基于RPP-CDIO理念的單片機(jī)技術(shù)課程教改實(shí)踐*

馮嚴(yán)冰

(常州開放大學(xué)，江蘇 常州 213001)

一、研究背景

<單片機(jī)技術(shù)>涉及多方面知識(shí)，偏重于實(shí)際應(yīng)用。目前教學(xué)中依然采取傳統(tǒng)教學(xué)模式，枯燥抽象的理論講解無法調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性，而實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，教學(xué)和實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)，學(xué)完后仍然無法完成完整的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，與企業(yè)需求相差甚遠(yuǎn)。

二、RPP-CDIO工程教育模式在單片機(jī)課程教學(xué)中的應(yīng)用

RPP-CIDO工程教育模式以產(chǎn)品研發(fā)到運(yùn)行的生命周期為載體，通過具體工程背景的項(xiàng)目，讓學(xué)生仿照公司工程小組模式分組參與項(xiàng)目實(shí)施，邊動(dòng)手邊學(xué)習(xí)，理論知識(shí)與動(dòng)手實(shí)操同時(shí)學(xué)習(xí)，并要相互配合。教學(xué)設(shè)計(jì)上，根據(jù)知識(shí)點(diǎn)劃分和難易程度的不斷遞進(jìn)，將課程內(nèi)容劃分為若干項(xiàng)目模塊，再細(xì)分為若干子項(xiàng)目(都有與之對(duì)應(yīng)的理論知識(shí))，把枯燥的理論知識(shí)融合進(jìn)了生動(dòng)立體的項(xiàng)目之中。這樣以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，以項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)為載體，以動(dòng)手實(shí)踐為手段，穿插理論內(nèi)容的講解，完成單片機(jī)技術(shù)課程的教學(xué)。

三、單片機(jī)課程的RPP-CDIO教學(xué)改革實(shí)踐

(一)基于RPP-CDIO理念優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)

若要將RPP-CDIO理念融入課程教學(xué)，必須打破原來的章節(jié)式教學(xué)模式，重構(gòu)課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)。在教學(xué)實(shí)踐中，以簡(jiǎn)單項(xiàng)目實(shí)例導(dǎo)入，由淺入深逐漸深入學(xué)習(xí)，先學(xué)習(xí)電路的功能和參數(shù)，而后學(xué)習(xí)軟硬件設(shè)計(jì)和系統(tǒng)調(diào)試方法。大的知識(shí)模塊要設(shè)計(jì)為若干項(xiàng)目，為適應(yīng)課堂教學(xué)，還要進(jìn)一步分為若干子項(xiàng)目，教學(xué)目標(biāo)是以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式完成子項(xiàng)目，具體以項(xiàng)目“紅綠交通燈的控制系統(tǒng)”為例，見表1。

(二)“教-學(xué)-做”理論與實(shí)踐一體化的課程教學(xué)模式的實(shí)施

課堂教學(xué)采用“教-學(xué)-做”理實(shí)一體化教學(xué)模式。“教”指理論教學(xué)，讓學(xué)生“學(xué)”會(huì)基礎(chǔ)理論，為“做”做準(zhǔn)備，實(shí)施以項(xiàng)目組為單位的“仿真實(shí)踐—實(shí)物實(shí)踐”的操作路線，課前要根據(jù)學(xué)生基礎(chǔ)和特點(diǎn)分組，在實(shí)驗(yàn)教室各組借助電腦軟、硬件環(huán)境來仿真單片機(jī)及外圍電路的工作過程，成功后制作實(shí)物電路，通電觀察控制效果。

1.仿真實(shí)踐：首先根據(jù)每個(gè)項(xiàng)目的需求設(shè)計(jì)硬件電路，編寫源程序。然后用PROTEUS仿真軟件搭建硬件電路，用KEIL仿真編寫源程序，對(duì)自己的設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證。讓學(xué)生熟悉單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思路與步驟，掌握電路設(shè)計(jì)和軟件編程的方法。注重發(fā)揮個(gè)人獨(dú)立思考能力和集體智慧，在仿真時(shí)遇到問題采取先自己想辦法解決，解決不了再通過小組共商解決，仍無法解決的再請(qǐng)教老師，但在課堂考核分值上，后者要扣除一定分?jǐn)?shù)。

2.實(shí)物實(shí)踐：仿真成功后，要?jiǎng)邮执罱▽?shí)物電路。由于和焊接實(shí)物電路相比，在面包板上搭建實(shí)物電路更加快速，課堂效率更高，可以反復(fù)拔插重復(fù)使用；和單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱相比，在面包板上搭接實(shí)物電路可以根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際需求搭建個(gè)性化電路，而實(shí)驗(yàn)箱的電路是廠家固化的，不能靈活搭建。故采用以面包板為主、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱為輔的實(shí)物實(shí)踐方式。教學(xué)實(shí)踐中，學(xué)生參與熱情很高，各組通力配合，基本都能當(dāng)堂完成電路的搭建，并逐漸學(xué)會(huì)了電路診斷和排障，有時(shí)完成基本目標(biāo)的基礎(chǔ)上還有所創(chuàng)新，并能看到直觀的控制效果。

四、結(jié)束語

根據(jù)高職學(xué)生特點(diǎn)，將RPP-CDIO教育理念應(yīng)用到單片機(jī)技術(shù)課程教學(xué)中，重構(gòu)課程結(jié)構(gòu)，實(shí)施項(xiàng)目小組式的“教—學(xué)—做”理論與實(shí)踐一體化的教學(xué)模式，通過實(shí)例帶動(dòng)學(xué)生主動(dòng)思考和合作參與，實(shí)際教學(xué)效果良好，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手能力，提升了專業(yè)素質(zhì)和實(shí)踐技能。

表1 紅綠交通燈控制系統(tǒng)(子項(xiàng)目劃分)