單片機原理及應用課程改革研究

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單片機原理及應用課程改革研究

摘要:《單片機原理應用》課程是機械電子工程專業必修的課程,本門課程實踐性比較強,傳統的教學方法提不起學生的學習興趣,學生也感受不到這門課程的學習樂趣,學習效率低。針對此問題,進行了OBE理念下的《單片機原理及應用》課程改革,從分析學生學習《單片機原理及應用》課程后應該具備的能力入手,對該課程的教學內容、教學方法、考核方式、課程設計的要求等進行了改革,從學生提交的實驗報告、試卷的難度、考核結果、學生對單片機產品設計制作等方面來看,所做的改革是面向產出的改革,符合OBE的教學理念。

關鍵詞:課程改革;OBE理念;單片機;教學內容

OBE(Outcomes-basedEducation)是指基于產出的教育模式。OBE體現了以學為本,以學生為本,以學生學到實際知識技術為本的教育理念。在OBE理念下,要進行《單片機原理及應用》課程的教學改革,首先要明確該課程的產出是什么?!秵纹瑱C原理及應用》課程是機械電子工程專業的一門專業必修課。根據就業要求決定畢業要求、畢業要求決定培養方案、培養方案決定課程大綱,課程大綱決定教學內容這樣一條主線,不難得出《單片機原理及應用》課程的產出就是“能夠獨立完成簡單機電產品控制系統的設計及制作”。為了能夠更好地支撐課程的產出,貴州工程應用技術學院機械工程學院開設了《單片機原理及應用》(48學時)及《單片機原理及應用課程設計》(兩周實踐)兩門課程。

1本課程教學方法及教學內容的改革

1.1教學方法的改革

傳統的《單片機原理及應用》教學方法一般是多媒體講授理論知識,實驗課上再安排實驗。該方法使得“教”與“做”分離,其實就是“教”與“學”的分離,不是以學為本的教學方法。改革后,本課程采用以演示和實驗為主,教師在演示過程中教知識點,學生在實驗過程中學知識點。要求每個學生都要購買單片機實驗儀,該課程安排在機房上課。

1.2教學內容的改革

本課程的參考教材是高玉芹主編的《單片機原理與應用及C51編程技術》,并且采用了普中科技51單片機開發板作為實驗平臺,結合KeilC51編程軟件及proteus仿真軟件,以實例教學為主,邊演示邊實驗邊學習。改革后的教學內容如表1所示,因為機械電子工程專業以應用單片機為主,能使用C51編程即可,所以刪減了原書第3章(單片機的指令系統及匯編語言)的內容,免去了指令和單片機存儲空間的學習,降低了學習51單片機的難度,能夠提高學生學習的積極性。

2本課程的考核辦法及成績分析

本課程的最終成績由平時成績(50%)和期末成績(50%)構成,平時成績由實驗過程(30%)、實驗報告(20%)、提問(25%)和考勤(25%)構成,期末成績由期末考試構成,期末考試試卷以綜合題、設計題為主,卷面成績低于50分不計平時成績。對16級機械電子工程專業卷面成績進行分析,如圖1所示,該班級共有學生40人,50分以上有30人,50分以下有10人,考試結果不成正態分布??梢詮南旅?個方面分析該課程得分情況:(1)有少部分學生沒有學習該課程,其原因是多方面的,比如課程改革的原因、試卷出題難度大、教師的教學方法、學生的興趣等。(2)大部分學生認真學習了該課程,掌握了本門課程的相關技術,因為試卷主要是綜合題、設計題,課程知識掌握較好的同學可以很輕松完成題目要求的內容,獲得高分。雖然從試卷得分上來看該課程的教學效果不是很理想,但是學生反映這種以實例、實驗為主的教學方式能夠使他們更容易學到知識技術,比起其他的教學方法,他們更喜歡邊學邊做、邊做邊學的教學模式。教學改革只有進行時,沒有完成時,以后的教學過程中要注意教與學的互動,要多進行課堂討論,多鼓勵學生積極主動回答問題,及時獲取學生掌握所學知識的情況,及時給學生復習教學中的難點和重點。

3課程設計的要求及考核

本課程的課程設計要求學生自己選題,最多5人一組,完成一個單片機控制系統的設計,選題如溫濕度檢測顯示、電子表的設計、彩燈的設計、智能小車的控制等等。要求繪制原理圖、AltiumDesignerPCB板設計、KEIL編寫程序、proteus仿真、電路板焊接、調試、參加比賽等過程。設計制作完成占80%,參加比賽占20%,《單片機原理及應用》課程快結束時,由機械電子協會和院團總支舉行單片機設計大賽,以便衡量基于產出的《單片機原理及應用》課程教學效果,為學生搭建學以致用的平臺。通過貴工程第一屆單片機設計大賽的參賽情況來看,本課程學完后有76%的學生積極參加比賽,其比賽經歷進一步強化了《單片機原理及應用》課程的產出。

4總結

貴州工程應用技術學院作為工程師的搖籃,主要培養應用型人才,只有堅持OBE的教學理念,才能使人才培養目標落地。根據學校定位、專業發展要求,本文對《單片機原理及應用》課程進行了教學內容、教學方法、考核方式等一系列的改革、探索及實踐。雖然從試卷得分上來看還存在一些問題,但是從學生對單片機產品的設計制作及參加比賽情況來看,該課程的改革取得了一定的成果,符合OBE的教學理念,對其他實踐性強的課程的改革具有借鑒意義。

參考文獻:

[1]葉志斌,陳勇,葉文通.基于OBE模式下應用型本科院?!秵纹瑱C原理及應用》教學改革的探索與研究[J].教育現代化,2019,6(53):50-51+61.

[2]徐云.基于CDIO工程教育理念的教育教學改革研究——以《單片機原理及應用》為例[J].教育現代化,2019,6(27):38-39.

作者:雷蔓 單位:貴州工程應用技術學院機械工程學院

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