OBE-CDIO工程教育模式下的單片機課程教學(xué)改革與實踐

葛 浩，林其斌，倪受春,周海軍

工程教育目的是培養(yǎng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需要的工程技術(shù)性人才，同時為了提高我國在國際上工程教育的競爭力。2016年6月我國正式加入《華盛頓協(xié)議》，標(biāo)志著工程人才教育正式邁入國際化和標(biāo)準(zhǔn)化，推進(jìn)了我國工程教育和工程師資格的國際互認(rèn)[1]。我國《工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》從2015版開始，將專業(yè)認(rèn)證的形式和內(nèi)容由課程導(dǎo)向轉(zhuǎn)向成果導(dǎo)向[2]。工程教育認(rèn)證強調(diào)了三個基本原則：成果導(dǎo)向、學(xué)生中心和持續(xù)改進(jìn)。

成果導(dǎo)向的工程教育模式(Outcomes-based Education，簡稱OBE)[3]，是一種面向目標(biāo)、能力、需求的教育模式。OBE強調(diào)了5個問題：(1)想讓學(xué)生取得的學(xué)習(xí)成果是什么(目標(biāo))；(2)為什么要讓學(xué)生取得這樣的學(xué)習(xí)成果(需求)；(3)如何有效地幫助學(xué)生取得這些學(xué)習(xí)成果(過程)；(4)如何知道學(xué)生已經(jīng)取得了這些學(xué)習(xí)成果(評價)；(5)如何保障學(xué)生能夠取得這些學(xué)習(xí)成果(改進(jìn))[2]。CDIO是一種工程教育培養(yǎng)模式，代表著構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(Design)、實現(xiàn)(Implement)和運作(Operate)。CDIO強調(diào)按照工業(yè)產(chǎn)品整個運作周期，在工程情境中培養(yǎng)學(xué)生成為具有扎實專業(yè)基礎(chǔ)、高素質(zhì)工程應(yīng)用能力的專業(yè)人才[4][5]。CDIO的教育核心是將教學(xué)與工程實踐緊密結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生實際動手能力和工程應(yīng)用能力；將理論知識應(yīng)用于工程實踐，通過工程應(yīng)用強化理論內(nèi)容，讓學(xué)生在“學(xué)中做、做中學(xué)”過程中達(dá)到工程實踐與理論教學(xué)相輔相成的效果[6][7]?？梢园l(fā)現(xiàn)，OBE強調(diào)的是社會需要什么樣的人才，學(xué)校就按照社會需求培養(yǎng)什么樣的人才；CDIO強調(diào)的是專業(yè)人才需按照產(chǎn)品生命周期的歷程來進(jìn)行培養(yǎng)。顯然，OBE是理念，CDIO是實施、是OBE具體化。將OBE與CDIO相結(jié)合，可以有助于培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用和創(chuàng)新能力。

為了培養(yǎng)高素質(zhì)工程應(yīng)用型人才，結(jié)合地方應(yīng)用型本科高校辦學(xué)定位和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，我院單片機課程教學(xué)引入了OBE-CDIO的教學(xué)模式，利用OBE工程教育理念反向設(shè)計課程目標(biāo)，以項目化教學(xué)為主線重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容；以學(xué)生為中心，按照CDIO的工程模式實施教學(xué)，改進(jìn)教學(xué)方法、實施多層實踐、改革考核方式，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、知識應(yīng)用、系統(tǒng)設(shè)計、創(chuàng)新實踐、團(tuán)隊合作、語言表達(dá)、科技寫作等能力和素質(zhì)，達(dá)成課程目標(biāo)，實現(xiàn)對工科專業(yè)高素質(zhì)工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)的支撐。

1 反向設(shè)計，確定教學(xué)目標(biāo)，重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容

1.1 確定課程目標(biāo)和定位

根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求和課程特點，從知識、能力和素質(zhì)三個方面確立單片機課程的教學(xué)目標(biāo)：(1)知識目標(biāo)：扎實的單片機基本知識和理論；(2)能力目標(biāo)：具有單片機系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計能力，利用工具進(jìn)行單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計；(3)素質(zhì)目標(biāo)：掌握單片機系統(tǒng)工程項目設(shè)計方法，具有項目分析、系統(tǒng)設(shè)計、團(tuán)隊協(xié)作、創(chuàng)新精神等能力和素質(zhì)。表1給出了該課程知識、能力及素質(zhì)的實現(xiàn)矩陣。工程教育專業(yè)認(rèn)證對學(xué)生畢業(yè)要求提出了12條標(biāo)準(zhǔn)，表2給出了課程與工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)匹配矩陣，該課程課支撐了學(xué)生畢業(yè)要求10項指標(biāo)，其中強匹配的有7條，弱匹配的有3條。

