该系列教材的作者不仅具有丰富的教学经验，也具有丰富的科研经验，是浙江大学计算机科学与技术学院和软件学院的教学核心力量。这支队伍目前已经获得了四门国家精品课程(C语言程序设计基础及实验、操作系统、嵌入式系统、计算机辅助工业设计)以及六门省部级精品课程，出版了几十部教材。该系列教材涵盖了计算机和软件专业绝大部分专业必修课程和部分选修课程，是一部比较完整的专业课程设计系列教材，也是国内首部由研究型大学计算机学科独立组织编写的专业课程设计系列教材。
下面举例介绍其中几本教材的主要内容及特点。
《C程序设计基础课程设计》：在分析C语言高级编程技术的基础上，通过对“通讯录”、“计算器”、“俄罗斯方块”等3个完整案例的解析，指导读者按照软件工程的生命周期开发过程，从问题分析、设计、编码到测试，循序渐进地完成大型程序的开发。教材还提供了9个大型程序训练的题目及简要分析，供读者练习。本教材还针对教学需要，提供了可参考的实施过程说明、开发文档模版、考核方法和评价标准，特别强调学生团队合作精神的培养。
《数据结构课程设计》：针对堆栈、树、图、排序、哈希查找、算法设计等方面的内容提供了8个课程设计案例，分别从基本知识回顾、设计题目、设计分析、设计实现、测试方法、评分要点等几个方面进行分析。教材还提供了8个课程设计习题，并对实现要点进行了简要的分析。
《计算机组成课程设计》：要求实验者用硬件描述语言(VerilogHDL)设计单元电路、功能部件和指令条数有限而功能较齐全的单时与多时钟CPU。在计算机功能单元仿真模拟正确后,实验者能把自己设计的结果写入到Spartan-3StarterKitBoard开发板的FPGA可编程芯片上,并能直接实验自己的设计(芯片)是否达到预期目标。实验设计由浅入深,内容丰富。
一、教学目标分析
中等职业技术学校计算机专业的《数据库原理与应用》课程的任务是：介绍数据库技术的基本概念，熟悉数据库管理软件xBASE系列的基本操作，掌握程序设计的基本方法，初步掌握交互式开发工具，通过课程实习掌握小型应用软件的开发过程。
因此，本课程的教学目标是：使学生掌握数据库技术和数据库管理软件的基础知识和基本技能，掌握程序设计方法，具有开发小型应用系统的能力。为实现这一教学目标，要进行相应的教学改革，主要是课程的教学由传统“理论教学+笔试”模式改为“基础（包括基本理论和基本技能）教学+课程设计”模式。课程设计的目标是：培养学生利用各种媒体（包括传统媒体和Internet技术等）获取、加工、处理信息的能力，能够完成小型软件的开发。
二、活动目的
通过课程设计教学活动，让学生在已掌握数据库原理的基础上，通过对社会或生活需要的调查、分析，做出规划、设计，培养学生搜集信息的能力，开发小型应用软件，从而使学生掌握数据库知识意义和信息技能，提高自学能力和知识的综合能力和信息素养。
三、活动内容
四、教学设想
课程设计采取以学生学习活动为主体的教学活动，学生在教师的要求和指导下，自主地确定设计的课题，确定软件的内容和表现方式，通过各种媒体进行自学。因此，在课程设计教学中教师是教学过程的组织者、指导者、意义建构的帮助者、促进者。
五、教学对象
2000级计算机应用专业全体学生。
2001年5月～6月。
七、教学过程
共分为五个阶段：
1.动员布置阶段
强调进行课程设计的意义，鼓励学生积极参与课程设计，激发学生的学习热情，培养良好学习环境。印发《〈数据库原理与应用〉课程设计说明》，详细地布置设计内容，完成工作，并推荐一些设计项目供学生参考，提高学生参与的积极性，动员更多的学生参与其中。
2.指导学生收集资料阶段
指导学生收集原始资料，初步确定课程设计项目，并上报指导教师，再由指导教师汇总，教师再根据情况进行个别或集中指导。
3.协助学生对资料进行分析、归纳阶段
对学生所收集到的资料进行分析，提出所要解决的问题，研究解决该问题的可行性。通过论证，确定课程设计项目。在这个阶段，教师要对学生所要解决的问题及解决问题的方法的科学性、合理性、可行性进行分析归纳。
