目標(biāo)導(dǎo)向教育(OBE)在單片機(jī)課程教學(xué)中的應(yīng)用研究

朱永強(qiáng) 張平霞 潘福全

摘要：《單片機(jī)原理及應(yīng)用》是交通運(yùn)輸專業(yè)電子控制方向非常重要的專業(yè)課，目前存在學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高、理論講解多、實(shí)際操作少等問(wèn)題，基于此，本文基于目標(biāo)導(dǎo)向教育模式，對(duì)課程進(jìn)行改革，注重學(xué)生的實(shí)際能力培養(yǎng)，采用虛擬實(shí)驗(yàn)與實(shí)物實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的辦法，結(jié)合具體的單片機(jī)控制項(xiàng)目，開(kāi)展單片機(jī)知識(shí)點(diǎn)教學(xué)，形成項(xiàng)目提出-理論分析-編程-實(shí)際控制的項(xiàng)目式教學(xué)流程，大大增加了學(xué)生實(shí)際操作的機(jī)會(huì)，提升了學(xué)生知識(shí)應(yīng)用的能力，及在電子控制方面的應(yīng)用水平。

關(guān)鍵詞：目標(biāo)導(dǎo)向教育;單片機(jī);項(xiàng)目式教學(xué)

0? 引言

基于目標(biāo)導(dǎo)向、成果導(dǎo)向的[1-2]OBE（Outcomes-based Education）教育模式，特別注重：學(xué)生學(xué)到了什么和是否成功[3-4]?！秵纹瑱C(jī)原理及應(yīng)用》是交通運(yùn)輸專業(yè)電子控制方向非常重要的專業(yè)課，隨著智能信息系統(tǒng)的飛速發(fā)展，單片機(jī)在運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，因此如果能將OBE與單片機(jī)課程結(jié)合起來(lái)，則必將推動(dòng)學(xué)生對(duì)單片機(jī)實(shí)際運(yùn)用能力的提升。

1? 教學(xué)現(xiàn)狀

單片機(jī)屬于應(yīng)用類課程，目前在教學(xué)中存在以下問(wèn)題：

①學(xué)生被動(dòng)性學(xué)習(xí)。由于沒(méi)有進(jìn)行應(yīng)用性題目研究，因此學(xué)生處于被動(dòng)接收知識(shí)狀態(tài)，而未考慮如何應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，導(dǎo)致對(duì)知識(shí)掌握效果不佳。

②理論講解多，實(shí)際操作少。由于電子元器件操作的易損壞性，導(dǎo)致實(shí)際授課時(shí)，理論講授較多，具體實(shí)踐操作較少。特別是對(duì)于實(shí)際應(yīng)用方面的知識(shí)講授較少，導(dǎo)致課程理論性太強(qiáng)，學(xué)生積極性不高，特別是不知道如何應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)。

③一考定成績(jī)，沒(méi)有體現(xiàn)出目標(biāo)導(dǎo)向教育（OBE）。目前多為重復(fù)性知識(shí)考核，挑戰(zhàn)性、創(chuàng)新性、應(yīng)用性不明顯，不能推動(dòng)學(xué)生積極進(jìn)行目標(biāo)導(dǎo)向式學(xué)習(xí)。

2? 教學(xué)改革

在教學(xué)實(shí)施時(shí)，教師首先進(jìn)行單片機(jī)基本課程知識(shí)的講授，然后指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行企業(yè)考察和市場(chǎng)調(diào)研，確定研究題目，在此過(guò)程中，通過(guò)課程的深入學(xué)習(xí)和項(xiàng)目的不斷完善，最終完成項(xiàng)目研究報(bào)告，同時(shí)指導(dǎo)學(xué)生參與相關(guān)的比賽，并給出課程綜合成績(jī)。本研究采用方案如圖1所示。

在此過(guò)程中重點(diǎn)需要解決以下問(wèn)題：

2.1 有價(jià)值的、符合課程需要的、難易適中的研究題目的方案篩選與課程內(nèi)容的對(duì)應(yīng)銜接

由老師結(jié)合課程特點(diǎn)、結(jié)合教師科研經(jīng)驗(yàn)、和學(xué)生前期學(xué)習(xí)成效，引導(dǎo)同學(xué)確定研究題目。通過(guò)組織學(xué)生參與企業(yè)調(diào)研、市場(chǎng)調(diào)研，結(jié)合老師及相關(guān)技術(shù)專家的技術(shù)指導(dǎo)，確定有價(jià)值的研究題目。通過(guò)項(xiàng)目進(jìn)展的方式，結(jié)合階段檢查、階段匯報(bào)，及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)和研究進(jìn)展情況，避免學(xué)生突擊式學(xué)習(xí)以及抄襲;在課時(shí)不變的情況下，通過(guò)將部分研究?jī)?nèi)容轉(zhuǎn)移到課下，來(lái)提高和保證學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

