基于CDIO的《單片機原理及應用》課程教學改革

張亞梅+唐明

摘要：《單片機原理及應用》課程是西安培華學院計算機科學與技術專業的核心專業基礎課之一。本文從課堂教學改革、實驗教學、考核方式三個方面，介紹了基于CDIO的《單片機原理及應用》課程改革，以培養學生的基本技能、自學能力、溝通能力和團隊合作能力。

關鍵詞：CDIO 《單片機原理及應用》 教學改革

CDIO代表構思、設計、實現和運作，它強調培養學生的綜合素質，而不僅僅只關注學生知識技能的掌握；它主張以項目開發為驅動，讓學生在項目開發中學習理論知識，從而真正掌握項目的整個開發流程。

一、課堂教學改革

《單片機原理及應用》課程教學由“教師教”改為“學生學”，由學生自主學習取代教師集中授課，主要體現在改變了教師“滿堂灌”的方式，教師只引入知識點，并配合多種教學方法，激發學生的學習興趣，促使學生主動學習。

如在教學單片機最小系統時，教師可以采用案例法，列舉現實生活中應用單片機的例子，激發學生學習單片機的興趣；又如在講解單片機的應用時，教師可以告訴學生：“學習單片機和學習開車一樣，我們學習如何使用單片機，就像我們學習開車，不一定要掌握汽車的工作原理。”這樣一來，就可以降低學生學習硬件的恐懼心理。

另外，在給學生布置任務之后，教師可以采用分組討論式教學，讓學生以小組為單位分析和討論題目，得出解決方案。在項目設計過程中，教師還可以采用啟發式教學。如在教學流水燈時，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的相關知識。這樣一來，學生就能自主操作，實現各種流水燈的效果。

二、實驗教學

CDIO教學改革是以實驗為核心，在《單片機原理及應用》課程教學中，筆者分別設置了基礎性實驗、綜合性實驗和設計性實驗。第一，基礎性實驗主要針對知識點，目的是讓學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生掌握最小系統的知識，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性實驗上有所提升，它涉及多個知識點。因為有了基礎性實驗為基礎，所以教師不再需要完全參與實驗，讓學生分組自行完成，而且實驗也不限制在課堂上完成，學生可以利用網絡，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生靈活運用所學知識的能力，提升學生分析問題、解決問題的能力，讓學生進一步熟悉實驗過程；第三，設計性實驗能鍛煉學生把知識運用于實際的能力。教師根據實驗難度，把學生分組，然后布置實驗題目，整個實驗過程由學生完成，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試等。設計性實驗不僅能檢驗學生掌握知識的程度，鍛煉學生的實際動手能力，還能培養學生的團隊協作能力和溝通能力，積累項目開發的經驗。經過以上三種實驗，就能達到CDIO教學改革的預期效果，使學生得到構思、設計、實現、運作等方面的訓練。

三、考核方式

《單片機原理及應用》的傳統考核方式是卷面考試，學生的最終成績由筆試決定，只能檢驗學生掌握書本知識的情況，不能反映學生的綜合素質。顯然，這種考核方式已經不能適應應用技術型人才培養的需求。基于CDIO的教學模式檢驗的是學生的專業技能、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，所以教師可以采用項目式考核，按照學生完成上述三種實驗的情況評分。這樣，不僅激發了學生的學習興趣與熱情，以學生為主體，貫徹了“學中做”與“做中學”的主旨，而且很好地鍛煉了學生的動手能力和團隊協作能力，對于培養應用技術型人才有很大的作用，符合高校人才培養的需求。

參考文獻：

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

[2]朱昌洪.基于CDIO的“單片機原理及應用”課程研究及實踐[J].科學時代，2014，（7）.

※本文系西安培華學院陜西省教育科學“十二五”規劃2014年度課題，課題名稱：CDIO工程教育模式下應用技術型人才培養模式研究，編號：SGH140880。

（作者單位：西安培華學院）endprint