基于CDIO的《單片機原理及應(yīng)用》課程教學(xué)改革

張亞梅+唐明

摘要：《單片機原理及應(yīng)用》課程是西安培華學(xué)院計算機科學(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、實驗教學(xué)、考核方式三個方面，介紹了基于CDIO的《單片機原理及應(yīng)用》課程改革，以培養(yǎng)學(xué)生的基本技能、自學(xué)能力、溝通能力和團隊合作能力。

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

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

一、課堂教學(xué)改革

《單片機原理及應(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，教師只引入知識點，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)生主動學(xué)習(xí)。

如在教學(xué)單片機最小系統(tǒng)時，教師可以采用案例法，列舉現(xiàn)實生活中應(yīng)用單片機的例子，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)單片機的興趣；又如在講解單片機的應(yīng)用時，教師可以告訴學(xué)生：“學(xué)習(xí)單片機和學(xué)習(xí)開車一樣，我們學(xué)習(xí)如何使用單片機，就像我們學(xué)習(xí)開車，不一定要掌握汽車的工作原理?！边@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。在項目設(shè)計過程中，教師還可以采用啟發(fā)式教學(xué)。如在教學(xué)流水燈時，教師可以從單個燈的點亮開始，一直到點亮8個燈，引入延時概念和移位函數(shù)的相關(guān)知識。這樣一來，學(xué)生就能自主操作，實現(xiàn)各種流水燈的效果。

二、實驗教學(xué)

CDIO教學(xué)改革是以實驗為核心，在《單片機原理及應(yīng)用》課程教學(xué)中，筆者分別設(shè)置了基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗和設(shè)計性實驗。第一，基礎(chǔ)性實驗主要針對知識點，目的是讓學(xué)生掌握單片機的各個獨立知識點，了解單片機實驗的流程。如流水燈實驗可以讓學(xué)生掌握最小系統(tǒng)的知識，了解單片機的工作原理，熟悉單片機實驗所需的軟件，如keil軟件和proteus軟件；第二，綜合性實驗是在基礎(chǔ)性實驗上有所提升，它涉及多個知識點。因為有了基礎(chǔ)性實驗為基礎(chǔ)，所以教師不再需要完全參與實驗，讓學(xué)生分組自行完成，而且實驗也不限制在課堂上完成，學(xué)生可以利用網(wǎng)絡(luò)，在課余時間進行。雖然綜合性實驗的難度較大，但是能夠很好地鍛煉學(xué)生靈活運用所學(xué)知識的能力，提升學(xué)生分析問題、解決問題的能力，讓學(xué)生進一步熟悉實驗過程；第三，設(shè)計性實驗?zāi)苠憻拰W(xué)生把知識運用于實際的能力。教師根據(jù)實驗難度，把學(xué)生分組，然后布置實驗題目，整個實驗過程由學(xué)生完成，包括查閱資料、熟悉元器件、完成仿真、進行焊接并完成最終調(diào)試等。設(shè)計性實驗不僅能檢驗學(xué)生掌握知識的程度，鍛煉學(xué)生的實際動手能力，還能培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作能力和溝通能力，積累項目開發(fā)的經(jīng)驗。經(jīng)過以上三種實驗，就能達到CDIO教學(xué)改革的預(yù)期效果，使學(xué)生得到構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)、運作等方面的訓(xùn)練。

三、考核方式

《單片機原理及應(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，只能檢驗學(xué)生掌握書本知識的情況，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)模式檢驗的是學(xué)生的專業(yè)技能、實踐能力、溝通能力、團隊合作能力以及語言表達能力等綜合素質(zhì)，所以教師可以采用項目式考核，按照學(xué)生完成上述三種實驗的情況評分。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)生的動手能力和團隊協(xié)作能力，對于培養(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：

[1]董錚.基于CDIO模式下單片機實驗教學(xué)改革[J].計算機時代，2015，（9）.

[2]朱昌洪.基于CDIO的“單片機原理及應(yīng)用”課程研究及實踐[J].科學(xué)時代，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：SGH140880。

（作者單位：西安培華學(xué)院）endprint