhuān)題，主要是奧松I/O 口的編程基礎(chǔ)知識(shí)；（4）掌握使用奧松驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)、完成二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、LED點(diǎn)陣顯示器等項(xiàng)目，解決復(fù)雜項(xiàng)目環(huán)境下編程難點(diǎn)；(5)掌握舵機(jī)的控制、步進(jìn)電機(jī)、超聲測(cè)距儀和奧松機(jī)器人的搭建，包括會(huì)走路的小型機(jī)器 人、避障小車(chē)、巡線小車(chē)三個(gè)專(zhuān)題，主要是奧松機(jī)器人的綜合運(yùn)用；(6)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，通過(guò)學(xué)習(xí)，對(duì)復(fù)雜項(xiàng)目環(huán)境的編程難點(diǎn)有較為清晰的理解，有深刻的認(rèn) 識(shí)，就業(yè)時(shí)能迅速完成從理論到實(shí)踐的過(guò)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(yǔ)句，會(huì)使用奧松開(kāi)發(fā)板，會(huì)編寫(xiě)程序控制代碼并燒錄到奧松開(kāi)發(fā)板， 能以開(kāi)發(fā)板為平臺(tái)搭建硬件、檢測(cè)與控制電路，完成部件的各種動(dòng)作和行為；(2)能獨(dú)立完成LED燈系列項(xiàng)目，包括 LED閃燈器、S.O.S莫爾斯碼信號(hào)源、交通信號(hào)燈、 互動(dòng)交通燈、LED跑馬燈、互動(dòng)LED跑馬燈、閃爍燈、RG形燈等專(zhuān)題，主要是奧松的基礎(chǔ)知識(shí)。(3)能獨(dú)立完成簡(jiǎn)單的發(fā)生器和傳感器系列項(xiàng)目，包括壓電聲音報(bào)警器、壓電揚(yáng)聲器、壓電 振動(dòng)傳感器、光敏元件等專(zhuān)題，主要是奧松I/O 口的編程基礎(chǔ)知識(shí)；(4)能獨(dú)立完成奧松驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)、完成二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、LED點(diǎn)陣顯示器等項(xiàng)目，解決復(fù)雜項(xiàng)目環(huán)境下編程