4.指导规划设计阶段
学生根据所选课题，进行系统规划设计。包括确定软件（课题）功能、系统结构（数据流程）、程序流程、编写代码、调试程序。这是课程设计的主体部分，这个阶段我们对学生的指导原则是严格要求、规范设计、耐心指导、发扬个性、鼓励创新。
5.总结评价阶段
八、指导学生学习
九、课程设计结果统计
课程设计结果统计是完整教学活动的组成部分，主要包括：
1.课题分布
2.课程设计评价统计
如何科学地进行课程设计的评价，主要考虑下列因素：（1）学生的综合能力；（2）学生应用信息的能力；（3）学生对教学之外知识的汲取能力；（4）学生的创造能力。具体从软件作品（包括所有要求上交的内容）的外观、软件说明书的编写、软件界面和使用方法、软件的结构、编写程序的算法和创新精神等方面进行评价。
十、问题思考
如何理解课程设计的目的和如何给学生进行科学的评价，是课程设计教学的重要问题。
（重庆三峡学院重庆404000）
关键词：单片机实训课程；教学改革；应用型人才
作者简介：谢辉（1969—），女，硕士，重庆三峡学院教授，研究方向为工业测控系统的教学和研究。
基金项目：重庆市教委教改项目“单片机课程‘项目导向型’教学模式的研究与实践”（项目编号：113013）；重庆三峡学院教改项目“应用本科单片机课程实训体系的教学改革”（项目编号：JG120668）
一、现代工程对应用型人才的要求及现行教学模式的不足
现代工程对应用型人才的工程素质与实践能力的要求不断提高。工程素质是一个技术人员创新意识、团队意识及知识技能等的内化表现，实践能力则体现为一个技术人员分析问题、解决问题的外在执行力，二者相辅相成，是应用型人才培养的重要指标。高等院校工程教育是培养造就合格工程师的主渠道，需要每门专业课程理论与实践的有机联动，特别是实训课程的系统化培养。
单片机是现代测控的核心。“单片机原理及应用”是电子、机电等专业的一门重要的专业基础课，同时也是一门软硬件技术结合紧密、理论性与实践性强的课程。特别是单片机实训课程，是对学生进行专业的技能训练，巩固和加强所学理论知识，培养学生动手能力和工程素质的重要环节，与单片机理论课程具有同样重要的地位。
“单片机原理及应用”课程在我院开设多年，虽实践教学经验较丰富，但单片机实训课程体系还存在着很多问题，主要体现在以下几个方面：
第一，单片机实训课程与理论教学结合不够紧密。目前的单片机课程教学仍主要注重理论知识的传授，课堂教学以单元章节划分知识体系，课内实训以验证性实验为主，学生无法将理论知识与实训有机地结合起来。到了课程设计阶段，学生很难对实训课题有一个整体性的认识，不知道软硬件如何分工，如何开展模块化程序的编写。许多时候课程设计变成了教师做课题，学生只能做简单的电路焊接、程序录入等工作，没有达到培养学生应用能力的效果。
第二，实训课题与生产实际结合不够紧密。课程设计是学习单片机系统设计与开发的综合过程的重要环节，实训项目应该与生产实际紧密联系。但目前绝大多数的实训项目都主要停留在理论分析、绘制原理图、编写程序及电路板焊接等方面，对单片机系统在生产实际中可能遇到的重要问题如故障排查、系统优化、抗干扰、性价比等很少涉及。
总体来说，现行单片机实训课程任务较单一、考核不够全面，对学生应用能力的培养还停留在较低的层面上。为促进学生实践动手能力的培养及工程素质的提高，单片机实训课程改革十分必要。
二、单片机实训课程体系的改革
单片机课程实训体系的改革，最重要的是通过理论课程学习及实践项目训练，使学生能站在工程应用的角度，更深入地理解单片机的理论知识，掌握单片机系统的开发流程，提高分析问题解决问题的能力，最根本的目的是培养良好的职业应用能力。为此，实训课程的改革主要做了如下几个方面的工作。
（一）项目化教学模式的构建
打破传统的理论教学与实践教学相分离的教学模式，将单片机课程规划为基础知识、单元技能及综合能力三个层次，采用项目化教学模式组织理论与实践教学。
