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摘要:在单片机课程教学中,以成果导向进行课程设计和课程实施尤为重要。在课程实施前,调研目标岗位群的能力要求,以培养学生能力(成果导向教育)为起点,结合单片机的课程特点和学生的学习特点,有针对性的选择合适的教学内容,围绕学生的学情基础进行特别的教学设计和教学实施,可以为学生后续走上工作岗位分析和解决实际工程问题垫定基础。
关键词:单片机;成果导向;OBE;能力培养
一、引言
OBE(Outcomes-based Education),即成果导向教育,亦称能力导向教育、目标导向教育或需求导向教育,是一种聚焦于学生学习成果的教学理念和教学思路,遵循反向设计、正向实施的原则,强调预期学习成果的层次性和映射性,从需求出发,确定培养目标,由培养目标确定毕业要求,再由毕业要求确定课程体系的逆向约束路径构建培养方案,然后按照课程体系、毕业要求、培育目标需求进行正向实施。“需求”既是教育的起点,又是教育的终点,很大程度上保证了教育目标与教育结果的一致性。
二、OBE在单片机课程中的具体应用与实施
1.制定以成果为导向的教学目标
本课程的教学目标建立在广泛调研的基础之上,对目标岗位群的能力要求进行提取,思考这些能力要求在单片机课程中体现的知识点和能力点的培养要素,结合学校的办学定位及专业发展趋势,制定聚焦于学生的预期学习成果之上的教学目标,具体如下:
(1)通过文献检索、资料查询等获取信息手段的方式,对单片机相关的前沿技术、发展现状和趋势清晰掌握;
(2)具备单片机应用系统的软硬件开发步骤和系统设计思想的知识,能利用单片机技术的相关知识,针对复杂的单片机系统产品确定出开发技术路线,并能够对设计方案的可行性进行论证;
(3)具备单片机的硬件结构、I/O口、定时器/计数器、中断系统、串行口及数/模转换芯片接口的知识,并能够利用相关知识结合生活实际设计实用的单片机系统产品;
(4)具备单片机基本开发工具和开发语言的相关知识,能够利用Keil和Proteus软件进行单片机系统项目的开发;
(5)能够就单片机系统设计问题与业界同行进行有效沟通和交流,通过小组的项目实训和问题探究,具备一定的团队合作能力。
2.选择合适的教学内容
课程教学内容划分成四大模块:单片机基本开发环境、单片机内部资源应用、单片机外围系统应用及单片机综合应用设计。在单片机系统的四大模块中,单片机应用系统综合设计模块整合了单片机系统的相关知识,教师主要要求学生结合生活实际,利用所学的相关知识设计实用的单片机系统产品,从而进一步掌握单片机应用系统的软硬件开发过程,提高学生解决实际问题的综合能力,满足学生今后职业发展的需要。
3.进行合理的教学设计和教学实施
以OBE教学理念为指导,教师刻意设计适合单片机课程的多维互动教学模式,包括尝试性教学、专题案例教学、师生互易教学、分组比赛教学、集体讨论教学等,通过多种教学模式,让全体学生在互动、交流、讨论式的过程中学习,引导学生主动参与、主动探索、主动思考、主动实践,为满足学生强烈的编程意愿和实现学生多方面能力的综合发展,营造一种开放、自由、合作的共赢教学环境。
(1)下达任务要求
教师充当上级角色,给每个小组派发项目任务,如:
任务一:公司近期正为某一小型超市设计广告牌,要求在LED点阵上显示该超市的店名,提供原理图下系统流程图,要求协.助工程师进行程序部分的调试。
任务二:公司现接到一开发任务,为某蔬菜大棚设计一分布式温控系统,要求在工程师的指导下完成系统方案,画出硬件原理图,设计系统流程,并完成编程部分内容。
(2)创立岗位体验
将整个班级分成若干小组,小组成员按照自己的特长进行合理分工,如项目经理、单片机研发助理、系统管理员、电子工程师、硬件研发工程师助理、软件研发工程师助理等,小组对项目进行全面透彻的分析,共同完成教师(上级)下达的项目任务。
(3)理论讲解及任务分析
教师对任务一、任务二中所要用到的理论知识点再次进行讲解回顾,指出设计的重点和任务中的难点,同时带领学生对任务进行分析,明确设计过程中的要点及注意事项。学生在这一环节主要根据自身充当的角色进行记录和思考,也可进行项目的全程跟踪,更多的提升自身技能。
(4)学生自主设计与调试
学生以小组为单位进行任务分析、自行细化任务指标、自主进行硬件原理图的绘制和软件程序的编写与调试,教师根据派发任务量的大小设定提交作品的时间截点。同时为提高学生各方面的能力,小組与小组间需定期互换成员,小组内部需根据项目任务进行各个岗位的轮换分工。
(5)学生自评、互评和教师评价
自评:在单片机实训室建立了学生自主学习探索区,通过知识测试(系统会自动打分,并给出指导意见和标准答案)和技能测试(在proteus仿真软件上完成),学生可以自我检测知识点有没掌握完整,编程技能有没有达到本项目的教学要求。
老师评价:学生实物作品的制作工艺、遇到问题时的独立解决能力、合作交流能力等方面进行评价。
三、结论