表1 課程知識、能力和素質(zhì)的實現(xiàn)矩陣

表2 課程與工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)匹配矩陣

說明：課程與工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)匹配程度，強匹配標(biāo)識“■”，弱匹配標(biāo)識“○”。

1.2 構(gòu)建“金字塔”型課程知識結(jié)構(gòu)

以學(xué)生為中心更加強調(diào)知識的應(yīng)用性和創(chuàng)新性，根據(jù)培養(yǎng)需要構(gòu)建知識體系，知識體系服務(wù)于培養(yǎng)目標(biāo)。依據(jù)單片機課程支撐畢業(yè)要求所需達(dá)到的知識、能力和素質(zhì)，重構(gòu)了課程內(nèi)容。采用“項目→任務(wù)→模塊→知識點”的“金字塔”結(jié)構(gòu)(圖1所示)，自頂向下重新組織教學(xué)內(nèi)容；接著，根據(jù)課程目標(biāo)遴選項目，將項目分解為不同子任務(wù)，子任務(wù)由不同模塊構(gòu)成，在模塊中提煉知識點；最后，通過自底向上“知識點→模塊→任務(wù)→項目”的方式組織教學(xué)。

圖1 課程內(nèi)容“金字塔”結(jié)構(gòu)圖

目前將單片機知識點重構(gòu)在10個項目中(表3所示)，包括可調(diào)控的霓虹燈、產(chǎn)品計數(shù)器、可調(diào)節(jié)數(shù)字時鐘、智能小車控制、雙機通信、LCD1602登錄界面、電壓采集系統(tǒng)、數(shù)字信號發(fā)生器、溫控系統(tǒng)、密碼鎖。這些項目涵蓋了單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)、單片機引腳、IO接口、C51程序設(shè)計、定時器/計數(shù)器、外部中斷、串行接口、AD/DA接口、常用擴(kuò)展串行接口(單總線、I2C、SPI)等知識點。

表3 項目內(nèi)容和知識點

例如，流水線產(chǎn)品計數(shù)器項目可分解為單片機最小系統(tǒng)、產(chǎn)品數(shù)量采集、數(shù)碼管顯示、聲光報警4個子任務(wù)，包含了單片機最小系統(tǒng)模塊、產(chǎn)品數(shù)量采集模塊、顯示模塊、Led提示模塊、蜂鳴器模塊，知識點覆蓋了單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)、IO接口、外部中斷、數(shù)碼管動態(tài)顯示等，具體見表4。

表4 流水線產(chǎn)品計數(shù)器項目

2 以學(xué)生為中心，采用CDIO模式實施教學(xué)

2.1 多手段導(dǎo)入課程，提高學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生了解課程、教師了解學(xué)生

在以學(xué)生為中心的教學(xué)模式下，學(xué)生是教學(xué)過程的主體，需要激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動力和激情。課程一開始就需要讓學(xué)生知道課程目標(biāo)是什么，課程在專業(yè)課程體系中處在什么位置，課程學(xué)習(xí)后能做什么。因此，上好第一次課至關(guān)重要。第一次授課主要做以下幾件事情。

一是，吊胃口，吸引注意，提高興趣。向?qū)W生展示實際的單片機應(yīng)用系統(tǒng)，單片機技能競賽、智能車競賽和機器人競賽的作品和視頻，以及往屆學(xué)生課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計作品。這些單片機系統(tǒng)和作品讓學(xué)生深深感受到學(xué)習(xí)該課程的趣味性、實際意義和價值，打消畏難情緒。很多同學(xué)們會感慨這些作品構(gòu)思和效果，有躍躍欲試的沖動。