根据电子信息应用本科的人才培养定位将课程内容进行优化重组，精心编选了6个非常贴近实际的工程项目，编写出版了相应的单片机项目化教材。每个项目就是一个相对独立的单片机应用系统，包含单片机的一个或若干个知识模块，从实现实用性、能力化的教学目标；每个模块又由一个或多个任务组成，将单片机应用技术的知识点、能力点加以整合和重组，贯穿在以职业能力培养为核心的工程项目中。
（二）工程实践型课程设计的开展
课程设计是工科专业培养应用型人才的重要手段，也是单片机实训体系改革的重要环节，其主旨就是加强实训课题与工程实践的紧密联系，真正培养学生具备单片机系统设计开发的基础能力。课程设计改革主要做了课题论证宣讲、过程指导改革、规范设计报告及答辩验收等几个方面的工作。
1.实训课题论证与方案宣讲
课题论证是工程项目开发的一个重要环节，方案的优劣直接关系到后续开发难度、售后维护及产品性价比。在前期项目化教学的同时就有意识地引导学生开展横向与纵向的知识扩展，为课程设计做准备。如“数字电压表设计”横向的知识扩展包括不同种类A/D转换器的选择、显示器及键盘设计方案的比较，纵向的知识扩展包扩电压表量程的切换、电压表到万用表的转换，其他非电量，如温度、流量、湿度、压力的检测，从单机仪表到组网仪表的扩展等。在学生具备一定理论知识水平与实践能力的基础上，教师提出课程设计的要求，并给出相应的实训指导书，鼓励学生开始项目化小组筹备，寻找感兴趣的课题。教师指导学生到专业网站查阅资料、下载模块。必要的时候，还可以思考题的形式让学生写一份相应的文献综述。
课程设计阶段的第一个任务就是实训课题方案论证，要求以小组为单位充分讨论，进行一次公开的课题论证宣讲。宣讲内容主要包括设计方案选择、设计框图、系统原理说明、拟达到的技术指标及及拟解决的关键问题等。教师会在此过程中检查学生的前期准备工作，包括相应芯片数据手册、设计参考范例等，指出设计方案的优点及不足，对可能遇到的设计问题给出参考意见，要求针对方案宣讲中发现的问题再修改整理。如常做的“温度控制系统设计”，要求每个课题组明确控制背景、控制精度，进而选择合适的温度传感器与A/D转换器，鼓励学生选择性价比高的芯片，如内置A/D转换器的单片机，串行总线传输的小尺寸贴片封装的芯片，或一体化的数字温度传感器等，提示学生注意温度是大惯性控制量，需要一定的算法处理以提高控制精度。通过课题论证宣讲过程的训练，可让学生切实感受到工程项目开发的严肃性及系统性，意识到前期准备及系统规划的重要性，从而更全面深入地思考与解决问题。
2.项目化小组的开发过程训练
课程设计以贴近实际的项目化小组的方式开展。根据课题工作量的大小及各自的兴趣爱好，3~4人组成一个项目小组进行系统设计，包括硬件原理图设计、控制程序编写及调试、系统仿真验证及实物制作等。项目小组的形式既能发挥不同学生的能力优势，又有利于锻炼学生的团结协作及产品竞争意识。课程设计强调系统的整合及实践能力的培养，如管理程序编写、系统调试、故障排查、性能优化等，使其更贴近工程实践的开发过程。整个课程设计过程给予学生充分的自主学习与实践探索的机会，从而最大限度地调动学生的学习积极性，教师主要起到启发、把关和解决一些棘手问题的作用。对学生解决不了的难题，教师提出自己的观点和看法，必要时指导学生进行软硬件调试，观察实验现象，从而引导学生向正确的方向发展。如所做的“16×64点阵控制屏”，最先驱动方式是采用串行移位寄存器控制。当做16×16点阵实验时，一切正常，但扩展到16×64点阵，进行字幕左右移动时，会出现重影，通过教师指导及实验验证，确定是串行驱动方式带来的问题，改为并行驱动方式后，很好地解决了该问题。
3.规范设计报告及验收答辩
课程设计后期主要完成设计报告写作及实物验收和答辩。通过这些手段促进学生更全面深入地掌握项目开发各方面的技能。
