OBE理念下的高职专业课程教学改革研究*——以单片机课程为例

王楠

台州职业技术学院机电工程学院 浙江 台州 318000

引言

成果导向教育（Outcomes-based Education）作为一种先进的教育理念，最早于1981年由William Spady提出，该理念一提出便得到教育领域的广泛重视与认可，并成为美国、英国、加拿大等国家教育改革的主流理念[1]。成果导向理念强调专业教学设计和教学实施应当以学生接受教育后取得的学习成果作为主要目标。为此，首先要明确课程培养目标，根据培养目标设计相应的教学内容，采取合理有效的教学方法确保教学目标的达成，并最终以学生的学习成果作为教学效果的检验标准[2]。

单片机课程是高职院校电气类专业必不可少的一门主干课程，是电气类尤其是应用电子技术、智能电子产品等专业学生在掌握了电路分析、电子技术基本知识后，进行专业知识综合提升，软硬件设计、故障分析、产品优化升级等核心技能培养的关键课程。课程内容逻辑性强，跨度大，综合性、应用性强。在目前的日常教学中，理论与实践结合还不够紧密，实验实训环节则采用KeilC51和Proteus软件进行编程和仿真为主，教学效果与岗位需求还存在较大差距。

1 课程教学存在的问题

1.1 学生基础薄弱，缺乏系统思维

相比较本科院校的学生，高职学生普遍学习动机不强，学习目标不明确，学习能力较弱，综合应用知识查找问题和自主探究解决问题的能力较弱，对于单片机前导课程知识点的掌握不够扎实（如电路基础、电子技术等），对产品设计的系统思维建立不够明确，因此导致单片机课程的教学难度很大。

1.2 教学方式单一，学生应用能力缺乏

单片机课程的学习目的是在完成单片机基本原理、单片机软硬件基本知识和C51程序设计方法的基础上使学生具备应用单片机技术设计小型智能控制系统的能力。但在传统的课堂教学中，单片机常用指令、具体语法的讲授和代码的学习占用了大量课时，创新思维的培养以及结合专业背景知识解决实际工程项目能力的被忽视。这样的学习结果不能融会贯通，无法完成项目应用，无法满足企业的用人需求。

1.3 教学改革不到位，学生为主的模式未建立

当前的教学模式中，教师讲授仍然占据主导地位，学生则根据教师的安排学习，在整个教学过程中是处于被动接受的地位，学生学习的主体性没有得到体现。另外由于受到教学方式、教学设施等限制，教师与学生无法在课堂教学中实现面对面有效互动，学生参与度不高，主动性缺乏，也无法开展个性化和差异化的教学。

1.4 教学评价标准单一，对学生能力检验不够全面

当前主要的考核方式采用的是期末考试成绩+实验项目成绩+平时表现成绩来判定学生对课程的掌握情况，虽然相比较以期末考试分数为判断依据的考核方式而言，这种考核方式增加了过程性评价的考核权重，较以前有了较大的改变，但这些考核仍然停留在对学生基本表现和基本能力的考核，学生隐性的创新性和解决具体问题思维能力没有在考核中得到很好的体现。

2 基于OBE理念的课程教学改革及探索

针对目前单片机课程存在的问题，本文坚持以OBE理念为指导对课程教学进行改革及探索。首先，根据人才的需求特点和毕业要求确定课程目标成果，通过教师走访调研、毕业生座谈、相关企业深度参与、课程专家指导等方式，调整课程的教学目标，重点提升学生的工程实践能力和创新能力；其次，采用第二课堂和线上线下混合教学新模式作为有效手段，帮助学生取得学习成果；最后，构建可持续改进的考核评价体系，以满足OBE理念对教学效果的检验要求。

2.1 以OBE理念制定课程目标，优化教学内容

OBE理念强调以学生接受教育后所取得的学习成果为向导[3]，因此在开展教学之前，要让教师和学生明白通过该课程的学习学生能获得什么能力，以及这些能力对于其今后的专业学习和毕业后进入企业工作带来什么影响。通过企业走访调研、对典型岗位进行分析，毕业生座谈反馈获知，通过单片机课程的学习学生应该获得的能力除了常规运用单片机的基本模块外，还主要体现在创新能力，工程实践能力等方面。因此，在课程具体实施中，以培养创新能力为目标来精简课程内容，删掉理论性较强但不实用、重复性的教学内容，增加创新性、综合性的教学内容；以提升实践能力为目标的项目式教学为主线，减少验证性和演示性实验，增加与实际工程联系密切的综合性。

主要教学内容有：MCS-51单片机基本知识、I / O端口、定时/计数器、中断系统、外部通信模块、常用外围接口芯片、小型产品工程板设计、PCB印刷电路板设计、工程资料编制、Keil C软件编程、Proteus软件仿真等[4]。

