基于OBE教学模式的单片机原理及应用教学改革与实践

摘 要：OBE教育理念的实质是把学生在学习过程中的主体表现作为教育质量考核的重要指标，在人才培养的过程中强调学生的学习结果，并以此作为反馈教学活动质量的重要因素。该研究通过对计算思维基本概念的界定，介绍了以计算思维能力培养为导向的单片机原理课程的教学改革现状，探讨了其中存在的问题，提出了相应的教学模式与解决策略。

关键词：OBE（Out-Based Education） 单片机原理课程 计算思维能力 教学改革

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）10（c）-0093-02

OBE（Outcome-Based Education）教育理念起源于美国，并在20世纪的后20年在一些发达国家发展起来的一种新的教育模式。随着其理念的普及与深入发展，OBE教育模式逐步成为工程教育人才培养的基础。OBE教育理念的实质是把学生在学习过程中的主体表现作为教育质量考核的重要指标，在人才培养的过程中强调学生的学习结果，并以此作为反馈教学活动质量的重要因素。

单片机原理及应用是电气工程、电子工程、自动化、通信工程等专业的核心基础课程。该课程主要包括了单片机的硬件结构，汇编指令和汇编程序设计，接口技术以及C程序设计技术，是一门实践性很强的课程。在传统的教学过程中，通常以教师为教学活动的主体，学生被动的接受课程知识，因此在这门实践为主体的课程中，学生很难达到应有的教学目标。此外，在该课程所配套的实验教学过程中，多数以验证性实验为主，部分学生在实验过程中目的性不强，很多的时候也只是看到了实验最终的一个现象，并没有深刻体会到实验过程中所涉及到的分析流程，并且在课程的考核上很多的时候都是以卷面考核的方式来进行，在考试过程中很多学生也只是靠僵硬的记忆来答卷，在试卷考核的内容中有一些灵活应用的地方就容易大量丢分，究其原因，很多的学生在学习过程中其目的就是考试及格，学习并不是源于学习的兴趣。

1 课程理论内容讲授环节设计

从学生的学习效果反馈来看，单片机这门课程难点很大程度上在于很多同学没有建立起利用计算机进行解决问题的思维方式，换言之，就是很多同学觉得单片机难学在于他们碰到程序设计问题的时候，很多时候无从下手解决，因此可以分析出在教学过程中的汇编指令，汇编程序设计以及高级语言程序设计时单片机教学的重点和难点。根据OBE理论就需要从新反向设计这部分的教学内容和教学手段，在讲授方式上教师应当注意由浅入深，课堂上适当增加程序分析和设计的内容，同时注重理论和实践相结合，可以选择一个适当的综合性题目，在题目的完成过程逐步掌握基本程序设计的要领。

基于OBE教育理念的教学方式就是以预期的学习产出作为目标，并通过产出的结果反向设计和课程相关的教学活动。在单片机原理及应用的授课过程中，制定课程的预期学习产出和相应的教学策略是实现OBE工程教育的重要前提。针对单片机原理及应用这门课程需要较高实践性的特定，同时优化理论教学和实验教学，激发学生的学习兴趣和动力。建立起学生自主学习的积极性，提高教学效率和改善教学效果。

2 实验教学环节设计

实验教学是本科教育教学工作的重要组成部分，是人才培养过程十分关键重要步骤，实验教学和理论教学在单片机这门过程中二者的关系是相辅相成的。在单片机原理及应用教学中，强化学生在实践教学环节的学习效果，有利于提高实践教学质量，提升学生实践能力、合作精神和创新意识。从人才培养的根本目的看，实践环节的意义在于实践理论，实现学生专业知识外化的转化能力。

在实验教学环节，优化实践教学方案，制订实验教学大纲，设计实践教学的环节和相关子项目，突出学生实践能力培养、重视实践教学效果、明确技能考核要求，充分体现课程体系下实践教学改革的总体思路，从根源上优化各专业的实践教学方案，以便形成科学且合理的实践教学体系。在制定电子信息类专业教学计划时，教学大纲的制定重视课程与实验内容的合理优化配合，避免理论知识与实践的重复或脱节；另外，充分体系课程知识结构发展和教学安排的组织、内容及方法的映射关系，避免重复的验证性实验项目，增加具有创新性、设计性、综合性的实验项目的实践教学体系，使学生在实验教学环节能提升其实践主动性、创新能力、求实及合作精神的作用。因此，构建科学、合理的实践教学体系对此实践教学目标产生深远的影响。

3 课程评价的考核目标和学习产出的关系

课程评价的考核目标引导和决定预期学习产出的结果，具有重要的导向作用。在单片机原理课程上实行相应的多元考核评价方法，多元化的评价模式包括两个方面，理论环节和实验环节。其中理论环节包括识记能力、理解能力和表达能力；实验环节包括实践能力、小组合作能力和创新意识。通过理论环节和实践环节测评的设定，过程考核和结果考核有机地结合起来，学习结果可体现为过程和结果两个方面。

4 结语

对大学生计算思维能力的培养已经成为工程教育界的共识，其最终目的是培养大学生的实践与思维相结合的能力，培养大学生利用已有计算机和数学基础发现和解决问题的创新能力。该研究通过对计算思维基本概念的界定，介绍了以计算思维能力培养为导向的单片机原理课程的教学改革现状，探讨了其中存在的问题，提出了相应的教学模式与解决策略。

参考文献

[1] 高凤梅，刘艳，张文超.“以学生为本”的《单片机原理》课程教学模式改革[J].高教论坛，2010（6）：35-36.

[2] 顾佩华，李N平，沈民奋，等.以设计为导向的EIP-CDIO创新型工程人才培养模式[J].中国高等教育，2009（Z1）：47-49.

[3] 刘光蓉.以计算思维能力培养为导向的C程序设计实验教学[J].实验技术与管理，2013（1）：154-156，191.

[4] 邓磊，姜学锋，刘君瑞.实施专业融合，提升理工科学生的计算思维能力[J].工业和信息化教育，2013（6）：15，37-41.

[5] 马宝山，刘剑桥，金国华，等.单片机应用课程设计教学改革探讨[J].实验科学与技术，2015，13（2）：103-104.

[6] 顾佩华，沈民奋，李升平，等.从CDIO到EIP-CDIO――汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J].高等工程教育研究，2008（1）：12-20.

[7] 顾佩华，胡文龙，林鹏，等.基于“学习产出”（OBE）的工程教育模式――汕头大学的实践与探索[J].高等工程教育研究，2014（1）：27-37.

[8] 党向盈.“卓越计划”背景下程序设计课程走向工程能力和创新能力培养模式研究[J].科技信息，2011（35）：334.