二是，介紹課程目標(biāo)和內(nèi)容框架。告訴學(xué)生該課程的目標(biāo)是什么，要學(xué)習(xí)哪些內(nèi)容；該課程在課程體系中所處的位置，在專業(yè)發(fā)展路徑上的角色和重要性，在實際工程應(yīng)用中的作用，以及這門課程學(xué)習(xí)后可以獲得哪些能力和素質(zhì)。同時介紹課程的教學(xué)形式、學(xué)習(xí)方法、考核方式等，讓學(xué)生對該課程實施有基本的了解，便于學(xué)生合理安排。

三是，了解學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)，因材施教。通過問卷調(diào)查，了解學(xué)生對前導(dǎo)課程和該課程掌握情況，便于有的放矢、分類指導(dǎo)。通過調(diào)查分析，學(xué)生大概分為三類：第一類，對數(shù)字電路、模擬電路和C語言等基礎(chǔ)課程掌握一般，實踐能力較弱；第二類，對專業(yè)基礎(chǔ)課程有較好掌握，也有一些動手和應(yīng)用技能；第三類，自學(xué)過單片機，對單片機知識理論掌握較好，參加過相關(guān)學(xué)科競賽并獲獎。第一、二類的學(xué)生居多，約占85%；第三類學(xué)生較少，約占15%。在分組教學(xué)中，將知識、能力比較好的學(xué)生安排在不同組，幫助其他同學(xué)，同時起到助教的作用。

2.2 將CDIO引入項目化教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生知識應(yīng)用和系統(tǒng)設(shè)計能力

如何才能有效地幫助學(xué)生取得預(yù)定的學(xué)習(xí)成果？在整個教學(xué)過程中，以學(xué)生為中心，采用CDIO模式實施項目化教學(xué)；在項目教學(xué)實施中，運用漸進(jìn)式、發(fā)散式、優(yōu)化設(shè)計等教學(xué)策略；通過拓展教學(xué)時空范圍，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性。

2.2.1 以學(xué)生為中心，采用CDIO模式實施項目化教學(xué)

以學(xué)生為中心的CDIO項目化教學(xué)內(nèi)容組織分為三個階段：課前任務(wù)、項目教學(xué)、任務(wù)延展。課前通過泛雅(或微信)平臺發(fā)布項目要求和課前任務(wù)，包括觀看教學(xué)短視頻、調(diào)研相關(guān)內(nèi)容、撰寫調(diào)研報告等，讓學(xué)生提前了解項目任務(wù)和教學(xué)內(nèi)容，對項目有初步思考，提出初步設(shè)計思路和方案。課堂上提出問題、交流互動、啟發(fā)思考、確定方案；指導(dǎo)學(xué)生器件選型，結(jié)合仿真平臺和開發(fā)板開展電路設(shè)計、軟件設(shè)計、系統(tǒng)調(diào)試。項目實現(xiàn)后，再引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考，給出拓展功能設(shè)計要求，發(fā)布課后任務(wù)，課后完成任務(wù)，并且提交設(shè)計。在教學(xué)任務(wù)的實施過程，教師和學(xué)生是兩個并行的CDIO模式，如表5所示。

表5 教師和學(xué)生的CDIO教與學(xué)環(huán)節(jié)

在項目化教學(xué)實施過程中，給學(xué)生傳輸“自頂向下設(shè)計、自底向上實施”的系統(tǒng)設(shè)計理念和方法。先“自頂向下”開展功能分析、方案確定、任務(wù)分解，然后“自底向上”進(jìn)行模塊設(shè)計、模塊集成、系統(tǒng)調(diào)試，最終實現(xiàn)單片機應(yīng)用系統(tǒng)。這種理念和方法培養(yǎng)了學(xué)生思考、分析和解決問題的能力。

2.2.2 項目教學(xué)過程，采用漸進(jìn)式、發(fā)散式的教學(xué)策略

實際的單片機應(yīng)用系統(tǒng)不可能一步到位完成設(shè)計，基本上是漸進(jìn)地、逐步優(yōu)化的過程。在項目化教學(xué)過程中，采用“漸進(jìn)式”方法，讓學(xué)生由淺入深、由簡到繁地逐步掌握知識應(yīng)用，把握哪些模塊(或任務(wù))是切入點、哪些模塊(或任務(wù))是設(shè)計關(guān)鍵，消除學(xué)生畏難、迷茫和無所適從的設(shè)計心理。

