OBE理念下項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)模式在單片機(jī)原理與應(yīng)用課程中的探索

摘要：文章針對(duì)單片機(jī)原理與應(yīng)用課程的教學(xué)現(xiàn)狀，如學(xué)生興趣不夠濃厚、現(xiàn)有的教學(xué)模式缺乏工程項(xiàng)目的實(shí)踐，以及教學(xué)模式單一等，提出了基于OBE（Outcome-basedEducation，成果導(dǎo)向教育）理念的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式改革，旨在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維。通過實(shí)施項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)，學(xué)生的動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力顯著提高，學(xué)習(xí)興趣和積極性得到激發(fā)。

關(guān)鍵詞：OBE理念；項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)模式；單片機(jī)原理與應(yīng)用；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2025）15-0137-03

0引言

單片機(jī)原理與應(yīng)用是電子、電氣、自動(dòng)化等專業(yè)的核心課程，廣泛應(yīng)用于智能家居、工業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域[1-2]。該課程不僅是理論知識(shí)的橋梁，更是實(shí)踐技能培養(yǎng)的基石。通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以深入了解和掌握單片機(jī)的相關(guān)知識(shí)，為后續(xù)學(xué)生其他專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和畢業(yè)論文的完成作鋪墊。同時(shí)，單片機(jī)課程也是學(xué)生未來(lái)從事相關(guān)領(lǐng)域工作的必備技能之一，能夠增強(qiáng)學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

然而，傳統(tǒng)教學(xué)模式過于注重理論傳授，輕視實(shí)踐環(huán)節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生理論與實(shí)踐脫節(jié)，缺乏創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)[1]。針對(duì)上述問題，本文探索了OBE理念下項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的翻轉(zhuǎn)課堂模式在單片機(jī)原理與應(yīng)用課程中的應(yīng)用，旨在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和參與度。

1OBE理念與項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式概述

OBE理念和項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式在提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生能力培養(yǎng)方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。它們不僅可以激發(fā)學(xué)生的興趣，還提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維。通過實(shí)施這些教學(xué)模式，可以培養(yǎng)出更多具備解決實(shí)際工程問題能力和創(chuàng)新思維的高素質(zhì)人才，為電子、電氣、自動(dòng)化等領(lǐng)域的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。

1.1OBE理念概述

OBE（Outcome-BasedEducation，成果導(dǎo)向教育）是一種以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)成果和持續(xù)改進(jìn)的教育理念[3-4]。其核心思想主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）以學(xué)生為中心：該理念強(qiáng)調(diào)教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施都應(yīng)以學(xué)生的需求、興趣和能力為出發(fā)點(diǎn)，確保學(xué)生能夠積極參與學(xué)習(xí)過程中，并發(fā)揮他們的主觀能動(dòng)性。

2）強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)成果：該成果通常是學(xué)生在完成一段學(xué)習(xí)后所應(yīng)達(dá)到的知識(shí)、技能和能力水平。這些成果需要明確具體，并且是可衡量的，以便教師和學(xué)校能夠準(zhǔn)確地評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

3）注重持續(xù)改進(jìn)：該理念強(qiáng)調(diào)教師需要不斷地反思和評(píng)估教學(xué)活動(dòng)的效果，以便根據(jù)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況和反饋來(lái)調(diào)整教學(xué)策略和方法。這種持續(xù)改進(jìn)的過程有助于教師不斷提高教學(xué)質(zhì)量，確保學(xué)生能夠獲得更好的學(xué)習(xí)效果。

1.2項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式概述

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式以實(shí)際項(xiàng)目為載體，學(xué)生通過完成項(xiàng)目來(lái)掌握知識(shí)和技能，培養(yǎng)實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。該模式在單片機(jī)原理與應(yīng)用課程中的應(yīng)用需要以下幾個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)。

1）項(xiàng)目設(shè)計(jì)，：確保項(xiàng)目具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和可操教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計(jì)作性。

2）分組與分工：學(xué)生根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)和自身興趣進(jìn)行分組，并明確各自的任務(wù)和職責(zé)。

3）項(xiàng)目實(shí)施：學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作、自主探究等方式完成項(xiàng)目任務(wù)。

4）成果展示與評(píng)價(jià)：學(xué)生完成項(xiàng)目后，進(jìn)行成果展示，教師和其他學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)和反饋。