7、難點(diǎn)；(5)能完成舵機(jī)的控制、步進(jìn)電機(jī)、超聲測(cè)距儀和奧松機(jī)器人的搭建，包括會(huì)走路的小型機(jī) 器人、避障小車(chē)、巡線小車(chē)三個(gè)專(zhuān)題，主要是奧松機(jī)器人的綜合運(yùn)用；2.2.3 素質(zhì)目標(biāo)奧松程序設(shè)計(jì)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(yùn)用奧松平臺(tái)進(jìn)行機(jī)器人創(chuàng)造開(kāi)發(fā)的時(shí)候，把 學(xué)習(xí)到的零碎知識(shí)與機(jī)械工程轉(zhuǎn)變成一個(gè)探究世界相互聯(lián)系的不同側(cè)面過(guò)程，使得學(xué)生在雜亂無(wú)章的學(xué)習(xí)情境中獲得設(shè)計(jì)能力、合作能力、問(wèn)題解決能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力的提升。通過(guò)學(xué)習(xí)使學(xué)生了解奧松開(kāi)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(shí)，學(xué)會(huì)嚴(yán)謹(jǐn)對(duì)待科學(xué)實(shí)驗(yàn)的工作態(tài)度和認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作面貌，為以后的工作和進(jìn)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(hào)教學(xué)任務(wù)課程內(nèi)容及教學(xué)要求教學(xué)設(shè)計(jì)參考學(xué)時(shí)1奧松開(kāi)發(fā)板的使用及奧松編 程入門(mén)1.了解奧松開(kāi)發(fā)板的基本結(jié)構(gòu)采用多媒體教學(xué) 與實(shí)訓(xùn)相結(jié)合方 式82.理解奧松編程語(yǔ)法3.掌握開(kāi)發(fā)板的使用，包括編寫(xiě) 控制程序，燒寫(xiě)程序代碼2點(diǎn)亮LED燈系歹U項(xiàng)目1.理解并掌握奧松開(kāi)發(fā)板點(diǎn)亮LED的原理122.掌握LED閃爍器、S.O.S莫爾斯碼信號(hào)源、交通燈的制作與設(shè)計(jì)3.掌握奧松開(kāi)發(fā)板進(jìn)行 LED跑馬 燈、閃爍燈、RGB彩燈等實(shí)驗(yàn)開(kāi) 發(fā)的方法3簡(jiǎn)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(cè)原理，了解元器 件特性122.掌握壓電聲音報(bào)警器、壓電揚(yáng) 聲器、壓電振動(dòng)傳感器等專(zhuān)題實(shí) 驗(yàn)4復(fù)雜項(xiàng)目環(huán)境下的編程1.理解奧松驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)202 .掌握二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)3 .掌握使用奧松開(kāi)發(fā)板點(diǎn)亮LED點(diǎn)陣顯示器5奧松機(jī)器人1 .掌握奧松開(kāi)發(fā)板驅(qū)動(dòng)舵機(jī)、步 進(jìn)電機(jī)的方法2 .掌握奧松開(kāi)發(fā)板設(shè)計(jì)超聲測(cè)距 儀3 .能組裝簡(jiǎn)單的奧松機(jī)器人、巡 線避障小車(chē)204.實(shí)施建議4.1 教材選用和編寫(xiě)建議1.1 薦教材教師自編教材1.2 薦參考書(shū)Arduino從簡(jiǎn)單到實(shí)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(kāi)發(fā)板的使用及奧松編程入門(mén)步驟工作過(guò)程教學(xué)方法建議學(xué)時(shí)資訊了解開(kāi)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(jì)劃制訂實(shí)驗(yàn)方案引導(dǎo)文、分組討論、任務(wù)驅(qū)動(dòng)1實(shí)施掌握開(kāi)發(fā)板的使用，包括 編寫(xiě)控制程序，燒寫(xiě)程序 代碼案例教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)4檢查與評(píng)估小組總結(jié)、匯報(bào)檢測(cè)結(jié)果匯報(bào)討論、答辯法2學(xué)習(xí)情境2:點(diǎn)亮LED燈系列項(xiàng)目步驟工作過(guò)程教學(xué)方法建議學(xué)時(shí)資訊LED燈發(fā)光原理，理解并掌 握奧松開(kāi)發(fā)板點(diǎn)亮 LED的 原理引導(dǎo)文2決策與計(jì)劃制訂制作方案引導(dǎo)文、分組討論、任務(wù)驅(qū)動(dòng)1實(shí)施掌握LED閃爍器、S.O.S 莫爾斯碼信號(hào)源、交通燈 的制作與設(shè)計(jì)，掌握奧松 開(kāi)發(fā)板進(jìn)行LED跑馬燈、 閃爍燈、

11、RG影燈等實(shí)驗(yàn)開(kāi) 發(fā)的方法案例教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)8檢查與評(píng)估小組總結(jié)、匯報(bào)檢測(cè)結(jié)果匯報(bào)討論、答辯法1學(xué)習(xí)情境3:簡(jiǎn)單的發(fā)生器和傳感器步驟工作過(guò)程教學(xué)方法建議學(xué)時(shí)資訊理解并掌握發(fā)生器的發(fā)聲 原理和傳感器的檢測(cè)原 理，了解元器件特性引導(dǎo)文2決策與計(jì)劃制訂制作方案引導(dǎo)文、分組討論、任務(wù)驅(qū)動(dòng)1實(shí)施掌握壓電聲音報(bào)警器、壓案例教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)8電揚(yáng)聲器、壓電振動(dòng)傳感 器等專(zhuān)題實(shí)驗(yàn)檢查與評(píng)估小組總結(jié)、匯報(bào)檢測(cè)結(jié)果匯報(bào)討論、答辯法1學(xué)習(xí)情境4:復(fù)雜項(xiàng)目環(huán)境下的編程步驟工作過(guò)程教學(xué)方法建議學(xué)時(shí)資訊理解直流電機(jī)、二進(jìn)制計(jì) 數(shù)器、LED點(diǎn)陣顯示器的工 作原理引導(dǎo)文4決策與計(jì)劃制訂制作方案引導(dǎo)文、分組討論、任務(wù)驅(qū)動(dòng)2實(shí)施理

