单片机交互式学习系统设计
作者单位：大连交通大学
学位级别：硕士
导师姓名：李桂林
授予年度：2017年
学科分类：0401[教育学-教育学] 04[教育学] 08[工学] 040102[教育学-课程与教学论] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）]
摘 要：近年来,随着信息技术的飞速发展,单片机的使用越来越广泛。单片机课程已经成为大多数理工院校的基础课程之一,而单片机课程的重点、难点就是程序设计语言。程序语言枯燥而又抽象,给初学者带来了很多困惑。本文研究了单片机交互式学习方法,旨在改善单片机传统的学习模式,提高学习质量。首先,文中介绍了课题研究背景和意义,详细分析国内外交互式学习研究现状及未来发展趋势。明确单片机学习的瓶颈,结合交互式学习系统的特性,阐述单片机交互式学习系统研发过程中可能存在的问题。其次,通过对当前单片机课程学习现状的调研与分析,完成了总体需求分析,结合单片机课程特点确定了单片机交互式系统总体设计思路。对教学中存在的问题进行分析并在学习系统中做出了针对性模块开发,确定系统框架,将系统划分为知识结构、交互式动画、考试三个子系统并设计完成了每个子系统的相应功能。之后,借助C#编程语言、UGUI插件设计实现系统界面。再次,在Unity3D上应用3ds Max建模工具,利用UGUI插件和Playmaker插件设计工具,实现交互式动画子系统中程序拼图模块、硬件仿真可视化模块以及单片机部分应用实例的设计。实现知识子系统时,采用3D技术制作完成单片机课程所涉及的芯片,以动画的形式展现在用户眼前,在枯燥的理论讲解中融入了动态色彩。最后,系统为方便用户自我测试,实现了考试子系统。该子系统包含考试、自动组卷、自动评分模块。考试子系统具有交互的特点,并且本论文以答疑模块的数据库为例阐述该系统中数据库的设计。经过测试,系统功能达到了设计要求,该系统很好地解决了初学者在学习单片机课程中出现的枯燥、乏味,理论知识掌握不扎实,不能理论联系实际等问题。大大降低了单片机课程的学习难度,提高了学习效果和质量。
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