項目具體的某個功能實現(xiàn)采用不同方案，在實際應(yīng)用中從實現(xiàn)效果、資源使用、工程需要、性價比等方面綜合考慮，確定方案。因此，在項目教學(xué)過程中，培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)散思維，啟發(fā)了學(xué)生采用不同方法實現(xiàn)相應(yīng)功能模塊。

2.2.3 開放教學(xué)、拓展時空范圍，調(diào)動學(xué)習(xí)主動性，提高學(xué)習(xí)效果

OBE強調(diào)以學(xué)生為中心，課程目標(biāo)達(dá)成需要調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性。畢竟課內(nèi)以學(xué)生為主體的時間是有限的，需要不斷拓展教學(xué)時空范圍、教學(xué)內(nèi)容和實踐場所，培養(yǎng)學(xué)生“自學(xué)、會學(xué)、樂學(xué)、會思、會用”。

拓展教學(xué)時空范圍，引導(dǎo)學(xué)生“自學(xué)”。為了培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，課程打破了固定的教學(xué)時間和地點限制，延伸教學(xué)時空范圍，開展“以學(xué)生為中心”“課內(nèi)課外、線上線下”相結(jié)合的模式。利用虛擬仿真平臺和課程網(wǎng)站，為學(xué)生配備開發(fā)板，引導(dǎo)學(xué)生課前、課后進(jìn)行自學(xué)和實踐。

拓展教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生“自學(xué)、會學(xué)”。以具體項目實現(xiàn)為方向標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生利用課程網(wǎng)站資源、圖書館資源、互聯(lián)網(wǎng)資源等，開展項目學(xué)習(xí)和項目設(shè)計。為了保證自學(xué)質(zhì)量，依托所建立的省級精品課程平臺、學(xué)習(xí)通和微信平臺，發(fā)布任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生課外預(yù)習(xí)、自學(xué)和復(fù)習(xí)；通過課內(nèi)提問、討論、匯報等措施，了解學(xué)生課外學(xué)習(xí)效果和設(shè)計效果，并及時指導(dǎo)。

拓展實踐場所，讓學(xué)生“樂學(xué)、會思、會用”。實踐環(huán)境不局限于單片機實驗室，向?qū)W生開放電子實訓(xùn)室、創(chuàng)新實驗室、創(chuàng)客空間等實踐場所。實踐場所為學(xué)生提供常用的儀器儀表和電子元器件，學(xué)生帶著興趣、項目、創(chuàng)新想法進(jìn)入實驗室，開展調(diào)研、討論、分析、論證和設(shè)計。

2.3 以學(xué)生為中心，構(gòu)建多層次實踐教學(xué)體系，開展項目化實踐

將CDIO工程理念引入單片機課程實踐環(huán)節(jié)，構(gòu)建四個層次的實踐教學(xué)體系，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、項目開發(fā)能力、團(tuán)隊協(xié)作能力和創(chuàng)新實踐精神。第一層為基本技能層，讓學(xué)生具備基本的硬件電路設(shè)計和制作能力。使用Proteus仿真軟件和電路設(shè)計軟件Altium Designer，通過電路焊接訓(xùn)練和電路板制作，培養(yǎng)學(xué)生單片機系統(tǒng)電路設(shè)計技能。第二層為基礎(chǔ)驗證層，實現(xiàn)基本單片機功能模塊(或子系統(tǒng))，為綜合性設(shè)計做鋪墊、打基礎(chǔ)。第三層為綜合應(yīng)用層，設(shè)置綜合性實踐項目，將不同知識點和模塊綜合起來，以“做中學(xué)、項目化”的方法，讓學(xué)生“真槍實彈”完成單片機項目設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識、解決問題和團(tuán)隊合作的能力。第四層為創(chuàng)新實踐層，學(xué)生參與教師科研，開展專業(yè)競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和畢業(yè)設(shè)計等活動，從項目構(gòu)思、設(shè)計、實施和運行四個環(huán)節(jié)中開展工程實踐，培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力和科技創(chuàng)新意識。主要舉措包括以下方面。

