基于CDIO的《单片机原理及应用》课程教学改革

张亚梅+唐明

摘要：《单片机原理及应用》课程是西安培华学院计算机科学与技术专业的核心专业基础课之一。本文从课堂教学改革、实验教学、考核方式三个方面，介绍了基于CDIO的《单片机原理及应用》课程改革，以培养学生的基本技能、自学能力、沟通能力和团队合作能力。

关键词：CDIO 《单片机原理及应用》 教学改革

CDIO代表构思、设计、实现和运作，它强调培养学生的综合素质，而不仅仅只关注学生知识技能的掌握；它主张以项目开发为驱动，让学生在项目开发中学习理论知识，从而真正掌握项目的整个开发流程。

一、课堂教学改革

《单片机原理及应用》课程教学由“教师教”改为“学生学”，由学生自主学习取代教师集中授课，主要体现在改变了教师“满堂灌”的方式，教师只引入知识点，并配合多种教学方法，激发学生的学习兴趣，促使学生主动学习。

如在教学单片机最小系统时，教师可以采用案例法，列举现实生活中应用单片机的例子，激发学生学习单片机的兴趣；又如在讲解单片机的应用时，教师可以告诉学生：“学习单片机和学习开车一样，我们学习如何使用单片机，就像我们学习开车，不一定要掌握汽车的工作原理。”这样一来，就可以降低学生学习硬件的恐惧心理。

另外，在给学生布置任务之后，教师可以采用分组讨论式教学，让学生以小组为单位分析和讨论题目，得出解决方案。在项目设计过程中，教师还可以采用启发式教学。如在教学流水灯时，教师可以从单个灯的点亮开始，一直到点亮8个灯，引入延时概念和移位函数的相关知识。这样一来，学生就能自主操作，实现各种流水灯的效果。

二、实验教学

CDIO教学改革是以实验为核心，在《单片机原理及应用》课程教学中，笔者分别设置了基础性实验、综合性实验和设计性实验。第一，基础性实验主要针对知识点，目的是让学生掌握单片机的各个独立知识点，了解单片机实验的流程。如流水灯实验可以让学生掌握最小系统的知识，了解单片机的工作原理，熟悉单片机实验所需的软件，如keil软件和proteus软件；第二，综合性实验是在基础性实验上有所提升，它涉及多个知识点。因为有了基础性实验为基础，所以教师不再需要完全参与实验，让学生分组自行完成，而且实验也不限制在课堂上完成，学生可以利用网络，在课余时间进行。虽然综合性实验的难度较大，但是能够很好地锻炼学生灵活运用所学知识的能力，提升学生分析问题、解决问题的能力，让学生进一步熟悉实验过程；第三，设计性实验能锻炼学生把知识运用于实际的能力。教师根据实验难度，把学生分组，然后布置实验题目，整个实验过程由学生完成，包括查阅资料、熟悉元器件、完成仿真、进行焊接并完成最终调试等。设计性实验不仅能检验学生掌握知识的程度，锻炼学生的实际动手能力，还能培养学生的团队协作能力和沟通能力，积累项目开发的经验。经过以上三种实验，就能达到CDIO教学改革的预期效果，使学生得到构思、设计、实现、运作等方面的训练。

三、考核方式

《单片机原理及应用》的传统考核方式是卷面考试，学生的最终成绩由笔试决定，只能检验学生掌握书本知识的情况，不能反映学生的综合素质。显然，这种考核方式已经不能适应应用技术型人才培养的需求。基于CDIO的教学模式检验的是学生的专业技能、实践能力、沟通能力、团队合作能力以及语言表达能力等综合素质，所以教师可以采用项目式考核，按照学生完成上述三种实验的情况评分。这样，不仅激发了学生的学习兴趣与热情，以学生为主体，贯彻了“学中做”与“做中学”的主旨，而且很好地锻炼了学生的动手能力和团队协作能力，对于培养应用技术型人才有很大的作用，符合高校人才培养的需求。

参考文献：

[1]董铮.基于CDIO模式下单片机实验教学改革[J].计算机时代，2015，（9）.

[2]朱昌洪.基于CDIO的“单片机原理及应用”课程研究及实践[J].科学时代，2014，（7）.

※本文系西安培华学院陕西省教育科学“十二五”规划2014年度课题，课题名称：CDIO工程教育模式下应用技术型人才培养模式研究，编号：SGH140880。

（作者单位：西安培华学院）endprint