单片机课程以成果导向教育为教学指导理念,利用项目案例进行教学,课后设置针对编程能力和逻辑思维能力相关的学习任务,帮助学生有计划、有步骤、有方法、有技巧的学习单片机课程,提高学生学习单片机课程的积极性和能动性,从而提高学生整体的动手和编程能力,为后续胜任工作岗位奠定基础。
景兴红 周建梅 张仁永 武丽莉 重庆工程学院
关键词:单片机;成果导向;OBE;能力培养
一、引言
OBE(Outcomes-based Education),即成果导向教育,亦称能力导向教育、目标导向教育或需求导向教育,是一种聚焦于学生学习成果的教学理念和教学思路,遵循反向设计、正向实施的原则,强调预期学习成果的层次性和映射性,从需求出发,确定培养目标,由培养目标确定毕业要求,再由毕业要求确定课程体系的逆向约束路径构建培养方案,然后按照课程体系、毕业要求、培育目标需求进行正向实施。“需求”既是教育的起点,又是教育的终点,很大程度上保证了教育目标与教育结果的一致性。
二、OBE在单片机课程中的具体应用与实施
1.制定以成果为导向的教学目标
本课程的教学目标建立在广泛调研的基础之上,对目标岗位群的能力要求进行提取,思考这些能力要求在单片机课程中体现的知识点和能力点的培养要素,结合学校的办学定位及专业发展趋势,制定聚焦于学生的预期学习成果之上的教学目标,具体如下:
(1)通过文献检索、资料查询等获取信息手段的方式,对单片机相关的前沿技术、发展现状和趋势清晰掌握;
(2)具备单片机应用系统的软硬件开发步骤和系统设计思想的知识,能利用单片机技术的相关知识,针对复杂的单片机系统产品确定出开发技术路线,并能够对设计方案的可行性进行论证;
(3)具备单片机的硬件结构、I/O口、定时器/计数器、中断系统、串行口及数/模转换芯片接口的知识,并能够利用相关知识结合生活实际设计实用的单片机系统产品;
(4)具备单片机基本开发工具和开发语言的相关知识,能够利用Keil和Proteus软件进行单片机系统项目的开发;
(5)能够就单片机系统设计问题与业界同行进行有效沟通和交流,通过小组的项目实训和问题探究,具备一定的团队合作能力。
2.选择合适的教学内容
课程教学内容划分成四大模块:单片机基本开发环境、单片机内部资源应用、单片机外围系统应用及单片机综合应用设计。在单片机系统的四大模块中,单片机应用系统综合设计模块整合了单片机系统的相关知识,教师主要要求学生结合生活实际,利用所学的相关知识设计实用的单片机系统产品,从而进一步掌握单片机应用系统的软硬件开发过程,提高学生解决实际问题的综合能力,满足学生今后职业发展的需要。
3.进行合理的教学设计和教学实施
以OBE教学理念为指导,教师刻意设计适合单片机课程的多维互动教学模式,包括尝试性教学、专题案例教学、师生互易教学、分组比赛教学、集体讨论教学等,通过多种教学模式,让全体学生在互动、交流、讨论式的过程中学习,引导学生主动参与、主动探索、主动思考、主动实践,为满足学生强烈的编程意愿和实现学生多方面能力的综合发展,营造一种开放、自由、合作的共赢教学环境。
(1)下达任务要求
教师充当上级角色,给每个小组派发项目任务,如:
任务一:公司近期正为某一小型超市设计广告牌,要求在LED点阵上显示该超市的店名,提供原理图下系统流程图,要求协.助工程师进行程序部分的调试。
任务二:公司现接到一开发任务,为某蔬菜大棚设计一分布式温控系统,要求在工程师的指导下完成系统方案,画出硬件原理图,设计系统流程,并完成编程部分内容。
(2)创立岗位体验
将整个班级分成若干小组,小组成员按照自己的特长进行合理分工,如项目经理、单片机研发助理、系统管理员、电子工程师、硬件研发工程师助理、软件研发工程师助理等,小组对项目进行全面透彻的分析,共同完成教师(上级)下达的项目任务。
(3)理论讲解及任务分析
教师对任务一、任务二中所要用到的理论知识点再次进行讲解回顾,指出设计的重点和任务中的难点,同时带领学生对任务进行分析,明确设计过程中的要点及注意事项。学生在这一环节主要根据自身充当的角色进行记录和思考,也可进行项目的全程跟踪,更多的提升自身技能。
(4)学生自主设计与调试
学生以小组为单位进行任务分析、自行细化任务指标、自主进行硬件原理图的绘制和软件程序的编写与调试,教师根据派发任务量的大小设定提交作品的时间截点。同时为提高学生各方面的能力,小組与小组间需定期互换成员,小组内部需根据项目任务进行各个岗位的轮换分工。
(5)学生自评、互评和教师评价
自评:在单片机实训室建立了学生自主学习探索区,通过知识测试(系统会自动打分,并给出指导意见和标准答案)和技能测试(在proteus仿真软件上完成),学生可以自我检测知识点有没掌握完整,编程技能有没有达到本项目的教学要求。
老师评价:学生实物作品的制作工艺、遇到问题时的独立解决能力、合作交流能力等方面进行评价。
三、结论
单片机课程以成果导向教育为教学指导理念,利用项目案例进行教学,课后设置针对编程能力和逻辑思维能力相关的学习任务,帮助学生有计划、有步骤、有方法、有技巧的学习单片机课程,提高学生学习单片机课程的积极性和能动性,从而提高学生整体的动手和编程能力,为后续胜任工作岗位奠定基础。
景兴红 周建梅 张仁永 武丽莉 重庆工程学院