2.3.1 采用“虛實結(jié)合”的教學(xué)模式，提高學(xué)生實際設(shè)計能力

“虛”是利用Proteus+Keil搭建虛擬仿真環(huán)境，將該仿真環(huán)境引入教學(xué)過程，與項目化教學(xué)緊密結(jié)合，為學(xué)生提供一個良好的實踐平臺。利用該仿真平臺，學(xué)生可以完成功能模塊的調(diào)試，項目系統(tǒng)的測試。虛擬平臺僅僅是手段和工具，最終要回歸到“實實在在”的系統(tǒng)，將虛擬平臺的仿真設(shè)計轉(zhuǎn)換為實際應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計[8]。關(guān)鍵問題是“虛實”如何有效結(jié)合？我們采用了“三級進(jìn)階”的模式。一是，初級階段。為學(xué)生配發(fā)單片機開發(fā)板，仿真平臺依托于開發(fā)板硬件。學(xué)生參照開發(fā)板硬件電路在仿真平臺上完成模塊或系統(tǒng)設(shè)計，然后下載到開發(fā)板上驗證實際效果。二是，中級階段。直接引導(dǎo)學(xué)生從仿真系統(tǒng)到實際系統(tǒng)。在仿真平臺開展模塊設(shè)計調(diào)試和系統(tǒng)集成測試；然后直接將仿真模塊或系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為實際的單片機應(yīng)用系統(tǒng)。三是，提升階段。鼓勵并指導(dǎo)學(xué)生參加單片機技能競賽、電子設(shè)計大賽、機器人大賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等，借助多種平臺的相關(guān)軟件工具，通過實際項目鍛煉學(xué)生相關(guān)能力和素質(zhì)?！疤搶嵔Y(jié)合”的教學(xué)模式有利于建立以學(xué)生為中心的主體地位、調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性，有利于拓展教學(xué)的時空范圍，有利于培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新精神[9]。

2.3.2 以CDIO模式實施課程設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力

課程設(shè)計是學(xué)生知識應(yīng)用、能力素質(zhì)培養(yǎng)的重要和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。我們課程設(shè)計教學(xué)組織過程有規(guī)范化的要求，制定了詳細(xì)的實施計劃，教師是指導(dǎo)主體，學(xué)生是實施主體。教師發(fā)布項目任務(wù)，3-4名同學(xué)為一組，分工合作完成單片機應(yīng)用系統(tǒng)。首先，學(xué)生選題、確定方案；然后，硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、器件選購、模塊集成、實物實現(xiàn)；接著，各個小組制作演示視頻、撰寫報告、設(shè)計答辯；最后，班級制作成果展示視頻，將課程設(shè)計各個環(huán)節(jié)剪輯、匯編在視頻中，進(jìn)行設(shè)計總結(jié)。

課程設(shè)計有效地結(jié)合了OBE理念和CDIO模式，學(xué)生作為課程設(shè)計的主體，通過項目構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運行4個環(huán)節(jié)實施設(shè)計。項目構(gòu)思階段(C)：項目組成員通過調(diào)研、分析，提出初步方案，進(jìn)行論證并確定方案；項目設(shè)計階段(D)：根據(jù)功能要求，分解任務(wù)，通過“虛實結(jié)合”的方式完成仿真設(shè)計、電路設(shè)計和軟件設(shè)計；項目實施階段(I)：對項目進(jìn)行調(diào)試，測試功能實現(xiàn)；項目運行階段(O)：項目小組對項目進(jìn)行匯報和演示。將OBE-CDIO模式應(yīng)用于課程設(shè)計環(huán)節(jié)中，幫助學(xué)生掌握應(yīng)用系統(tǒng)或產(chǎn)品開發(fā)的基本流程，有效提高了學(xué)生分析、解決實際問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生工程素養(yǎng)、創(chuàng)新意識、合作精神。

3 采用多元化考核方式，評價教學(xué)學(xué)習(xí)效果

考核評價的目的是為了了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況和效果，掌握學(xué)生是否到達(dá)了課程設(shè)定的階段目標(biāo)和最終目標(biāo)，便于進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)，提高教學(xué)效果。

3.1 注重過程性考核和考核效果

建立了過程跟蹤和評價機制，根據(jù)課程進(jìn)度不同階段，針對性地設(shè)計考核內(nèi)容，主要為學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)效果兩個方面。學(xué)習(xí)態(tài)度包括課堂出勤、作業(yè)和任務(wù)提交、網(wǎng)絡(luò)課程自主學(xué)習(xí)情況、設(shè)計項目和課程設(shè)計任務(wù)承擔(dān)情況、其他教學(xué)活動參與情況；學(xué)習(xí)效果包括課堂測試、課堂討論、項目完成情況、平臺知識測試、平臺任務(wù)完成情況等。過程性考核側(cè)重能力、素質(zhì)的評價，并且有意識地引導(dǎo)學(xué)生主動鍛煉自身能力，提升素質(zhì)。

