基于CDIO 的微机原理与接口技术教学研究

易晨晖 湖南信息学院

一、引言

CDIO 是指构思、设计、实现、运行，其是由美国麻省理工和瑞典皇家工学院等高校提出的工程教学模式，现在已被广大高校认可及推广。该理念将工程项目理论、实践与创新作为教学目标，通过完成项目学习课程内容，培养学生的工程知识、个人能力、团队协作以及工程系统等能力。

二、基于CDIO 工程教育理念的教学研究现状

新一轮科技革命升级，产业加速变革，各国综合国力竞争愈显激烈，为适应形势发展需求，培养高素质的复合型新工科人才，各高校积极推动教学改革与创新。各高校结合本校发展方向，拟定教学大纲，制定具有本校特色的人才培养计划。2005 年汕头大学首先将CDIO理论引入教学，随后国内多所高校也以CDIO 模型为指引改革教学模式。西南石油大学《面向对象程序设计》课程教学中，提出基于CDIO理念的教学改革,构建"案例+项目"的教学模式，实施教学内容层次化、阶段性、递进式的教学过程,使学生掌握面向对象的思维方式,教学取得了较好效果。西南交通大学根据《综合课程设计》的教学特点，构建跨专业教学模式和CDIO 项目制教学组织架构,形成了"专业交叉+项目制"的新型教学模式，激发了学生的学习兴趣, 提高学生的创新和实践能力。兰州交通大学针对计算机网络实验教学中存在的问题, 利用CDIO 教育理念重构计算机网络实验教学体系，改革实验室建设、教学内容以及考核方法等。CDIO 理论从本科工程教育改革拓展至研究生工程教育改革，由专业教学改革渗透至职业教育，取得了良好成效。

微机原理与接口技术作为计算机、电子信息工程、通信工程、自动化专业的基础课程，涉及的内容比较广，实践性较强，要求学生掌握微机基本概念、工作原理及其应用、硬件构成和软件编程等知识，这样才能够位后续的系统的设计与应用奠定基础。在传统教学中，微机原理与接口技术课程内容复杂、抽象，学生理解相对困难，且教学中主要以课堂面授为主，学生缺乏主动学习积极性，实验和实际应用脱离，学生无法真正掌握知识的应用，导致学生对该课程的学习兴趣下降。因此，结合CDIO 理念创新微机原理与接口技术的教学理念，改革教学方法，与我国应用型本科大学高素质、高技能人才培养的目标相符。

三、基于CDIO 的微机原理与接口技术教学体系建立

1.创新教学方法

课堂教学过程中，改变传统灌输式教学法，通过设问、研讨的课堂教学引导学生主动学习，以CDIO 理念为基础，从实际出发，更新教学内容，注意应用知识教学，引入32 位和64 位微处理器等理论基础知识，每节课前按照知识特点设问、提问，将学生分为多个讨论小组，引导学生自主查阅资料，以小组答辩形式在课堂上阐述观点，利用PPT 展示相关知识，包括设计思路、方法以及实现应用等环节，教师通过提问对学生知识掌握情况进行考察，并通过答辩考察学生语言表达能力和PPT 制作水平，进而给出项目最终成绩。同时，通过这种教学方法也能够帮助学生掌握知识点，调动学生积极性，提高教学质量。

2.改革考核方式

课程考核能够检验教学成果，同时对后续教学工作开展也起到了指导作用。因此，改革课程考核方式十分重要，将其由传统的期末成绩+平时成绩考核方式转变为期末成绩+平时成绩+项目成绩考核方式。其中，平时成绩包括出勤率、作用完成率、课上问题回答情况、学习态度等，成绩占比为15%，主要考核学生平时学习表现；项目成绩包括项目资料查找情况、小组协作完成情况、项目设计与实现、完成和演示情况以及答辩总结情况等，成绩占比为45%，主要考核学生的基础知识和技能掌握情况、职业素养和综合能力；期末考核通过笔试闭卷形式对学期内的理论知识和实操知识进行考核，成绩占比为40%。

总之，微机原理与接口技术课程考核方式为：期末笔试*40%+项目成绩*45%+平时成绩*15%。

3.开发项目实验教学

CDIO 教学理念下，开展微机原理与接口技术实验教学，建立实验教学体系，首先，要明确培养目标，从教学内容和实践能力两方面创新教学，教学内容上，从理论实验基础、存储器设计、汇编程序到接口应用，由浅入深学习，进而实现培养目标；实践能力上，从验证性实验、综合实验到创新应用实验，从理论到实践，进而实现培养目标。

课程实验中，层次式与阶段式作为其主要结构，层次式目的在于培养学生探索精神和实践能力，引导学生自主探索学习，教师主要负责答疑解惑，为学生提供问题解决思路和方法，引导学生围绕问题自主探索，利用QQ、微信等平台开展在线交流，同时利用互联网查阅相关文献，了解程序设计。而在阶段式学习中，可以在其中引入具体项目案例，例如“交通信号灯控制系统”项目，在微机原理与接口技术课程知识基础上，将项目分为基础阶段、技能阶段和提升阶段三个阶段，在此基础上将项目划分为若干子项目，其中融入教学内容，根据项目任务进行课程教学模块设计，利用案例教学法讲解理论知识，对其工作原理及其应用进行重点介绍。在实验中，引导学生掌握相关知识点，围绕该项目设计开发，并理顺课程内容。

四、结束语

综上所述，CDIO 教学理念下，微机原理与接口技术课程教学形成了以项目实践为核心的教学体系，本文就该教育理念提出了创新教学方法、改革考核方式、开发项目实验教学等措施，为培养新工科人才提供了参考。同时，在该课程中融入CDIO 教学理念，其通过引导学生主动学习，调动学生积极性，同时利用实际项目提高学生的知识应用能力，使学生的构思、设计以及实现、运作等能力得以提高，对学生团队协作能力培养有着积极作用。