知识与能力目标有：①理解单片机内部模块结构、工作原理和应用特点，熟悉人机接口和指令系统，学生能够根据产品需求设计人机接口并编制控制程序；②熟悉常见单片机的性能特点，学生能够从提高产品自动化、智能化程度角度将单片机控制技术应用于小型电子电气产品的总体方案设计中；③了解常见单片机系列和型号，学生能够根据产品的功能要求和性能指标确定单片机设计方案；④掌握Keil C软件编程、Proteus软件仿真、PCB设计等单片机常规软件，学生能够完成小型智能产品电路原理仿真、程序调试和电路板设计，并设计制作工程测试机；⑤熟悉小型单片机系统周边常见元器件，学生能够运用文献检索、资料查询及运用现代技术获取元器件资讯，完成产品成本测算，编制相关工程文件；⑥熟悉小型单片机系统构成，学生能够运用主流的单片机控制技术对旧产品、老型号进行改进提升，提高性能、降低成本，提升产品竞争力；⑦了解智能化产品的影响因素，学生能够从社会、健康、安全、法律、文化以及环境等方面在设计环节中体现创新意识。

2.2 统筹目标兴趣能力因素，优化教学项目

高职学生普遍缺乏学习兴趣，一个好的教学项目，首先要能引起学生的强烈兴趣，其次能够包含较多的知识能力目标，再次要与生活、工程现实贴近，具有真实性，最后还要能够将项目要求按难易程度分层实施，以满足不同学习能力的学生，因材施教，实现个性化教学，让学生既吃饱又吃好。由于学生存在着个人兴趣、智力思维、知识学习状况等的差异，所以项目设计中应建立适用于学生的多层级教学任务。通过自评、申报、测试等方式，根据学生知识水平、探索欲望、动手能力等，将学生分成A、B、C 3个教学层级，分别对应优、良、及格等次。考虑学习的全面性，在前3个项目中，学生需要独立完成任务，在第4个项目中，学生可以划分为若干个小组，分工实施完成任务。分层教学深化不同学生对单片机应用、C语言编程的认知理解，提高整个课堂教学、学生学习针对性，使所有学生都能获得不同知识、技能层面的提升[5]。

教学项目的优劣直接关系到教学的成败。企业专家和专任教师共同将企业实际工程项目进行合理拆解，再由浅入深地将知识技能点重新组合成适合教学的项目。学生通过学习教材内容，查阅资料，小组讨论，向教师咨询等方式学习、整合项目内的知识点，自主设计硬件及软件方案，在遇到问题时，通过教师的进一步讲解，理清思路，最终通过完成项目，实现对知识点的掌握和应用能力的提升。

2.3 多种教学模式相结合，优化教学过程

单片机课程对学生工程实践能力要求很高，在实施教学前，先按照单片机课程设定的教学内容，建设配套的微课、课件、练习等教学资源，并甄选课程相关资源上传到泛雅学校平台。教学实施过程则主要分为课前预习新知、课中学做结合、课后巩固拓展3个阶段。

2.3.1 课前预习新知阶段。以学生预习任务所需知识点为主。学生通过泛雅平台完成课前自测内容，教师根据课前自测结果了解学生学情，总结问题，分析原因，微调策略。

2.3.2 课中学做结合阶段。基于真实的工程实践项目进行教学组织，创建教与学的活动，项目内容安排按由易到难的原则，分为验证型实验、改错型实验、综合型项目和设计型项目4个层次，通过验证型实验和改错型实验实现浅层学习，再结合综合型项目和设计型项目实现深化[6]，发挥教师引学、导学、督学的作用，采用微课、虚拟仿真、分组讨论、翻转课堂等多种教学模式，鼓励和支持学生选择个性化学习方法，主动参与探究复杂问题并提出解决方案[7]。这样学生可以根据自身的学习习惯合理安排学习进度，还可以满足不同程度学生的学习需求。

2.3.3 课后巩固拓展阶段。学生对项目知识点进行总结，利用泛雅平台在线测评等手段巩固项目所学知识与技能；教师根据测评结果反思教学，及时调整下次课任务。

2.4 完善考核评价体系，实现可持续改进

教学的效果最终需要一套全面客观的考核评价体系进行检验。因此，本文提出改革原有的“平时成绩+课内实验成绩+期末测试成绩”的考核评价方式，建立双向闭环的考核评价体系，对课程目标达成度，教学效果进行综合评价。双向闭环考核包括正向考核和反向评估。正向考核主要指多元化评价学生学习效果，考核过程贯穿多个教学环节，分目标综合考核。正向考核在原有的考核方式上增加了泛雅平台线上考核。调整后最终的考核结果由四部分组成：泛雅平台线上考核占30%，课内项目占40%，期末考试30%。每个环节的考核侧重点不同，课内项目考核主要针对综合型项目和设计型项目进行，考核学生综合解决实际工程技术问题和创新的能力，从A、B、C 3个层次的完成度来考核，分别按照A层30-40分，B层20-30分，C层0-20分来统计。期末考试实现对课程知识点的全覆盖，以知识点应用、分析、设计等题型为主，重点考查学生课程知识点的掌握程度、对问题的分析能力以及综合设计能力。反向评估主要是通过学生对教学满意度，学生对自我满意度等方面的调查，根据反馈意见对考核评价体系进行完善，实现可持续改进。

3 结束语

基于OBE理念的单片机课程教学以学生为中心，重构了教学项目，设置了层次教学目标，引导学生自由选择、自主探究、团队合作、实践创新。教学实践证明，改革和探索获得了良好的教学效果，切实提高了学生的实践应用能力，符合当前工程教育要求的发展趋势，较好地适应了社会及企业对人才的综合能力及素质要求。