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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论文

发布时间:2020-01-18 10:16:46 文章来源:SCI论文网 我要评论














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摘要:基于学习产出的教育(OBE)模式是近年来众多国家教育方面改革的主流理念之一,也是国际上工程教育改革的最新成果。本文基于OBE模式以应用型本科院校《单片机原理及应用》课程为例,论述了该课程的教学改革方案,主要包括课程学习目标、课程教学环节、课程评价方法等部分内容。该教学方案以学生的学习最终效果为目标驱动,注重硬件开发技术能力、工程实践能力以及解决复杂硬件问题能力的培养,通过科学的评价体系来评估学生的课程学习效果,进而持续改进教学质量。

关键词:OBE;单片机;教学改革

本文引用格式:叶志斌,等.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.

        《单片机原理及应用》是全世界范围内高等院校电子与信息类专业一般都会开设的一门主干专业基础课程。教学上以单片机硬件结构及应用设计为主,是一门具有很强实践性的课程。就单片机本身而言,其内部硬件结构抽象、指令系统复杂、编写汇编程序难度较大。同时,由于学生在学习本课程之前对电气实际生产操作的感性认识很少(一般在大二下学期或大三上学期开课),因此在教学过程中存在大量“学生觉得课程中涉及的内部结构非常抽象,理论知识空对空很枯燥”、“老师强调课程中各个知识点的重要性,而学生则难以重视和产生兴趣”的现象。

        常规的人才培养计划是在《单片机原理及应用》理论课全部结束之后进行为期一到两周的《单片机应用课程设计》学习。但由于之前学生在课内做的都是已知和未知条件很明确的作业及练习,遇到课程设计这样的工程相似度较高的场景就会茫然不知所措,在进行设计时强烈依赖各种单片机设计指导书,市场上也因此出现很多版本的此类指导书。结果就造成了学生依葫芦画瓢的设计方式,把设计变成了一道计算量很大的大作业而已。同时,单片机这门课有个明显的现象,“差的人”很差,理论和实验没有很好的关联起来,“厉害的人”很厉害,这部分人在学习期间一直参与教师的横向项目,对单片机掌握良好。同时,传统的考核主要以闭卷笔试形式“一考定终生”,缺乏考核过程控制,成绩无法真正反映出学生的综合知识运用和技能水平。分析上述现象种种原因,很大程度上是学生对课程需要达成的学习效果、学习目标不清晰,同时理论学习和实践没有很好的结合在一起,理论和实践脱节。

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一OBE课程教学改革思路

         基于学习产出的教育(OBE,Outcomes-Based Education)成为各国工程教育改革的主流模式之一。OBE关注重点并不在于课程的授课内容,而是在于学生的学习成效,即学生正真所学到和掌握的知识、能力及素质。应用型本科院校主要任务是培养应用型人才,主要面向与实际设计和生产加工紧密相关的一线企业,着重关注学生是否具备实践操作能力,对学生应具备的知识能力与人文社科类专业大有不同,基本上是“显性的”,即易观察、可测量。OBE模式强调的是要建立一套完整的“易观察与可测量”的质量标准体系。因此,OBE模式的理念切合了行业对人才培养的需求,可以说OBE模式的理念与应用型本科院校人才培养要求是不谋而合的。本文将基于OBE模式以应用型本科院校《单片机原理及应用》课程为例,论述该课程的教学改革方案,主要包括课程学习目标(产出成果)、课程教学环节(项目驱动的教学)、课程评价方法等内容。

二《单片机原理及应用》课程教学方案改革

       《单片机原理及应用》是一般应用型本科院校都会开设的一门重要课程。在新的教育时代背景下,应该从实际需求出发,采用OBE理念对课程教学进行设计,形成以学习成效为导向的新型教学方案。下面将从课程学习目标(产出成果)、课程教学环节(项目驱动的教学)、课程评价方法三个方面探索与研究基于OBE模式的课程教学方案。

(一)课程学习目标(产出成果)

         OBE模式课程教学的首要问题是制定清晰的预期学习目标或产出成果,这是OBE模式教学改革的核心要素。教师要制定切实符合学生实际的预期成果的标准。如果设置目标偏高,不符合教学规律就会事倍功半;如果设定预期目标过低,弱化了该课程对毕业生的要求,就很难达到培养目标应有的要求。衢州学院作为地方应用型本科院校,依据本校学生实际层次、教师队伍发展水平等初步设定达成目标如下:

1.通过学习能依据项目需求,选择合理的单片机;
2.能设计、调试单片机控制系统;
3.能利用单片机实现对外部设备的控制;
4.能对简单控制类电子产品进行原理和性能分析;
5.能自学掌握其他类型单片机(教学中未提到的单片机);
6.选择和运用合适的方法和工具进行硬件系统开发实践;
7.利用网络资源进行自主学习,不断拓展自己的知识面。

       在OBE模式中,课程目标不应该仅仅停留在对理论知识的掌握上,而要更加重视全面素质的提升,尤其是工程实践等综合能力的提高上。

(二)课程教学环节(项目驱动的教学)

        《单片机原理及应用》课程作为一门电子信息类的基础专业课,其主要目标应该放在工程问题的实用性和技术发展的时效性上。在实用性方面,在课程的前半学年每个学生需要完成一项与单片机相关的实践课题,即以项目驱动的方式教学。课题的来源必须为老师布置的手头在做的与单片机相近的项目,这就要求学生主动找老师“要”题目,唤起学生主动研讨的愿望。“学生找老师要题目”包括两方面内容,其一是导师制(本科生导师制-衢州学院培养学生特色,类似硕士研究生,每个老师都带3-5位学生),那么导师的横向项目一般与这3-5位学生息息相关;另一方面是博士工作站(衢州学院校企合作特色,每名博士带领8位本科生入驻企业)那么博士工作站中的学生一般也都有参与项目。因此学生可以找自己的导师或者博士工作站导师“要”题目,确实没课题的可以找授课教师“要”题目。实时性方面,本学院教师的横向项目以及每年的电子设计竞赛,据初步统计,这两部分内容80%以上都与单片机相关,授课教师需要积极统计并及时掌握这部分内容,并将其结合到单片机的课堂教学中,这样有助于学生对最新知识的了解以及对所学内容的发散和巩固。例如,在该课程中可以以现在最为常用的AT89S52单片机作为整个课程的切入点来介绍51系列单片机,对AT89S52单片机进行详细的介绍分析,再总结出51系列单片机的共性以及51系列单片机发展。而不像传统的授课,仅仅停留在对早已停产的8051或者8031的单片机的介绍。

(三)课程评价方法

         如何量化地度量学生学习的成功,这是OBE系统的关键性问题之一。在《单片机原理及应用》课程上实行多元考核评价方法,多元化的评价主要包括两个方面内容,理论环节和实践环节。理论环节主要包括理解能力和表达能力;实践环节主要包括做实验部分和项目实施部分。通过理论环节和实践环节的设定,使得过程考核和结果考核有机地结合在了一起。




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        课程拟采用多元化考核,如图1所示,40%为理论知识考核,10%为课业考核,20%为实验考核,15%为前文所述的前期学生向老师“要”题目完成情况考核,10%为出勤考核,5%为其他考核,这5%主要包括学生参与与单片机相关的教师科研项目,学生自己设计单片机产品等等。

        通过上述三个方面的改革,建立一套成熟、可操作性强的以学生为主体、教师为主导的研究性教学体系,以强化学生对课程理论知识的掌握程度,培养学生综合运用所学知识、特别是本课程的有关知识解决实际问题的工作能力。基于OBE工程教育模式,构建“以实际工程为依托、理论教学为引导、工程素养培养为核心”的新型《单片机原理及应用》教学模式。

三 结语

         OBE为当下一种比较先进的教育教学发展理念,注重学生工程实践能力的培养,有效地提高了工程教学水平。本文基于OBE模式对《单片机原理及应用》课程教学改革进行了初步探索,分析了当前《单片机原理及应用》课程教学所存在的主要问题,从基于学习成果产出的学习目标制定出发,优化课堂及课外教学内容,重视项目驱动型教学,制定较为合理的考核评价机制。以此切实提高学生的自主学习能力和工程实践能力,为应用型本科院校的发展提供一定的借鉴与参考。

参考文献

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[4]肖斌,汪敏,刘忠慧.Java程序设计基于OBE理念的教学实践研究[J].教育现代化,2018,5(53):91-95.
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[7]海莺.基于OBE模式的地方工科院校课程改革探析[J].当代教育理论与实践,2015,7(04):37-39.

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本文标签: OBE ,单片机 ,教学改革

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