基于CDIO的《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程教學(xué)改革

張亞梅+唐明

摘要：《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程是西安培華學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課之一。本文從課堂教學(xué)改革、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、考核方式三個(gè)方面，介紹了基于CDIO的《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程改革，以培養(yǎng)學(xué)生的基本技能、自學(xué)能力、溝通能力和團(tuán)隊(duì)合作能力。

關(guān)鍵詞：CDIO 《單片機(jī)原理及應(yīng)用》 教學(xué)改革

CDIO代表構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作，它強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，而不僅僅只關(guān)注學(xué)生知識(shí)技能的掌握；它主張以項(xiàng)目開發(fā)為驅(qū)動(dòng)，讓學(xué)生在項(xiàng)目開發(fā)中學(xué)習(xí)理論知識(shí)，從而真正掌握項(xiàng)目的整個(gè)開發(fā)流程。

一、課堂教學(xué)改革

《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程教學(xué)由“教師教”改為“學(xué)生學(xué)”，由學(xué)生自主學(xué)習(xí)取代教師集中授課，主要體現(xiàn)在改變了教師“滿堂灌”的方式，教師只引入知識(shí)點(diǎn)，并配合多種教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。

如在教學(xué)單片機(jī)最小系統(tǒng)時(shí)，教師可以采用案例法，列舉現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用單片機(jī)的例子，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)的興趣；又如在講解單片機(jī)的應(yīng)用時(shí)，教師可以告訴學(xué)生：“學(xué)習(xí)單片機(jī)和學(xué)習(xí)開車一樣，我們學(xué)習(xí)如何使用單片機(jī)，就像我們學(xué)習(xí)開車，不一定要掌握汽車的工作原理。”這樣一來，就可以降低學(xué)生學(xué)習(xí)硬件的恐懼心理。

另外，在給學(xué)生布置任務(wù)之后，教師可以采用分組討論式教學(xué)，讓學(xué)生以小組為單位分析和討論題目，得出解決方案。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中，教師還可以采用啟發(fā)式教學(xué)。如在教學(xué)流水燈時(shí)，教師可以從單個(gè)燈的點(diǎn)亮開始，一直到點(diǎn)亮8個(gè)燈，引入延時(shí)概念和移位函數(shù)的相關(guān)知識(shí)。這樣一來，學(xué)生就能自主操作，實(shí)現(xiàn)各種流水燈的效果。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)

CDIO教學(xué)改革是以實(shí)驗(yàn)為核心，在《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程教學(xué)中，筆者分別設(shè)置了基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。第一，基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)主要針對(duì)知識(shí)點(diǎn)，目的是讓學(xué)生掌握單片機(jī)的各個(gè)獨(dú)立知識(shí)點(diǎn)，了解單片機(jī)實(shí)驗(yàn)的流程。如流水燈實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生掌握最小系統(tǒng)的知識(shí)，了解單片機(jī)的工作原理，熟悉單片機(jī)實(shí)驗(yàn)所需的軟件，如keil軟件和proteus軟件；第二，綜合性實(shí)驗(yàn)是在基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)上有所提升，它涉及多個(gè)知識(shí)點(diǎn)。因?yàn)橛辛嘶A(chǔ)性實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，所以教師不再需要完全參與實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生分組自行完成，而且實(shí)驗(yàn)也不限制在課堂上完成，學(xué)生可以利用網(wǎng)絡(luò)，在課余時(shí)間進(jìn)行。雖然綜合性實(shí)驗(yàn)的難度較大，但是能夠很好地鍛煉學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，提升學(xué)生分析問題、解決問題的能力，讓學(xué)生進(jìn)一步熟悉實(shí)驗(yàn)過程；第三，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?zāi)苠憻拰W(xué)生把知識(shí)運(yùn)用于實(shí)際的能力。教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)難度，把學(xué)生分組，然后布置實(shí)驗(yàn)題目，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程由學(xué)生完成，包括查閱資料、熟悉元器件、完成仿真、進(jìn)行焊接并完成最終調(diào)試等。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)不僅能檢驗(yàn)學(xué)生掌握知識(shí)的程度，鍛煉學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，還能培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和溝通能力，積累項(xiàng)目開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)過以上三種實(shí)驗(yàn)，就能達(dá)到CDIO教學(xué)改革的預(yù)期效果，使學(xué)生得到構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)作等方面的訓(xùn)練。

三、考核方式

《單片機(jī)原理及應(yīng)用》的傳統(tǒng)考核方式是卷面考試，學(xué)生的最終成績由筆試決定，只能檢驗(yàn)學(xué)生掌握書本知識(shí)的情況，不能反映學(xué)生的綜合素質(zhì)。顯然，這種考核方式已經(jīng)不能適應(yīng)應(yīng)用技術(shù)型人才培養(yǎng)的需求?；贑DIO的教學(xué)模式檢驗(yàn)的是學(xué)生的專業(yè)技能、實(shí)踐能力、溝通能力、團(tuán)隊(duì)合作能力以及語言表達(dá)能力等綜合素質(zhì)，所以教師可以采用項(xiàng)目式考核，按照學(xué)生完成上述三種實(shí)驗(yàn)的情況評(píng)分。這樣，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與熱情，以學(xué)生為主體，貫徹了“學(xué)中做”與“做中學(xué)”的主旨，而且很好地鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，對(duì)于培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)型人才有很大的作用，符合高校人才培養(yǎng)的需求。

參考文獻(xiàn)：

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[2]朱昌洪.基于CDIO的“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程研究及實(shí)踐[J].科學(xué)時(shí)代，2014，（7）.

※本文系西安培華學(xué)院陜西省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2014年度課題，課題名稱：CDIO工程教育模式下應(yīng)用技術(shù)型人才培養(yǎng)模式研究，編號(hào)：SGH140880。

（作者單位：西安培華學(xué)院）endprint