单片机原理及应用课程改革研究

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单片机原理及应用课程改革研究

摘要:《单片机原理应用》课程是机械电子工程专业必修的课程,本门课程实践性比较强,传统的教学方法提不起学生的学习兴趣,学生也感受不到这门课程的学习乐趣,学习效率低。针对此问题,进行了OBE理念下的《单片机原理及应用》课程改革,从分析学生学习《单片机原理及应用》课程后应该具备的能力入手,对该课程的教学内容、教学方法、考核方式、课程设计的要求等进行了改革,从学生提交的实验报告、试卷的难度、考核结果、学生对单片机产品设计制作等方面来看,所做的改革是面向产出的改革,符合OBE的教学理念。

关键词:课程改革;OBE理念;单片机;教学内容

OBE(Outcomes-basedEducation)是指基于产出的教育模式。OBE体现了以学为本,以学生为本,以学生学到实际知识技术为本的教育理念。在OBE理念下,要进行《单片机原理及应用》课程的教学改革,首先要明确该课程的产出是什么。《单片机原理及应用》课程是机械电子工程专业的一门专业必修课。根据就业要求决定毕业要求、毕业要求决定培养方案、培养方案决定课程大纲,课程大纲决定教学内容这样一条主线,不难得出《单片机原理及应用》课程的产出就是“能够独立完成简单机电产品控制系统的设计及制作”。为了能够更好地支撑课程的产出,贵州工程应用技术学院机械工程学院开设了《单片机原理及应用》(48学时)及《单片机原理及应用课程设计》(两周实践)两门课程。

1本课程教学方法及教学内容的改革

1.1教学方法的改革

传统的《单片机原理及应用》教学方法一般是多媒体讲授理论知识,实验课上再安排实验。该方法使得“教”与“做”分离,其实就是“教”与“学”的分离,不是以学为本的教学方法。改革后,本课程采用以演示和实验为主,教师在演示过程中教知识点,学生在实验过程中学知识点。要求每个学生都要购买单片机实验仪,该课程安排在机房上课。

1.2教学内容的改革

本课程的参考教材是高玉芹主编的《单片机原理与应用及C51编程技术》,并且采用了普中科技51单片机开发板作为实验平台,结合KeilC51编程软件及proteus仿真软件,以实例教学为主,边演示边实验边学习。改革后的教学内容如表1所示,因为机械电子工程专业以应用单片机为主,能使用C51编程即可,所以删减了原书第3章(单片机的指令系统及汇编语言)的内容,免去了指令和单片机存储空间的学习,降低了学习51单片机的难度,能够提高学生学习的积极性。

2本课程的考核办法及成绩分析

本课程的最终成绩由平时成绩(50%)和期末成绩(50%)构成,平时成绩由实验过程(30%)、实验报告(20%)、提问(25%)和考勤(25%)构成,期末成绩由期末考试构成,期末考试试卷以综合题、设计题为主,卷面成绩低于50分不计平时成绩。对16级机械电子工程专业卷面成绩进行分析,如图1所示,该班级共有学生40人,50分以上有30人,50分以下有10人,考试结果不成正态分布。可以从下面2个方面分析该课程得分情况:(1)有少部分学生没有学习该课程,其原因是多方面的,比如课程改革的原因、试卷出题难度大、教师的教学方法、学生的兴趣等。(2)大部分学生认真学习了该课程,掌握了本门课程的相关技术,因为试卷主要是综合题、设计题,课程知识掌握较好的同学可以很轻松完成题目要求的内容,获得高分。虽然从试卷得分上来看该课程的教学效果不是很理想,但是学生反映这种以实例、实验为主的教学方式能够使他们更容易学到知识技术,比起其他的教学方法,他们更喜欢边学边做、边做边学的教学模式。教学改革只有进行时,没有完成时,以后的教学过程中要注意教与学的互动,要多进行课堂讨论,多鼓励学生积极主动回答问题,及时获取学生掌握所学知识的情况,及时给学生复习教学中的难点和重点。

3课程设计的要求及考核

本课程的课程设计要求学生自己选题,最多5人一组,完成一个单片机控制系统的设计,选题如温湿度检测显示、电子表的设计、彩灯的设计、智能小车的控制等等。要求绘制原理图、AltiumDesignerPCB板设计、KEIL编写程序、proteus仿真、电路板焊接、调试、参加比赛等过程。设计制作完成占80%,参加比赛占20%,《单片机原理及应用》课程快结束时,由机械电子协会和院团总支举行单片机设计大赛,以便衡量基于产出的《单片机原理及应用》课程教学效果,为学生搭建学以致用的平台。通过贵工程第一届单片机设计大赛的参赛情况来看,本课程学完后有76%的学生积极参加比赛,其比赛经历进一步强化了《单片机原理及应用》课程的产出。

4总结

贵州工程应用技术学院作为工程师的摇篮,主要培养应用型人才,只有坚持OBE的教学理念,才能使人才培养目标落地。根据学校定位、专业发展要求,本文对《单片机原理及应用》课程进行了教学内容、教学方法、考核方式等一系列的改革、探索及实践。虽然从试卷得分上来看还存在一些问题,但是从学生对单片机产品的设计制作及参加比赛情况来看,该课程的改革取得了一定的成果,符合OBE的教学理念,对其他实践性强的课程的改革具有借鉴意义。

参考文献:

[1]叶志斌,陈勇,叶文通.基于OBE模式下应用型本科院校《单片机原理及应用》教学改革的探索与研究[J].教育现代化,2019,6(53):50-51+61.

[2]徐云.基于CDIO工程教育理念的教育教学改革研究——以《单片机原理及应用》为例[J].教育现代化,2019,6(27):38-39.

作者:雷蔓 单位:贵州工程应用技术学院机械工程学院