3.2 加強實踐過程考核和實踐效果考核

實踐環(huán)節(jié)按照實驗項目、課程設(shè)計、技能競賽三個方面開展考核。

單片機實驗課一改傳統(tǒng)“老師講解演示，學(xué)生照葫蘆畫瓢”的形式，以解決問題、考核評價為主。借助仿真平臺和開發(fā)板，學(xué)生在課外提前完成實驗項目，課上主要是問題答疑、學(xué)生演示和講解。教師對實驗項目完成情況進(jìn)行分析、評價、評分，同時對完成效果好、有創(chuàng)新性的項目獎勵加分。

課程設(shè)計從過程考察和實現(xiàn)效果兩個方面考核。采用了CDIO的實踐模式，以項目小組開展實施，對項目選題、方案確定、系統(tǒng)設(shè)計、演示答辯、報告提交等環(huán)節(jié)進(jìn)行跟蹤。采取“教師評價、組內(nèi)自評、組間互評”三元制的評價方式，三個方面的權(quán)重分別為50%、30%和20%。

學(xué)院每年承辦一次校級單片機技能競賽，當(dāng)前學(xué)期開設(shè)單片機課程的班級均參加本次競賽，其他班級自由報名。學(xué)生在3個小時內(nèi)完成幾個相關(guān)聯(lián)的任務(wù)，根據(jù)功能實現(xiàn)情況進(jìn)行評分，該成績作為單片機課程總成績重要組成部分。

3.3 改革考試方式，采用多元化考核形式

單片機課程期末考試仍采用試卷考核方式，為了同時考核基本知識理論和系統(tǒng)設(shè)計能力，采用“分段式”考試方法。試卷內(nèi)容為4頁，分為兩個時間段。前2頁重點考查學(xué)生基本理論知識掌握情況，采用閉卷考核方式，時間1小時；后2頁重點考核學(xué)生單片機系統(tǒng)設(shè)計能力，采用開卷考核方式，時間1小時。

課程最終考核成績綜合了多方面內(nèi)容，其中平時成績占總成績20%、實踐成績占總成績20%、競賽成績占總成績30%、期末考核成績占總成績30%。課程設(shè)計為集中實踐環(huán)節(jié)，設(shè)有單獨的2個學(xué)分，采用“三元制”評價方式考核。

多元化的考核方式能夠在教學(xué)全過程中比較準(zhǔn)確、及時地把握學(xué)生學(xué)習(xí)情況，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的薄弱點，便于不斷改進(jìn)教學(xué)。

4 總結(jié)

單片機課程利用OBE工程教育理念反向設(shè)計課程目標(biāo)，按照項目重構(gòu)了教學(xué)內(nèi)容；以學(xué)生為中心，采用CDIO工程模式實施理論和實踐教學(xué)；改革考核方式，采用多元化的評價方法。上述教學(xué)模式施的實施，有效地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性，培養(yǎng)了學(xué)生采用工程化思維解決問題的能力，同時也培養(yǎng)了學(xué)生科技寫作、團(tuán)隊協(xié)作、語言表達(dá)等能力和素質(zhì)。從近三年教學(xué)結(jié)果和效果分析來看，學(xué)生應(yīng)用知識開展單片機系統(tǒng)設(shè)計能力有較大提高，后續(xù)課程教師反饋學(xué)生分析和解決問題能力相對往屆學(xué)生有明顯進(jìn)步；近年來學(xué)生在省級以上科技競賽也獲得較好成績，其中省級單片機技能競賽兩年內(nèi)獲得一等獎6項、二等獎6項、三等獎4項，獲獎數(shù)量和級別居全省本科高校前列。

總之，單片機課程教學(xué)改革是一項長期系統(tǒng)工程，需要結(jié)合人才需要、專業(yè)目標(biāo)、課程定位、學(xué)生實際等情況，在實踐中不斷探索和改進(jìn)，才能有效地提高工程應(yīng)用人才的培養(yǎng)質(zhì)量。