5提煉經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)）總結(jié)與反思：對(duì)整個(gè)項(xiàng)目完成過程進(jìn)行總結(jié)和，為今后的學(xué)習(xí)提供參考。

在單片機(jī)課程中，項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)可以讓學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際項(xiàng)目，如設(shè)計(jì)智能家居控制系統(tǒng)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)趣味性和實(shí)用性。

2教學(xué)改革措施

2.1OBE理念的教學(xué)設(shè)計(jì)

在OBE模式下，教學(xué)設(shè)計(jì)遵循反向設(shè)計(jì)原則，即首先明確預(yù)期的學(xué)習(xí)成果，然后規(guī)劃教學(xué)活動(dòng)，最后制訂評(píng)價(jià)方法。圖1展示了OBE理念下的教學(xué)設(shè)計(jì)模型，包括制訂課程目標(biāo)、設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)、評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)成果和持續(xù)改進(jìn)四個(gè)環(huán)節(jié)，形成一個(gè)閉環(huán)。根據(jù)社會(huì)需求制訂課程目標(biāo)，確定教學(xué)大綱，并依據(jù)教學(xué)大綱正向?qū)嵤瑥亩瓿梢詫W(xué)生為中心的課程內(nèi)容的整合、課程的實(shí)施、制定多元化多層次的課程評(píng)價(jià)體系，根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行反思總結(jié)并持續(xù)改進(jìn)授課內(nèi)容。OBE理念下的教學(xué)設(shè)計(jì)模型如圖1所示。

2.2課程目標(biāo)

在根據(jù)辦學(xué)定位、行業(yè)需求、認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)確定畢業(yè)要求后，首要任務(wù)是確定每門課程的課程目標(biāo)，這是OBE教學(xué)理念的核心要素。課程目標(biāo)確定應(yīng)基于課程定位、專業(yè)需求、知識(shí)目標(biāo)與技能目標(biāo)、能力培養(yǎng)與綜合素質(zhì)提升以及教學(xué)方法與評(píng)價(jià)方式等多個(gè)方面的考量。通過科學(xué)合理的課程目標(biāo)設(shè)定，可以有效地指導(dǎo)課程內(nèi)容的組織、教學(xué)方法的選擇和教學(xué)評(píng)價(jià)的實(shí)施，從而培養(yǎng)出具備扎實(shí)專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐能力的優(yōu)秀人才。結(jié)合實(shí)際情況，具體課程目標(biāo)如下：

教學(xué)目標(biāo)1：了解單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，掌握數(shù)制、碼制與編碼，以及單片機(jī)的基本組成和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)知識(shí)。

教學(xué)目標(biāo)2：掌握單片機(jī)的工作原理、存儲(chǔ)器組織及擴(kuò)展方法，熟練運(yùn)用C51語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。

教學(xué)目標(biāo)3：掌握中斷、定時(shí)/計(jì)數(shù)、串行通信、接口等功能模塊的原理及其軟件實(shí)現(xiàn)方法。

教學(xué)目標(biāo)4：能夠綜合運(yùn)用C51語(yǔ)言和嵌入式系統(tǒng)軟件編程方法，設(shè)計(jì)典型的單片機(jī)系統(tǒng)程序，完成軟硬件調(diào)試。

2.3課程內(nèi)容

結(jié)合課程目標(biāo)和課程性質(zhì)，以項(xiàng)目為載體對(duì)單片機(jī)原理與應(yīng)用課程內(nèi)容進(jìn)行重新整合，構(gòu)建課程教學(xué)內(nèi)容的模塊化和專題化。圖2展示了課程教學(xué)內(nèi)容的模塊化設(shè)計(jì)，包括單片機(jī)軟硬件基礎(chǔ)與開發(fā)環(huán)境、單片機(jī)片內(nèi)資源模塊、外圍接口電路模塊、系統(tǒng)設(shè)計(jì)四大模塊，每個(gè)模塊的知識(shí)點(diǎn)配有相應(yīng)的項(xiàng)目。

2.4項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的理論教學(xué)設(shè)計(jì)