此外，授課內(nèi)容和課程知識(shí)體系架構(gòu)，是單片機(jī)課程教學(xué)的基本要素，是能否培養(yǎng)出滿足目標(biāo)導(dǎo)向（OBE）標(biāo)準(zhǔn)的工程人才的關(guān)鍵，必須重新設(shè)計(jì)課程體系、更新教學(xué)內(nèi)容和重新組織教學(xué)活動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)優(yōu)秀人才的培養(yǎng)。針對(duì)單片機(jī)課程，具體實(shí)施過(guò)程是：依據(jù)OBE所提出的導(dǎo)向目標(biāo)，建立對(duì)應(yīng)的課程教學(xué)環(huán)節(jié)與能力目標(biāo)，以單片機(jī)編程、解決分析具體題目的工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計(jì)能力與工程創(chuàng)新能力為核心，重構(gòu)單片機(jī)課程的教學(xué)內(nèi)容和課程體系;以注重能力培養(yǎng)、注重學(xué)生產(chǎn)出為導(dǎo)向，打破原課程按章節(jié)內(nèi)容講解模式，重新劃分課程教學(xué)內(nèi)容，建立與各項(xiàng)能力指標(biāo)相對(duì)應(yīng)的模塊化課程內(nèi)容體系。

2.2 KeilC-Proteus+虛擬串口虛擬仿真平臺(tái)的搭建

目前單片機(jī)比較成熟的編程平臺(tái)為KeilC，運(yùn)行仿真平臺(tái)為Proteus，但二者之間銜接的并不好，因此通過(guò)虛擬串口技術(shù)，將二者聯(lián)合起來(lái)，構(gòu)成在線調(diào)試平臺(tái)，由KeilC進(jìn)行程序編譯和調(diào)試，Proteus進(jìn)行器件仿真，模擬出單片機(jī)等電子元器件的工作狀態(tài)。由于該虛擬仿真平臺(tái)調(diào)試時(shí)和實(shí)物非常接近，具有較強(qiáng)的挑戰(zhàn)性和成就感，而且具有實(shí)驗(yàn)開(kāi)展隨時(shí)性、低成本性、低風(fēng)險(xiǎn)性、分析過(guò)程可視性等優(yōu)勢(shì)，因此可以先用于方案的理論分析，然后再結(jié)合實(shí)際的實(shí)驗(yàn)課，進(jìn)行驗(yàn)證，減少后期的器件損耗，從而大大提高實(shí)驗(yàn)效率。

2.3 OBE考核模式的探索

結(jié)合人才培養(yǎng)目標(biāo)中規(guī)定的知識(shí)能力大綱、課程教學(xué)目標(biāo)、課程特點(diǎn)及其在體系中所處的地位，提出和設(shè)計(jì)本課程的教學(xué)環(huán)節(jié)與能力目標(biāo)體系，聯(lián)合企業(yè)工程師、專業(yè)教師和已畢業(yè)學(xué)生，分析和撰寫(xiě)課程教學(xué)環(huán)節(jié)與能力目標(biāo)體系，全面深入地研究課程的每一教學(xué)環(huán)節(jié)與能力目標(biāo)的合理性、科學(xué)性和可實(shí)施性，最終形成針對(duì)單片機(jī)課程的教學(xué)目標(biāo)與能力產(chǎn)出要求。

通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生完成一個(gè)完整的“實(shí)際項(xiàng)目”，在此過(guò)程中將機(jī)械設(shè)計(jì)、組裝、電路設(shè)計(jì)、軟件編程等知識(shí)，通過(guò)下達(dá)的任務(wù)書(shū)串起來(lái)，起到學(xué)習(xí)、溫故、應(yīng)用、知新的作用，并與團(tuán)隊(duì)分工合作結(jié)合起來(lái)，增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)，最終大家通過(guò)實(shí)物、研究報(bào)告、PPT答辯等形式予以展現(xiàn)。

在整個(gè)環(huán)節(jié)中，通過(guò)制定系統(tǒng)完整的考評(píng)手段，讓全部學(xué)生參與到題目研究與考核中，例如為避免部分學(xué)生不參與研究，要求答辯時(shí)，團(tuán)隊(duì)所有成員，依據(jù)不同的分工，分別進(jìn)行不同部分的答辯，既有分工又有合作，同時(shí)各隊(duì)還互相競(jìng)爭(zhēng)。在匯報(bào)時(shí)為避免聽(tīng)取匯報(bào)的同學(xué)不作為，要求每個(gè)同學(xué)都要提出意見(jiàn)，并納入考核范圍。最終實(shí)現(xiàn)全部同學(xué)積極主動(dòng)參與學(xué)習(xí)。

3? 總結(jié)

通過(guò)本項(xiàng)目研究，實(shí)現(xiàn)OBE教學(xué)模式在單片機(jī)課程教學(xué)中的改革，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，解決當(dāng)前單片機(jī)課程理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)不能有效融合、實(shí)踐動(dòng)手與創(chuàng)新能力不強(qiáng)的實(shí)際難題，提高學(xué)生利用電子控制解決實(shí)際問(wèn)題的能力，有效提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力，同時(shí)大幅度提升同學(xué)參與各種科技創(chuàng)新比賽的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]梅林，楊麗君，孫玲玲，等.基于OBE模式的電力系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2018（1）：218-220.

[2]齊曉杰，紀(jì)峻嶺.基于“OBE”的車輛工程專業(yè)建設(shè)模式研究與實(shí)踐[J].高教學(xué)刊，2017（9）：65-66.

[3]邱劍鋒，朱二周，周勇，等.OBE教育模式下的操作系統(tǒng)課程教學(xué)改革[J].計(jì)算機(jī)教育，2015（12）：28-30.

[4]鳳權(quán).OBE教育模式下應(yīng)用型人才培養(yǎng)的研究[J].安徽工程大學(xué)學(xué)報(bào)，2016，31（3）：81-85.