OBE理念下的高職專業課程教學改革研究*
——以單片機課程為例

王楠

臺州職業技術學院機電工程學院 浙江 臺州 318000

引言

成果導向教育（Outcomes-based Education）作為一種先進的教育理念，最早于1981年由William Spady提出，該理念一提出便得到教育領域的廣泛重視與認可，并成為美國、英國、加拿大等國家教育改革的主流理念[1]。成果導向理念強調專業教學設計和教學實施應當以學生接受教育后取得的學習成果作為主要目標。為此，首先要明確課程培養目標，根據培養目標設計相應的教學內容，采取合理有效的教學方法確保教學目標的達成，并最終以學生的學習成果作為教學效果的檢驗標準[2]。

單片機課程是高職院校電氣類專業必不可少的一門主干課程，是電氣類尤其是應用電子技術、智能電子產品等專業學生在掌握了電路分析、電子技術基本知識后，進行專業知識綜合提升，軟硬件設計、故障分析、產品優化升級等核心技能培養的關鍵課程。課程內容邏輯性強，跨度大，綜合性、應用性強。在目前的日常教學中，理論與實踐結合還不夠緊密，實驗實訓環節則采用KeilC51和Proteus軟件進行編程和仿真為主，教學效果與崗位需求還存在較大差距。

1 課程教學存在的問題

1.1 學生基礎薄弱，缺乏系統思維

相比較本科院校的學生，高職學生普遍學習動機不強，學習目標不明確，學習能力較弱，綜合應用知識查找問題和自主探究解決問題的能力較弱，對于單片機前導課程知識點的掌握不夠扎實（如電路基礎、電子技術等），對產品設計的系統思維建立不夠明確，因此導致單片機課程的教學難度很大。

1.2 教學方式單一，學生應用能力缺乏

單片機課程的學習目的是在完成單片機基本原理、單片機軟硬件基本知識和C51程序設計方法的基礎上使學生具備應用單片機技術設計小型智能控制系統的能力。但在傳統的課堂教學中，單片機常用指令、具體語法的講授和代碼的學習占用了大量課時，創新思維的培養以及結合專業背景知識解決實際工程項目能力的被忽視。這樣的學習結果不能融會貫通，無法完成項目應用，無法滿足企業的用人需求。

1.3 教學改革不到位，學生為主的模式未建立

當前的教學模式中，教師講授仍然占據主導地位，學生則根據教師的安排學習，在整個教學過程中是處于被動接受的地位，學生學習的主體性沒有得到體現。另外由于受到教學方式、教學設施等限制，教師與學生無法在課堂教學中實現面對面有效互動，學生參與度不高，主動性缺乏，也無法開展個性化和差異化的教學。

1.4 教學評價標準單一，對學生能力檢驗不夠全面

當前主要的考核方式采用的是期末考試成績+實驗項目成績+平時表現成績來判定學生對課程的掌握情況，雖然相比較以期末考試分數為判斷依據的考核方式而言，這種考核方式增加了過程性評價的考核權重，較以前有了較大的改變，但這些考核仍然停留在對學生基本表現和基本能力的考核，學生隱性的創新性和解決具體問題思維能力沒有在考核中得到很好的體現。

2 基于OBE理念的課程教學改革及探索

針對目前單片機課程存在的問題，本文堅持以OBE理念為指導對課程教學進行改革及探索。首先，根據人才的需求特點和畢業要求確定課程目標成果，通過教師走訪調研、畢業生座談、相關企業深度參與、課程專家指導等方式，調整課程的教學目標，重點提升學生的工程實踐能力和創新能力；其次，采用第二課堂和線上線下混合教學新模式作為有效手段，幫助學生取得學習成果；最后，構建可持續改進的考核評價體系，以滿足OBE理念對教學效果的檢驗要求。

2.1 以OBE理念制定課程目標，優化教學內容

OBE理念強調以學生接受教育后所取得的學習成果為向導[3]，因此在開展教學之前，要讓教師和學生明白通過該課程的學習學生能獲得什么能力，以及這些能力對于其今后的專業學習和畢業后進入企業工作帶來什么影響。通過企業走訪調研、對典型崗位進行分析，畢業生座談反饋獲知，通過單片機課程的學習學生應該獲得的能力除了常規運用單片機的基本模塊外，還主要體現在創新能力，工程實踐能力等方面。因此，在課程具體實施中，以培養創新能力為目標來精簡課程內容，刪掉理論性較強但不實用、重復性的教學內容，增加創新性、綜合性的教學內容；以提升實踐能力為目標的項目式教學為主線，減少驗證性和演示性實驗，增加與實際工程聯系密切的綜合性。

主要教學內容有：MCS-51單片機基本知識、I / O端口、定時/計數器、中斷系統、外部通信模塊、常用外圍接口芯片、小型產品工程板設計、PCB印刷電路板設計、工程資料編制、Keil C軟件編程、Proteus軟件仿真等[4]。

