CDIO教學模式下“單片機技術與應用”教學改革的創新與實踐

郭 慶

遼寧省交通高等專科學校 遼寧沈陽 110122

CDIO教學模式下“單片機技術與應用”教學改革的創新與實踐

郭 慶

遼寧省交通高等專科學校 遼寧沈陽 110122

CDIO工程教學模式體現了“工學結合”教學理念，其將教學任務模塊化，適當引入虛擬仿真教學，使得教學效果顯著提升。單片機應用技術是一門實踐性和綜合性都很強的課程，傳統的教學模式已經很難滿足單片機教學的基本要求，因此CDIO模式終將取代了傳統教學模式，成為單片機教學的首選教學模式。

CDIO工程教育模式；虛擬仿真教學；教師角色轉型

一、引言

單片機應用技術是一門實踐性和綜合性都很強的課程，它是應用電子技術專業的一門必修專業核心課程，對學生工程思維能力和解決問題能力的培養具有重要作用，在專業人才培養方案中具有重要的地位。

二、單片機課程特點及教學現狀

單片機技術與應用是一門理論性和應用性較強的課程。傳統的單片機技術與應用的課程教學存在問題總結如下：

1.教材內容與社會需求不同步，理論與實際脫節。

2.傳統教學模式單一，學生學習興趣低，課程教學效果差。

3.實驗教學環節比較薄弱，實驗類型單一，實驗設備比較少。

4.硬件與軟件不協調，學生動手能力和綜合運用知識的能力不夠。

三、CDIO工程教育模式

CDIO工程教學模式和我國當今高職主流教育理念一致，而且更系統、全面、深入、徹底地體現了“工學結合”教學理念。CDIO教育模式確定的l2條標準和4個層面的大綱，在高職教學中具有很強的可操作性，相比于德國雙元制教學模式，更符合國情。

四、CDIO教育模式在“單片機應用技術”中的具體實施

（一）基于CDIO 的課程內容的改革和優化

在課程教學內容的組織編排上改變以往追求學科知識的系統性和完備性的傳統教學模式，將基于CDIO模式下應用電子專業工程能力培養的要求應用到“單片機技術與應用”這門課程的教學中，以突出培養學生的理論和應用能力為主，在理論教學的同時注重工程應用能力的培養。考慮到學生的專業是應用電子技術，筆者使用的案例名稱是“簡易數字電壓表的安裝與調試”。

（二）改革教學方法，優化教學過程

突出教學方法的創新對學生學習的重要性，教學的重點從以前的課堂知識講授變為既有課堂教學也有工程情境創設教學，以現場教學與課堂教學相結合展開知識的講授，激發學生學習的內動力。

（三）加強實踐性教學環節，同時借助競賽培養學生的創新意識和實踐能力

將工程教育的CDIO理念應用于該課程的實踐教學中，以培養學生應用能力為“核心”，將CDIO理念的“構思-設計-實現-運作”與學生認知能力培養的“基礎—提高—創新”思想有機結合，在課程知識體系的實踐環節中，建立以演示性實驗、回路動手搭建實驗和工業現場項目實驗構成“三個層次”的實踐，使學生能“看中學”、“做中學”、“用中學”。

（四）自制模塊化實驗平臺，適當引入虛擬仿真教學

模塊化積木式的實驗系統為學生進行開放式自助實驗，自主創新實踐和科學研究實驗提供了可操作的硬件平臺。改變了傳統實驗教學中，受實踐學時的限制，學生無法完成一個電子系統整機設計訓練的狀況。

（五）基于CDIO理念下教師角色轉型

1、任課教師向“雙師型”教師角色轉型。

2、教師向學生學習的引導者角色轉變。

3、教師向學生學習的評估者轉變。

（六）完善多媒體課件，豐富教學資源

在課程的教學改革和建設中，注重教學資源的開發和利用。制作的多媒體課件信息量大，注重教學設計及教學內容的展現形式，增加課外相關新技術和新知識，圖文并茂，知識表達生動，重難點清晰。制作了大量三維動畫，極大地豐富了教學資源。

（七）課程教學效果評價方案

為了形成以評促學的體制，實現以教學為中心到以學習為中心的方法轉變，依據CDIO的培養模式，將考核評價分為兩個方面：（1）過程考核依據。主要包括學生態度、平時表現（如平時作業完成情況）、出勤、紀律等方面；小組討論參與程度、組內成員協作與溝通情況；為了客觀的評價學生的學習效果，項目完成后對的現場評分和演示進行答辯，對學生的工作績效、技術應用、語言表達等方面進行客觀評價。（2）技術知識考核。在教學中，學生每學完一個知識模塊，就要求學生制作一個電子小作品。然后，根據制作的工藝、編程的質量、所實現功能的好壞以及對所學知識的理解程度，給出一個階段綜合分數。學生在每個階段都有自己的成績，根據每個項目的難易程度，取加權平均值，為階段總成績。

五、結束語

CDIO教學模式下“單片機技術與應用”教學改革的創新與實踐，以工程項目設計為導向，以培養學生能力——包括自學能力、創新能力、團隊能力和系統調控能力為主要目標；以項目設計為載體，以項目學習促進能力培養，以行動導向組織教學，以學生為中心、教師引導、教學做一體的工學結合教育模式，以解決學生知識、技能、素質協調發展問題。CDIO教育模式的實踐和開展，將對我國高等職業教育的改革產生深刻的影響。

［1］馬垠飛，韓紹程.CDIO背景下模塊化單片機實驗平臺在實驗教學中的應用［J］.實驗室科學，2014.17（6）：53-55.

［2］馬衛國.基于CDIO的單片機原理及應用課程教學改革探討［J］.中國現代教育裝備，2011（19）：70-72.

［3］時軍，王懿華.基于CDIO的“單片機原理及應用”教學改革與實踐［J］.中國電力教育，2010年第35期：62-63.

［4］王靜霞.單片機應用技術（C語言版）第3版［M］.北京：電子工業出版社，2015.

郭慶（ 1982-） ，女，遼寧，碩士研究生，講師，研究方向為電子信息技術。