12、解奧松驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)，掌握二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的設(shè) 計(jì)，掌握使用奧松開(kāi)發(fā)板 點(diǎn)亮LED點(diǎn)陣顯示器案例教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)12檢查與評(píng)估小組總結(jié)、匯報(bào)檢測(cè)結(jié)果匯報(bào)討論、答辯法2學(xué)習(xí)情境5:奧松機(jī)器人步驟工作過(guò)程教學(xué)方法建議學(xué)時(shí)資訊理解奧松開(kāi)發(fā)板驅(qū)動(dòng)舵 機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、測(cè)距儀的 方法引導(dǎo)文4決策與計(jì)劃制訂制作方案引導(dǎo)文、分組討論、任務(wù)驅(qū)動(dòng)2實(shí)施能完成小型奧松機(jī)器人、 智能小車(chē)的組裝案例教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)12檢查與評(píng)估小組總結(jié)、匯報(bào)檢測(cè)結(jié)果匯報(bào)討論、答辯法21.4 教學(xué)考核評(píng)價(jià)建議項(xiàng)目評(píng)價(jià)采用自我評(píng)價(jià)、小組互評(píng)和教師點(diǎn)評(píng)相結(jié)合，以學(xué)生自我評(píng)價(jià)為主，學(xué)生互評(píng)為輔，教師在評(píng)價(jià)過(guò)程中起引導(dǎo)調(diào)控作用。要求學(xué)生充分展示設(shè)計(jì)成果和項(xiàng)

13、目的學(xué)習(xí)心得，然后以五級(jí)打分制從學(xué)習(xí)準(zhǔn)備和計(jì)劃實(shí)施的學(xué)習(xí)效果、作業(yè)步驟、項(xiàng)目完成結(jié)果等方面進(jìn)行自我評(píng)分，小組根據(jù)其講述情況和項(xiàng)目完成結(jié)果，小組成員討論后從表達(dá)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通能力、 項(xiàng)目完成結(jié)果等方面給出評(píng)價(jià)和打分，教師根據(jù)具體情況給予點(diǎn)評(píng)。課程考核由過(guò)程考核和結(jié)業(yè)考核兩個(gè)部分構(gòu)成，過(guò)程考核根據(jù)各教學(xué)項(xiàng)目完成的情況參考項(xiàng)目評(píng)價(jià)結(jié)果計(jì)分，結(jié)業(yè)考核由期末的集中考核完成，其中過(guò)程考核占40%結(jié)業(yè)考核占60%課程考核目的意義過(guò)程考核40%作業(yè)反映對(duì)實(shí)驗(yàn)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(wèn)題和解決問(wèn)題的 能力實(shí)際操作鍛煉實(shí)際動(dòng)手能力，讀識(shí)圖能力，隨時(shí) 檢查學(xué)生的聽(tīng)課效果對(duì)實(shí)際操作中

14、出現(xiàn)的問(wèn)題及 時(shí)解決并加以訂正，提高動(dòng) 手能力課堂提問(wèn)反映對(duì)課堂知識(shí)的理解，理論聯(lián)系實(shí)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(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力給學(xué)習(xí)好的學(xué)生以表現(xiàn)的機(jī) 會(huì)，起到帶動(dòng)全班的作用項(xiàng)目完成反映學(xué)生對(duì)項(xiàng)目的認(rèn)識(shí)與知識(shí)的實(shí)際 應(yīng)用以項(xiàng)目化教學(xué)，每個(gè)項(xiàng)目完 成都有實(shí)際的評(píng)價(jià)與打分結(jié)業(yè)考核60%項(xiàng)目書(shū)面報(bào)告檢查卷面考試中沒(méi)有出現(xiàn)的但又是基 本的知識(shí)鍛煉學(xué)生的應(yīng)變能力，理論 聯(lián)系實(shí)際的能力，表達(dá)能力 及語(yǔ)言的組織能力期末卷面成績(jī)對(duì)整個(gè)學(xué)期所學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)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(kāi)發(fā)與利用1 .與企業(yè)合作開(kāi)發(fā)教材或指導(dǎo)用書(shū)自編講義。2 .教學(xué)材料：學(xué)習(xí)任務(wù)書(shū)、學(xué)習(xí)記錄