知識與能力目標有：①理解單片機內部模塊結構、工作原理和應用特點，熟悉人機接口和指令系統，學生能夠根據產品需求設計人機接口并編制控制程序；②熟悉常見單片機的性能特點，學生能夠從提高產品自動化、智能化程度角度將單片機控制技術應用于小型電子電氣產品的總體方案設計中；③了解常見單片機系列和型號，學生能夠根據產品的功能要求和性能指標確定單片機設計方案；④掌握Keil C軟件編程、Proteus軟件仿真、PCB設計等單片機常規軟件，學生能夠完成小型智能產品電路原理仿真、程序調試和電路板設計，并設計制作工程測試機；⑤熟悉小型單片機系統周邊常見元器件，學生能夠運用文獻檢索、資料查詢及運用現代技術獲取元器件資訊，完成產品成本測算，編制相關工程文件；⑥熟悉小型單片機系統構成，學生能夠運用主流的單片機控制技術對舊產品、老型號進行改進提升，提高性能、降低成本，提升產品競爭力；⑦了解智能化產品的影響因素，學生能夠從社會、健康、安全、法律、文化以及環境等方面在設計環節中體現創新意識。

2.2 統籌目標興趣能力因素，優化教學項目

高職學生普遍缺乏學習興趣，一個好的教學項目，首先要能引起學生的強烈興趣，其次能夠包含較多的知識能力目標，再次要與生活、工程現實貼近，具有真實性，最后還要能夠將項目要求按難易程度分層實施，以滿足不同學習能力的學生，因材施教，實現個性化教學，讓學生既吃飽又吃好。由于學生存在著個人興趣、智力思維、知識學習狀況等的差異，所以項目設計中應建立適用于學生的多層級教學任務。通過自評、申報、測試等方式，根據學生知識水平、探索欲望、動手能力等，將學生分成A、B、C 3個教學層級，分別對應優、良、及格等次。考慮學習的全面性，在前3個項目中，學生需要獨立完成任務，在第4個項目中，學生可以劃分為若干個小組，分工實施完成任務。分層教學深化不同學生對單片機應用、C語言編程的認知理解，提高整個課堂教學、學生學習針對性，使所有學生都能獲得不同知識、技能層面的提升[5]。

教學項目的優劣直接關系到教學的成敗。企業專家和專任教師共同將企業實際工程項目進行合理拆解，再由淺入深地將知識技能點重新組合成適合教學的項目。學生通過學習教材內容，查閱資料，小組討論，向教師咨詢等方式學習、整合項目內的知識點，自主設計硬件及軟件方案，在遇到問題時，通過教師的進一步講解，理清思路，最終通過完成項目，實現對知識點的掌握和應用能力的提升。

2.3 多種教學模式相結合，優化教學過程

單片機課程對學生工程實踐能力要求很高，在實施教學前，先按照單片機課程設定的教學內容，建設配套的微課、課件、練習等教學資源，并甄選課程相關資源上傳到泛雅學校平臺。教學實施過程則主要分為課前預習新知、課中學做結合、課后鞏固拓展3個階段。

2.3.1 課前預習新知階段。以學生預習任務所需知識點為主。學生通過泛雅平臺完成課前自測內容，教師根據課前自測結果了解學生學情，總結問題，分析原因，微調策略。

2.3.2 課中學做結合階段。基于真實的工程實踐項目進行教學組織，創建教與學的活動，項目內容安排按由易到難的原則，分為驗證型實驗、改錯型實驗、綜合型項目和設計型項目4個層次，通過驗證型實驗和改錯型實驗實現淺層學習，再結合綜合型項目和設計型項目實現深化[6]，發揮教師引學、導學、督學的作用，采用微課、虛擬仿真、分組討論、翻轉課堂等多種教學模式，鼓勵和支持學生選擇個性化學習方法，主動參與探究復雜問題并提出解決方案[7]。這樣學生可以根據自身的學習習慣合理安排學習進度，還可以滿足不同程度學生的學習需求。

2.3.3 課后鞏固拓展階段。學生對項目知識點進行總結，利用泛雅平臺在線測評等手段鞏固項目所學知識與技能；教師根據測評結果反思教學，及時調整下次課任務。

2.4 完善考核評價體系，實現可持續改進

教學的效果最終需要一套全面客觀的考核評價體系進行檢驗。因此，本文提出改革原有的“平時成績+課內實驗成績+期末測試成績”的考核評價方式，建立雙向閉環的考核評價體系，對課程目標達成度，教學效果進行綜合評價。雙向閉環考核包括正向考核和反向評估。正向考核主要指多元化評價學生學習效果，考核過程貫穿多個教學環節，分目標綜合考核。正向考核在原有的考核方式上增加了泛雅平臺線上考核。調整后最終的考核結果由四部分組成：泛雅平臺線上考核占30%，課內項目占40%，期末考試30%。每個環節的考核側重點不同，課內項目考核主要針對綜合型項目和設計型項目進行，考核學生綜合解決實際工程技術問題和創新的能力，從A、B、C 3個層次的完成度來考核，分別按照A層30-40分，B層20-30分，C層0-20分來統計。期末考試實現對課程知識點的全覆蓋，以知識點應用、分析、設計等題型為主，重點考查學生課程知識點的掌握程度、對問題的分析能力以及綜合設計能力。反向評估主要是通過學生對教學滿意度，學生對自我滿意度等方面的調查，根據反饋意見對考核評價體系進行完善，實現可持續改進。

3 結束語

基于OBE理念的單片機課程教學以學生為中心，重構了教學項目，設置了層次教學目標，引導學生自由選擇、自主探究、團隊合作、實踐創新。教學實踐證明，改革和探索獲得了良好的教學效果，切實提高了學生的實踐應用能力，符合當前工程教育要求的發展趨勢，較好地適應了社會及企業對人才的綜合能力及素質要求。