（1）设计报告写作。进行设计报告写作培训，指导学生从课题任务、设计方案论证、设计内容、硬件及软件工作原理、系统调试、仿真及实物展示等几个方面进行阐述，并要求做实训总结，最后的附录按照规范格式附上完整的硬件原理图、元器件清单表、程序清单及实物照片，成为一份有价值的技术文档。通过培训，学生课程设计报告整体质量较好，报告言之有物、条理清晰、结构合理、描述完整，杜绝了原来抄袭芯片手册，缺乏实质内容的假大空形式。
（三）实训过程的考核改革
考核方式改革是实训体系改革的重要方面。以往的实训课程考核形式相对单一，主要以实训产品及设计报告为考核对象，没有细致地考核实训过程及团队成员知识水平的真实情况。改革的重要理念是重视创新思维与实践能力的培养，采用形成性考核与终结性考核相结合，以能力考核为主的方式进行实训成绩的评定。考核内容主要由“综合能力考核”（30%）、“实训过程考核”（40%）及“总结与答辩”（30%）三部分组成。“综合能力考核”主要包括文献查阅、设计方案论证及课程设计报告等部分，重点考核学生对单片机理论知识及应用能力。“实训过程考核”主要考察学生实训过程的软硬件设计、编程及仿真、实验仪器设备的使用熟练程度、系统的查错与纠正等多方面的实践能力。“总结与答辩”也是实训考核的重要环节。通过课题总结，让学生明白系统设计性价比的重要性，实验室方案与工程实用方案的区别，课题存在的不足与可能的改进措施；验收答辩可以让学生对课题做全面的总结反思，端正学习态度、重视实践过程，重视知识点的细节学习。单片机课程考核方式的改革可以从根本上杜绝“高分低能”现象的发生，是促进学生创新思维和应用能力提高的重要手段。
（四）课外科技实践活动的有机结合
一些综合性的项目开发仅靠课内实验实训环节的训练是远远不够的，将课内实训与大学生课外科技实践活动及电子竞赛等环节有机结合，是培养专业技能、提高综合素质的一个重要途径。
参考文献：
[1]谢辉，陈立万，陈强.以“工程素质”与“创新能力”为导向的电子信息应用本科人才培养模式的构建[J].教育与职业，2012（273）：109-110.
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[4]谢辉，李洪兵，李焱.单片机应用技术[M].北京：清华大学出版社，2013.
[5]葛浩，林其斌.单片机课程设计教学改革与实践[J].实验技术与管理，2011，28（10）：138-140.
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关键词:课程设计;能力;培养;工程设计
1课程设计形式
2课程设计内容
3课程设计评价方式
4课程设计在期末成绩中的占比
课程设计的进行一般在每门课程的理论课结束后进行，课程设计作为课程的一种形成性考核方式，在课程总成绩中占有较大的比例。对于有实验课的课程占据和实验课成绩大致相同的比例;对于没有实验课的课程占课程总成绩的30%～40%。课程设计在一门课程中属于课程综合性评价的一种方式，也是检验课程学习效果的重要指标。
关键词：Solidworks课程设计工程图
1.概述
课程设计是非常重要的教学实践环节，通过课程设计的锻炼，学生可以综合运用专业课知识。通过课程设计培养学生机械综合设计能力、创新能力和工程意识，是启迪学生创新思维、开发学生创新潜能的重要手段，并为以后专业课程设计和毕业设计奠定基础，在教学计划中具有承上启下的作用[1]。
根据学校机械专业的培养方案，可将专业课课程设计分为机械类课程设计和电类课程设计，机械类包括：机械原理课程设计，机械设计课程设计，夹具设计课程设计等；电类的包括：PLC原理与应用课程设计，控制工程基础课程设计等。然而，对于机械类课程设计来讲，主要是对机构的原理设计、结构设计和工艺卡片设计等。然而不管是哪一个机械类的课程设计，都离不开三维模型的建立。本文主要针对机械类课程设计中的三维软件的应用做探讨和研究。
2.目前课程设计中存在的问题
目前几个机械类课程设计都还是在采用传统手工绘图或者二维CAD绘图的方式进行设计[2]，老师在前期讲解的时候，也是用一些已经做好的设计的动画和基本原理讲解的方式给学生讲解。具体问题如下：
