CDIO教学模式下“单片机技术与应用”教学改革的创新与实践

郭 庆

辽宁省交通高等专科学校 辽宁沈阳 110122

CDIO教学模式下“单片机技术与应用”教学改革的创新与实践

郭 庆

辽宁省交通高等专科学校 辽宁沈阳 110122

CDIO工程教学模式体现了“工学结合”教学理念，其将教学任务模块化，适当引入虚拟仿真教学，使得教学效果显著提升。单片机应用技术是一门实践性和综合性都很强的课程，传统的教学模式已经很难满足单片机教学的基本要求，因此CDIO模式终将取代了传统教学模式，成为单片机教学的首选教学模式。

CDIO工程教育模式；虚拟仿真教学；教师角色转型

一、引言

单片机应用技术是一门实践性和综合性都很强的课程，它是应用电子技术专业的一门必修专业核心课程，对学生工程思维能力和解决问题能力的培养具有重要作用，在专业人才培养方案中具有重要的地位。

二、单片机课程特点及教学现状

单片机技术与应用是一门理论性和应用性较强的课程。传统的单片机技术与应用的课程教学存在问题总结如下：

1.教材内容与社会需求不同步，理论与实际脱节。

2.传统教学模式单一，学生学习兴趣低，课程教学效果差。

3.实验教学环节比较薄弱，实验类型单一，实验设备比较少。

4.硬件与软件不协调，学生动手能力和综合运用知识的能力不够。

三、CDIO工程教育模式

CDIO工程教学模式和我国当今高职主流教育理念一致，而且更系统、全面、深入、彻底地体现了“工学结合”教学理念。CDIO教育模式确定的l2条标准和4个层面的大纲，在高职教学中具有很强的可操作性，相比于德国双元制教学模式，更符合国情。

四、CDIO教育模式在“单片机应用技术”中的具体实施

（一）基于CDIO 的课程内容的改革和优化

在课程教学内容的组织编排上改变以往追求学科知识的系统性和完备性的传统教学模式，将基于CDIO模式下应用电子专业工程能力培养的要求应用到“单片机技术与应用”这门课程的教学中，以突出培养学生的理论和应用能力为主，在理论教学的同时注重工程应用能力的培养。考虑到学生的专业是应用电子技术，笔者使用的案例名称是“简易数字电压表的安装与调试”。

（二）改革教学方法，优化教学过程

突出教学方法的创新对学生学习的重要性，教学的重点从以前的课堂知识讲授变为既有课堂教学也有工程情境创设教学，以现场教学与课堂教学相结合展开知识的讲授，激发学生学习的内动力。

（三）加强实践性教学环节，同时借助竞赛培养学生的创新意识和实践能力

将工程教育的CDIO理念应用于该课程的实践教学中，以培养学生应用能力为“核心”，将CDIO理念的“构思-设计-实现-运作”与学生认知能力培养的“基础—提高—创新”思想有机结合，在课程知识体系的实践环节中，建立以演示性实验、回路动手搭建实验和工业现场项目实验构成“三个层次”的实践，使学生能“看中学”、“做中学”、“用中学”。

（四）自制模块化实验平台，适当引入虚拟仿真教学

模块化积木式的实验系统为学生进行开放式自助实验，自主创新实践和科学研究实验提供了可操作的硬件平台。改变了传统实验教学中，受实践学时的限制，学生无法完成一个电子系统整机设计训练的状况。

（五）基于CDIO理念下教师角色转型

1、任课教师向“双师型”教师角色转型。

2、教师向学生学习的引导者角色转变。

3、教师向学生学习的评估者转变。

（六）完善多媒体课件，丰富教学资源

在课程的教学改革和建设中，注重教学资源的开发和利用。制作的多媒体课件信息量大，注重教学设计及教学内容的展现形式，增加课外相关新技术和新知识，图文并茂，知识表达生动，重难点清晰。制作了大量三维动画，极大地丰富了教学资源。

（七）课程教学效果评价方案

为了形成以评促学的体制，实现以教学为中心到以学习为中心的方法转变，依据CDIO的培养模式，将考核评价分为两个方面：（1）过程考核依据。主要包括学生态度、平时表现（如平时作业完成情况）、出勤、纪律等方面；小组讨论参与程度、组内成员协作与沟通情况；为了客观的评价学生的学习效果，项目完成后对的现场评分和演示进行答辩，对学生的工作绩效、技术应用、语言表达等方面进行客观评价。（2）技术知识考核。在教学中，学生每学完一个知识模块，就要求学生制作一个电子小作品。然后，根据制作的工艺、编程的质量、所实现功能的好坏以及对所学知识的理解程度，给出一个阶段综合分数。学生在每个阶段都有自己的成绩，根据每个项目的难易程度，取加权平均值，为阶段总成绩。

五、结束语

CDIO教学模式下“单片机技术与应用”教学改革的创新与实践，以工程项目设计为导向，以培养学生能力——包括自学能力、创新能力、团队能力和系统调控能力为主要目标；以项目设计为载体，以项目学习促进能力培养，以行动导向组织教学，以学生为中心、教师引导、教学做一体的工学结合教育模式，以解决学生知识、技能、素质协调发展问题。CDIO教育模式的实践和开展，将对我国高等职业教育的改革产生深刻的影响。

［1］马垠飞，韩绍程.CDIO背景下模块化单片机实验平台在实验教学中的应用［J］.实验室科学，2014.17（6）：53-55.

［2］马卫国.基于CDIO的单片机原理及应用课程教学改革探讨［J］.中国现代教育装备，2011（19）：70-72.

［3］时军，王懿华.基于CDIO的“单片机原理及应用”教学改革与实践［J］.中国电力教育，2010年第35期：62-63.

［4］王静霞.单片机应用技术（C语言版）第3版［M］.北京：电子工业出版社，2015.

郭庆（ 1982-） ，女，辽宁，硕士研究生，讲师，研究方向为电子信息技术。