朱永強 張平霞 潘福全

摘要：《單片機原理及應(yīng)用》是交通運輸專業(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、實際操作少等問題，基于此，本文基于目標導(dǎo)向教育模式，對課程進行改革，注重學(xué)生的實際能力培養(yǎng)，采用虛擬實驗與實物實驗相結(jié)合的辦法，結(jié)合具體的單片機控制項目，開展單片機知識點教學(xué)，形成項目提出-理論分析-編程-實際控制的項目式教學(xué)流程，大大增加了學(xué)生實際操作的機會，提升了學(xué)生知識應(yīng)用的能力，及在電子控制方面的應(yīng)用水平。

關(guān)鍵詞：目標導(dǎo)向教育;單片機;項目式教學(xué)

0? 引言

基于目標導(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原理及應(yīng)用》是交通運輸專業(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，單片機在運輸系統(tǒng)發(fā)揮著越來越重要的作用，因此如果能將OBE與單片機課程結(jié)合起來，則必將推動學(xué)生對單片機實際運用能力的提升。

1? 教學(xué)現(xiàn)狀

單片機屬于應(yīng)用類課程，目前在教學(xué)中存在以下問題：

①學(xué)生被動性學(xué)習(xí)。由于沒有進行應(yīng)用性題目研究，因此學(xué)生處于被動接收知識狀態(tài)，而未考慮如何應(yīng)用知識解決實際問題，導(dǎo)致對知識掌握效果不佳。

②理論講解多，實際操作少。由于電子元器件操作的易損壞性，導(dǎo)致實際授課時，理論講授較多，具體實踐操作較少。特別是對于實際應(yīng)用方面的知識講授較少，導(dǎo)致課程理論性太強，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。

③一考定成績，沒有體現(xiàn)出目標導(dǎo)向教育（OBE）。目前多為重復(fù)性知識考核，挑戰(zhàn)性、創(chuàng)新性、應(yīng)用性不明顯，不能推動學(xué)生積極進行目標導(dǎo)向式學(xué)習(xí)。

2? 教學(xué)改革

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

在此過程中重點需要解決以下問題：

2.1 有價值的、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)容的對應(yīng)銜接

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

此外，授課內(nèi)容和課程知識體系架構(gòu)，是單片機課程教學(xué)的基本要素，是能否培養(yǎng)出滿足目標導(dǎo)向（OBE）標準的工程人才的關(guān)鍵，必須重新設(shè)計課程體系、更新教學(xué)內(nèi)容和重新組織教學(xué)活動來實現(xiàn)優(yōu)秀人才的培養(yǎng)。針對單片機課程，具體實施過程是：依據(jù)OBE所提出的導(dǎo)向目標，建立對應(yīng)的課程教學(xué)環(huán)節(jié)與能力目標，以單片機編程、解決分析具體題目的工程實踐能力、工程設(shè)計能力與工程創(chuàng)新能力為核心，重構(gòu)單片機課程的教學(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，建立與各項能力指標相對應(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的搭建

目前單片機比較成熟的編程平臺為KeilC，運行仿真平臺為Proteus，但二者之間銜接的并不好，因此通過虛擬串口技術(shù)，將二者聯(lián)合起來，構(gòu)成在線調(diào)試平臺，由KeilC進行程序編譯和調(diào)試，Proteus進行器件仿真，模擬出單片機等電子元器件的工作狀態(tài)。由于該虛擬仿真平臺調(diào)試時和實物非常接近，具有較強的挑戰(zhàn)性和成就感，而且具有實驗開展隨時性、低成本性、低風(fēng)險性、分析過程可視性等優(yōu)勢，因此可以先用于方案的理論分析，然后再結(jié)合實際的實驗課，進行驗證，減少后期的器件損耗，從而大大提高實驗效率。

2.3 OBE考核模式的探索

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

通過指導(dǎo)學(xué)生完成一個完整的“實際項目”，在此過程中將機械設(shè)計、組裝、電路設(shè)計、軟件編程等知識，通過下達的任務(wù)書串起來，起到學(xué)習(xí)、溫故、應(yīng)用、知新的作用，并與團隊分工合作結(jié)合起來，增強學(xué)生的團隊意識，最終大家通過實物、研究報告、PPT答辯等形式予以展現(xiàn)。

在整個環(huán)節(jié)中，通過制定系統(tǒng)完整的考評手段，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，團隊所有成員，依據(jù)不同的分工，分別進行不同部分的答辯，既有分工又有合作，同時各隊還互相競爭。在匯報時為避免聽取匯報的同學(xué)不作為，要求每個同學(xué)都要提出意見，并納入考核范圍。最終實現(xiàn)全部同學(xué)積極主動參與學(xué)習(xí)。

3? 總結(jié)

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

參考文獻：

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

[2]齊曉杰，紀峻嶺.基于“OBE”的車輛工程專業(yè)建設(shè)模式研究與實踐[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].計算機教育，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，2016，31（3）：81-85.