Коллектив авторов - Теоретические и прикладные проблемы современной педагогики. Сборник научных статей по материалам Международной научно-практической конференции Страница 5

Однако до сих пор во многих случаях, несмотря на появление технологических новинок, предпочтение отдаётся более простым методам. Например, в Индии очень популярным является использование для дистанционного обучения радио, благодаря его доступности большинству населения и отсутствию необходимости в дополнительной инфраструктуре, что позволяет сделать обучение действительно открытым и доступным широким слоям населения [3].

Многие крупные компании создают у себя в структуре центры дистанционного обучения, чтобы стандартизировать, удешевить и улучшить качество подготовки своего персонала. Практически, ни одна современная компания уже не может прожить без этого. Или, например, компания Microsoft создала большой обучающий портал для обучения своих сотрудников, пользователей или покупателей своих продуктов, разработчиков программного обеспечения. При этом некоторые курсы предоставляются бесплатно или в комплекте с покупаемым ПО [4].

Одной из своеобразных, но активно развивающихся в последнее время форм дистанционного обучения становятся онлайн-симуляторы и игры-менеджеры. Это и симуляторы управления различными транспортными средствами, игры имитирующие процессы управления различными отраслями и бизнесами, глобальные многопользовательские экономические игры и бизнес-симуляторы, обучающие пользователей основам менеджмента и дающие базовые навыки управления как маленькой компанией, так и транснациональной корпорацией [2].

1. Зайченко Т.П. Инвариантная организационно-дидактическая система дистанционного обучения: Монография. – СПб.: Изд-во «Астерион», 2004. – 188 с.

2. Полат Е.С, Моисеева М.В., Петров А.Е. Педагогические технологии дистанционного обучения / Под ред. Е. С. Полат. – М., «Академия», 2006.

3. Теория и практика дистанционного обучения / Под ред. Е. С. Полат. – М., «Академия», 2004.

4. Достоинства и недостатки дистанционного обучения // Образование: путь к успеху». – Уфа., 2010.

Учебно-методический и аппаратно-программный комплекс по изучению программирования микроконтроллеров

Е. А. Вахтина, А. В. Вострухин

Ставропольский государственный аграрный университет Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса Ставропольский технологический институт сервиса (филиал), г. Ставрополь

В статье рассматривается процесс педагогического проектирования учебно-методического и аппаратно-программного комплекса по изучению перспективной элементной базы электроники – микроконтроллеров.

Ключевые слова: учебно-методический и аппаратно-программный комплекс; микроконтроллер; электроника; учебное пособие; стенд микроконтроллерный.

EDUCATIONAL-METHODICAL AND HARD-SOFTWARE COMPLEX FOR TRAINING OF MICROCONTROLLERS PROGRAMMING

Е. Vakhtina, А. Vostrukhin

In the article pedagogical designing of an Educational-Methodical and Hard-Software complex for training of electronics' perspective elements base – microcontrollers is considered.

Key terms: Educational-Methodical and Hard-Software complex; microcontroller; electronics; textbook; microcontroller’s stand.

Факторами, ограничивающими внедрение в научно-образовательный процесс технических факультетов ресурсов, предназначенных для изучения и применения перспективной элементной базы электроники – микроконтроллеров (МК), являются:

• необходимость моделирования структуры и отбора содержания обучения из огромного количества источников информации по микроконтроллерам;

• необходимость адаптации содержания к учебному процессу и разработки разнообразных инструментов поддержки студентов в обучении.

В процессе преподавания электроники было найдено решение данной проблемы в форе разработанного учебно-методического и аппаратно-программного комплекса (УМиАПК) как психолого-педагогического и ресурсного обеспечения персональной среды обучения студента программированию микроконтроллеров.

УМиАПК представляет собой комплекс двух блоков: учебно-методического и аппаратно-программного. Рассмотрим каждый их них подробнее.

1) Учебно-методический блок этого комплекса представлен учебным пособием «Введение в программирование микроконтроллера AVR на языке Ассемблера» [1].

Вопрос актуализации его содержания был решен следующим образом. В образовательном процессе, в соответствии с модульным принципом, промышленную электронику делят на две составляющие – информационную и энергетическую. Информационная электроника составляет основу электронно-вычислительной и информационно-измерительной техники, а также устройств автоматики. К ней относятся устройства получения, обработки, передачи, хранения и использования информации. МК ориентированы на выполнение именно этих информационных функций. Энергетическая электроника связана с устройствами и системами преобразования электрической энергии – это выпрямители, инверторы, мощные преобразователи частоты и другие устройства. Эти устройства работают также под управлением МК [2].

Анализ результатов патентно-информационного поиска показал, что по частоте и эффективности применения МК одно из первых мест занимает контрольно-измерительная техника. С появлением микропроцессоров кардинально изменились принципы построения измерительных средств. Встроенный в измерительное средство микропроцессор придает ему новые качества: многофункциональность, самокалибровку, автоматизацию статистической обработки измерений, повышение экономичности и надежности, а также позволяет решать задачи, которые ранее даже не ставились. Поэтому целесообразно организовать учебный процесс по изучению МК на примерах построения измерительных средств.

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.