單片機(jī)原理與應(yīng)用課程融合了理論知識(shí)與實(shí)踐操作，旨在培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)與應(yīng)用能力。在項(xiàng)目引領(lǐng)教學(xué)過程中，以學(xué)生為中心，組建團(tuán)隊(duì)來(lái)完成每一個(gè)項(xiàng)目，教師引導(dǎo)學(xué)生分析每個(gè)關(guān)鍵模塊如何選擇、是否可以用其他芯片或者電路模塊替換等，逐步培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和興趣，提高學(xué)生解決實(shí)際問題的綜合能力，滿足學(xué)生今后職業(yè)生涯發(fā)展的需要。具體實(shí)施從以下三個(gè)步驟完成：

1）課前準(zhǔn)備：

（1）教師通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)（如QQ、微信）分享預(yù)習(xí)材料和案例。

（2）學(xué)生自主預(yù)習(xí)，組成學(xué)習(xí)小組（每組3人），明確分工。

2）課堂實(shí)施：

（1）學(xué)生在課堂上提出預(yù)習(xí)中遇到的問題。

（2）教師針對(duì)共性問題進(jìn)行重點(diǎn)講解和指導(dǎo)。

（3）學(xué)生以小組為單位，討論項(xiàng)目方案，開始系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)、原理圖繪制和程序編寫。

3）課后實(shí)踐：

（1）學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)室資源，完成項(xiàng)目的制作和調(diào)試。

（2）開展功能演示和答辯，教師給予反饋和評(píng)分。

2.5實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)

單片機(jī)原理與應(yīng)用課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)一般安排在課程最后，它是理論課程的重要補(bǔ)充，也是促進(jìn)理論知識(shí)學(xué)習(xí)和檢驗(yàn)學(xué)生理論知識(shí)是否扎實(shí)的重要環(huán)節(jié)[4-5]。使用Proteus軟件完成硬件電路的設(shè)計(jì)和仿真實(shí)現(xiàn)，采用Keil軟件編寫程序。以“單片機(jī)控制流水燈循環(huán)顯示”為例，具體實(shí)施步驟如下：

（1）學(xué)生分組，每組3人，明確分工。

（2）教師布置“流水燈”項(xiàng)目，明確功能要求和技術(shù)指標(biāo)。

（3）學(xué)生討論方案，繪制系統(tǒng)框圖，確定元器件選型。

（4）使用。Proteus繪制電路原理圖，采用Keil編寫

（。5）通過仿真驗(yàn)證后，制作實(shí)體電路板，進(jìn)行

（6）完成項(xiàng)目后，進(jìn)行成果展示和交流，教師評(píng)價(jià)。圖3展示了流水燈實(shí)物圖。

通過該項(xiàng)目，學(xué)生熟練掌握了單片機(jī)I/O口的編程和硬件電路設(shè)計(jì)，提高了實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)合作能力。

2.6考核體系建設(shè)

傳統(tǒng)的考核方式缺乏對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成果多元化、多層次的考核。表1為課程考核表，依據(jù)OBE教學(xué)理念，本課程考核環(huán)節(jié)包含平時(shí)與作業(yè)、實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)以及期末考試四部分。

平時(shí)表現(xiàn)是學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度和習(xí)慣的直接體現(xiàn)，占總評(píng)分的10%，旨在鼓勵(lì)學(xué)生保持良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和參與度。實(shí)踐環(huán)節(jié)是檢驗(yàn)學(xué)生理論知識(shí)掌握程度和應(yīng)用能力的重要環(huán)節(jié)，占總評(píng)分的20%，旨在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維。實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是鞏固理論知識(shí)、培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能的重要環(huán)節(jié)，占總評(píng)分的10%，旨在提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和數(shù)據(jù)分析能力。考試環(huán)節(jié)是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)成果、評(píng)估教學(xué)質(zhì)量的重要手段，占總評(píng)分的60%，旨在全面、客觀地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

表2為學(xué)生自我評(píng)價(jià)表，旨在引導(dǎo)學(xué)生反思學(xué)習(xí)效果，促進(jìn)自我提升。

3結(jié)束語(yǔ)

基于OBE理念的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式實(shí)施后，學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維顯著提升。同時(shí)課程通過率得到明顯提高，學(xué)生對(duì)課程的滿意度達(dá)到95%以上。今后，將繼續(xù)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，完善考核體系，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。

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【通聯(lián)編輯：梁書】