基于单片机的智能手表系统设计_基于OBE理念的单片机应用设计课程教学改革探索...

0引言

《单片机应用设计》在电子信息工程专业中发挥着极其重要的作用，它具有较强的理论性和实践性，广泛应用于各个领域。通过本课程的学习，学生应具备单片机系统方面的理论知识以及掌握单片机技术在日常生活、工业控制、经济建设中的应用；能够结合生活实际，针对较为复杂的单片机系统确定软、硬件开发步骤和技术路线，为将来从事单片机系统产品的设计开发、检测和维护等工作奠定坚实的基础，进一步提高学生的就业竞争力。

在传统教学中往往存在以下几个问题：(1)忽视“学习成果”这一根本目标，只是根据教学大纲要求学生按既定的教学计划、时间、进度等开展学习；(2)在教学模式仍以讲授知识为目的，忽略了学生的所获所得，教师的关注点在于教学内容，而学生的关注在于对获得理论知识的总结和整理，而缺乏实践动手以及创新能力；(3)学习形式单一，忽视了团队合作的意识，学生的学习效率低；(4)考核方式较为传统，难以多角度多层次的去评判每位学生的学习情况。

通过以上分析，本文提出的一种基于成果导向教育(OBE)的理念对《单片机应用设计》课程进行教学改革探索。通过以目标成果为导向、围绕学生以任务为驱动，灵活地开展实践教学活动，可以增强教学效果，激发学生的动手能力及学习兴趣。

1OBE理念的教学设计原则

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，这是一种学生学到了什么和是否成功远比怎样学习和什么时候学习重要的教学方法。这种理念是在1981年由Spady等人首次提出，很快得到了教育界的高度重视及认可，已成为美国、英国、加拿大等国家教育改革的主流理念。它以学生成果导向、学生中心、持续改进作为核心理念，OBE教学模式采取的是反向设计、正向实施的设计思路，通过调研岗位需求，学生及家长的期望从而确定该课程的教学目标，并结合专业培养目标，制定授课方式和内容，基于OBE的教学设计模型如图1所示。

在OBE教育模式下，遵循以目标为导向的反向设的原则，首先根据社会需求制定课程目标，确定教学大纲，并依据教学大纲进行正向实施，从而完成以学生为中心的课程内容的整合、课程的实施、制定多元化多层次的课程评价体系，根据评价结果进行反思总结并持续改进授课内容。整个设计模型形成一个闭环系统，课程目标既是课程教学的起点，也是课程教学的终点，课程教学设计清晰地聚焦了学生的预期学习成果。

2 OBE理念的课程目标设定

根据对企业用人单位的岗位需求、学生及家长的期望进行广泛调研后，确定了《单片机应用设计》课程的目标成果如下。

目标1：掌握单片机相关概念、工作原理、引脚分布、内部结构及其最小系统的组成，使学生具有自主学习以及探究的能力。

目标2：掌握单片机C语言的基础知识和单片机开发与仿真软件的使用方法与步骤，使学生具有利用计算机对系统进行编程、仿真和分析计算的能力。

目标3：掌握发光二极管、数码管和常见开关、键盘输入器件的接口设计与软件编程；掌握单片机片上外设的基本工作原理及应用。

目标4：掌握单片机片上中断系统、定时器、串行通信接口和模数、数模转换器的基本工作原理及应用。

目标5：掌握单片机应用系统开发的基本步骤和实施过程，通过综合项目的训练，培养学生的人际沟通能力和团队合作精神。

以上各个目标与课程内容的对应关系如表1所示。

3基于OBE理念的单片机课程教学设计

3.1 以项目引领教学，任务驱动提升教学效果

结合课程目标和课程性质，以项目为载体对《单片机应用设计》课程内容进行重新整合，构建课程教学内容的模块化和专题化。在项目引领教学过程中，以学生为中心，组建团队来完成每一个项目，教师引导学生分析每个关键模块如何选择、是否可以用其他芯片或者电路模块替换等，逐步培养学生学习的积极性和兴趣，提高学生解决实际问题的综合能力，满足学生今后职业生涯发展的需要。本文将单片机课程教学内容整合为八大项目，如表2所示。

3.2微课资源与“课堂派”有效结合

为达到以学生为中心的教与学，本课程采用翻转课堂教学法，利用当下最流行的教学实时互动平台—“课堂派”与线上慕课资源的有效结合。一机在手上课不愁，“课堂派”能随时随地开启授课，教学资源随时分享给学生，学生的学习情况也一目了然。同时教师可以将线上慕课资源推荐给学生，比如国家精品课程哈尔滨工业大学张毅刚等老师的《单片机原理及应用》。这种教学模式脱离了传统教学的束缚，使学生的学习更具个性化、同时能及时掌握学生的学习情况，教与学更具互动性，学生能正面积极的参与到学习中，提高学习的主动性和积极性，真正实现了以学生为中心、有意义、有目的的教与学。

3.3以学促赛，以赛促学，赛教结合

以项目为载体组织教学，将理论知识点融入项目实践中，理实一体的方式组织教学，能够实现理论应用并指导实践，形成一种学与做相结合的教学模式。同时鼓励学生将所学项目进行改进创新后积极的去参加与专业相关的学科竞赛、大学生创新创业训练项目、“挑战杯”、全国电子设计大赛等。这样一来学生可以在学习中找准方向，在比赛中获得成就感“，学”与“赛”相互促进，培养了学生的科技创新能力和实践动手能力，使学生的综合素质得到了拓展。

3.4课程的考核、评价及持续改进

传统的考核方式缺乏对学生学习成果的多元化、多层次的考核。依据OBE教学理念，对本门课的考核及评价方式做进一步的调整。本门课程采取过程考核、综合考核、附加考核以及结业考核四部分，具体所占比例及评分依据见表3。这种考核方式有利于学生充分参与到课堂中来，实现从被动学习到主动学习的转变，从以教师为中心的课堂到以学生为中心的课堂转变。其中过程考核有利于调动同学们的积极性，积极参与到课堂中；综合考核主要是通过学习单片机的理论知识，结合生活实际，查询资料，以团队的方式完成指定的项目并撰写设计报告，从而实现考核方式的作品化；附加考核主要指学生在中国大学慕课MOOC平台中通过自学所获通过考核所获得的学分；结业性考核则是以期末考试的方式进行评价，主要考核学生对系统理论知识的掌握及灵活运用情况。

传统的教学评价是终结性的，而OBE教育理念认为评价最重要的意图不是为了证明，而是为了改进。教学评价的根本目的是为了促进学生更好的学习，帮助学生达到自己的学习目标，实现自己的价值。在“单片机”课程的教学过程中，应将学生的评价结果反馈到教学策略及评估方式中，从而达到教学质量的持续性改进及提高。

4结语

基于OBE理念的《单片机应用设计》课程教学，以学生为中心，以目标成果为导向、将教学资源整合后的项目作为驱动展开教学，引导学生自主学习、主动学习、探究学习。这样既可培养了学生独立思考、解决实际问题的能力，又为学生今后的职业生涯发展奠定了坚实基础。教学改革是一个持续的过程，以后的教学过程中更要注重教与学的互动，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。总的来说，基于OBE 理念的单片机教学改革与探讨，有利于促进学生自主学习的积极性，能够提高教学效率，改善教学效果。

(文章选自《电子测试》)

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