（1）《机械原理课程设计》基本都是采用手工原理图的形式进行设计，学生从手册或课本中了解每种机构的工作原理，然后根据老师布置的课题要求进行原理设计，通过手工绘图方式，绘出机构原理图。
（2）对于《机械设计课程设计》来讲，我们的题目还是使用传统课题，设计一级或者二级减速器。设计步骤基本跟传统设计步骤一样，学生先观察实际减速器模型的结构，然后进行拆装，详细了解减速器的结构。在了解了减速器结构后，学生再一步步进行轴的设计、齿轮设计、轴肩、箱体等零件的设计。这种设计步骤看似非常合理，但是学生是观察成品减速器，很难理解每个零件在整个产品中的作用。如果能将减速器是如何设计出来的，让学生直接参与设计过程中，学生就会更有兴趣，理解更容易。
（3）《机械设计课程设计》是已知产品的结构，然后进行设计，然而《夹具设计课程设计》只知道功能和设计要求，需要学生将所学《夹具设计》知识进行综合运用，设计一套完整的夹具。传统设计步骤是学生通过实习，参观实际的夹具结构，然后老师给出跟参观相似的课题，学生进行设计。在设计过程中，主要采用手工或者二维CAD软件进行结构设计。
以上几种设计都采用二维设计，学生直观上不便于掌握和理解。而且二维设计的后期修改工作非常繁琐。
3.三维软件Solidworks在课程设计中的应用
（1）三维造型技术的优点
三维设计是新一代数字化、虚拟化、智能化设计平台的基础。它是建立在平面和二维设计的基础上，让设计目标更立体化、更形象化的一种新兴设计方法。三维CAD系统有较好的造型工具，能应用“自顶向下”和“自底向上”等设计方法，实现装配等复杂设计的难度远比用二维图形系统增加得快。
（2）三维软件Solidworks在课程设计中的应用实例
为了适应现代工业4.0人才培养需要，学生应该首先能使用现代化技术手段进行产品设计，然后具备能出一套标准的符合机械设计规范的工程图的能力。学生需要掌握至少一款三维软件的使用，并能熟练使用三维软件进行产品设计和出工程图。然而，将三维软件应用于课程设计中，一方面使学生充分理解所做课题的具体情况，另一方面学生的三维设计过程是对软件使用的锻炼。
2014年在修订机械设计制造及自动化培养方案中，考虑到三维软件在机械专业课中的重要地位，将三维软件课程设置在第三学期，也就是在所有课程设计开设之前就已经开设了三维软件课程。
下面以Solidworks软件在《夹具设计课程设计》中的使用为例，在基本确定定位元件和夹紧机构以后，结构设计步骤如下：
（1）夹具的三维结构设计
夹具由定位元件、夹紧机构和夹具体等一些辅助元件组成。Solidworks在装配体设计中有一种自上而下的设计方法，这种方法可以在设计过程中，一边设计一边建模。只需要画好第一个基础零件，其他零件可以根据需要直接在装配体中建模，可以非常方便地确定设计的零件的位置和大小。本实例就是采用这种自上而下的方式进行装配体的设计。现将拨叉零件钻孔专用夹具体三维结构设计出来，然后设计心轴并将被加工零件拨叉装配进来，依此方法，将需要的零件都一一设计出来，最后成为一个完整的夹具。
老师在讲解完理论知识以后，再以一个实例为例，一边设计一边绘图，这样学生对整个设计步骤就非常清楚，也容易理解。
（2）由三维结构图出工程图
对于机械专业学生来讲，出一套标准的工程图是最基本的要求。很多学生做设计时更重视方案设计，不重视出图。而且课程设计老师进行课程设计指导时，主要对学生的设计方案进行指导。然而，课程设计一方面是对专业课知识的综合运用，设计正确的方案，另一方面是对学生出图能力的加强和锻炼。
三维Solidworks软件具备零件和装配体出工程图的功能，学生可以利用Solidworks软件进行三维结构设计，在结构设计方案最终确定以后，先用Solidworks软件输出工程图，再到CAD中进行修改。
4.总结和展望
课程设计是使学生具备综合运用专业知识能力，学生通过课程设计，了解实际产品的设计过程，达到理论联系实际的效果。
[1]李可桢，程光蕴，李仲生.机械设计基础（第五版）.高等教育出版社，2011.