Коллектив авторов - Теоретические и прикладные проблемы современной педагогики. Сборник научных статей по материалам Международной научно-практической конференции

При составлении структуры учебного пособия мы преследовали следующую цель. Излагаемый материал должен быть полезен при выполнении курсовых, дипломных, диссертационных и научно-исследовательских работ, в которых затрагиваются вопросы, связанные с измерениями физических величин. При этом рассматриваемые измерительные средства должны быть востребованы в практической деятельности, доступны в понимании, а их функционирование реализовано с помощью несложных программ. Такими устройствами могут быть так называемые «интеллектуальные датчики» – микроконтроллерные измерительные преобразователи, конструктивно выполненные в одном корпусе с первичным измерительным преобразователем – датчиком (сенсором) [3].

Для разработки микроконтроллерного устройства студенту необходимо выбрать наиболее подходящий МК, подключить к нему датчики, клавиатуру, индикатор, ключи, организовать, при необходимости связь (интерфейс) с другими микропроцессорными устройствами и т. д., а также разработать наиболее сложную и трудоемкую часть устройства – программу. На начальном этапе освоения МК целесообразно использовать язык программирования Ассемблер. Этот язык по сравнению с языками программирования высокого уровня, например Си, дает возможность студенту при изучении МК мыслить в терминах цифровой электроники, что обеспечивает реализацию принципа преемственности в обучении. Кроме того, Ассемблер это один из лучших после математики инструментов, развивающий логическое мышление и создающий предпосылки для творческой деятельности студента, то есть позволяющий обучать природосообразно.

Согласно данным Интернет-опросов наибольшим спросом у отечественных разработчиков новой техники пользуются микроконтроллеры AVR корпорации Atmel. По соотношению цена-производительность-энергопотребление они занимают одно из первых мест в мире и признаны индустриальным стандартом. Этими обстоятельствами объясняется наш выбор МК для изучения.

В настоящее время по МК AVR выпущено достаточно много изданий, в которых приводятся примеры построения различных устройств. Однако в большинстве случаев рассматриваемые устройства не реализуют типовые функции информационно-измерительных систем. Для восполнения указанного пробела в учебном пособии рассмотрены примеры программирования типовых функций систем управления: преобразование физических величин в цифровой код, ввод информации от датчиков и клавиатуры, вывод информации на индикатор, формирование управляющих сигналов исполнительными устройствами. Освоение этих функций формирует у студента комплексный подход к решению инженерных задач в области применения микроконтроллеров.

В пособии используется методическая система, основанная на дискретном логическом характере изучаемого материала, для изложения которого выбраны сообщающий, проблемный и программированный типы обучения.

Самостоятельная работа студентов предусматривает осмысление и закрепление теоретического материала путем выполнения тестов и заданий по программированию.

2) Аппаратно-программный блок комплекса представлен стендом микроконтроллерным [4] и комплектом программ типовых функций микропроцессорных систем управления. Основное назначение блока – реализация практической составляющей в обучении программированию МК.

Рисунок 1 – Аппаратно-программный блок образовательного ресурса по изучению микроконтроллеров

Стенд микроконтроллерный содержит два модуля (рис. 2). Оба модуля имеют одинаковый набор основных компонентов, но отличаются друг от друга принципиальными схемами.

Рисунок 2 – Структура модуля стенда микроконтроллерного

Каждый модуль состоит из следующих элементов: микроконтроллера 3; датчиков с аналоговым или цифровым выходом 4; клавиатуры 5; светодиодного семисегментного индикатора 6; оптосимисторного ключа 7; интегрального стабилизатора напряжения 8; разъема 9 для подключения программатора AVRISPmkII. Варианты соединения модулей могут быть различными и определяются задачей, которая стоит перед студентами, что расширяет функциональные возможности стенда. В целом стенд представляет собой классическую микропроцессорную систему.

В качестве инструментальных средств программирования использована интегрированная среда проектирования AVR Studio 4, свободно распространяемая в сети Интернет и предоставляющая возможность не только разрабатывать, но и отлаживать создаваемые программы в режиме симуляции.

В заключении подчеркнем, что при создании учебно-методического и аппаратно-программного комплекса одновременно с отбором актуального содержания обучения был решен вопрос средств его освоения: выбором перспективных из имеющихся инструментальных средств, проектированием и созданием новых недостающих. Только в совокупности содержания и инструментальных средств его освоения: изучения, тренинга, контроля и самоконтроля может рассматриваться комплекс, поскольку только тогда он создает субъекту обучения необходимые и достаточные условия для освоения определенной предметной областью необходимой в его профессиональной или социальной деятельности независимо от времени и места, которые он выберет.

1. Вострухин А.В., Вахтина Е.А. Введение в программирование микроконтроллера AVR на языке Ассемблера: учебное пособие – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Илекса, 2010. – 184 с.

2. Вахтина Е.А., Вострухин А.В. Образовательный ресурс как средство актуализации содержания обучения / Профессиональное образование. Столица. – 2011. —№ 6. – С. 37–39.

3. Вахтина Е.А., Вострухин А.В. Инструмент поддержки самообучения по информационной электронике / Вестник АПК Ставрополья. – 2012. – № 3(7). – С. 4–8.

4. Пат. 75507 Российская Федерация, МКПО 914–02. Стенд микроконтроллерный / А.В. Вострухин, Е.А. Вахтина; заявитель и патентообладатель ФГО ВПО «Ставропольский ГАУ». – № 2009501267; заявл. 12.05.2009; опубл. 16.07.2010, – 3 с.

Ставропольский государственный аграрный университет

В статье рассматривается проблема использования личностно-ориентированного подхода при подготовке студентов экономических направлений. Показана необходимость применения новых информационных технологий в комплексе с традиционными методами приобретения практических навыков в решении математических задач для различных групп студентов с целью усовершенствования качества профессиональной подготовки будущих экономистов.