单片机课程类本科论文怎么写和工程认证背景下单片机课程改革实践*类论文范文集

《工程认证背景下单片机课程改革实践*》

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摘要：本文对工程认证背景下的“单片机原理与接口技术”课程改革中的OBE理念,以学生为中心理念,持续改进理念和问题进行深入的探索,以寻求工程认证背景下的较好的教育改革方式和效果,提出了教育改革过程中遇到的问题,并指出了相应的改进措施.

关键词：课程改革；工程认证；单片机

中图分类号：G642.0文献标志码：ADOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2018.10.113

1“单片机原理与接口技术”课程改革情况介绍

自2017年启动电气工程及其自动化专业认证以来,“单片机原理与接口技术”（以下简称单片机）课程组将基于成果导向的工程教育（Outcome-basedEngineeringEducation,OBE）理念融入贯穿到课程改革,主要从以下方面进行：在设计课程教学大纲时,将毕业要求指标点分解到课程的教学目标,围绕课程教学目标设计组织教学内容和教学环节,确定各教学情景的分层次能力培养要求,以学生为中心按照工程“构思、设计、实施、运行”（Conceive,Design,Implement,Operate,首字母缩写为CDIO）模式进行项目式教学,各阶段进行形成性评价,建立课程持续改进机制,确保课程改革良性发展.

2工程认证教育理念及实施解析

OBE理念——要求各专业培养的毕业生具备12个方面的工程应用能力[1].毕业要求的达成依赖于整个专业课程体系的共同支撑.作为专业课程体系的组成部分,单片机课程的教学目标不仅要体现课程本身的特点,还要从专业的培养目标和毕业要求角度去审视课程支撑的本专业的毕业要求指标点,即在制定课程教学大纲时,应以课程支撑的毕业要求指标点为出发点来设定课程目标,将毕业要求指标点转化为课程培养学生应达到的具体能力.在后续的教学过程中,基于成果导向的课程目标被分解到各个教学环节.教学环节设计、教学过程、教学评价和考核始终围绕教学目标,确保课程教学过程中能始终以工程认证能力培养为目的,通过课程目标的实现支撑毕业要求指标点的达成,最终帮助本专业的毕业生顺利满足12个工程认证的毕业要求能力.

以学生为中心理念——工程教育认证的重要教育理念是以学生为中心进行工程能力的培养[2].工程认证教育的最终目的是培养合格的工程专业毕业生.首先对学生提出培养目标和毕业要求,再通过专业课程体系、师资力量、政策制度和保障条件等手段促进本专业所有学生都达到应具备的基本能力,最终使专业培养的学生在毕业5年内达到专业设定的培养目标.因此,以学生为中心的教学理念要贯穿到专业建设的方方面面,尤其是课程教学.单片机课程改革即是以学生的能力培养为中心,设计组织课程各环节,将学生能力培养作为教学主线,关注学生学习状态,跟踪学生学习动态,通过课堂教学、课后作业、团队协作和合理评价等方式引导学生达到课程目标设定的能力.

持续改进理念——为达到专业培养目标,需要建立多层次的评价和反馈机制[1],如：校外和校内评价反馈机制,分别对培养目标、毕业要求进行及时调整,使之适应社会行业发展需求.通过校内评价反馈机制的核心——课程教学质量评价反馈机制将其评价结果应用于课程体系、教学质量和支持条件等的持续改进.在课程培养目标的达成评价与改进过程中,发现课程教学条件的不足及教学过程的欠缺,进而促进课程内容、授课方式的调整,实现课程对专业毕业要求培养能力的达成.建立课程内部跟踪评价反馈机制,用教学目标指导教学环节,对学生能力进行动态跟踪评价,根据课程评价结果进行课程目标和教学环节的持续改进,形成良好的闭环反馈改进机制,促进学生能力的达成.评价反馈机制是实现课程教学持续改进即课程教学良性发展的基础,能够为课程教学提供不竭的动力源泉.

CDIO模式——按照工程活动的“构思、设计、实施、运行”4个阶段为学生提供系统性的工程教育和实施环境,培养能够按照真实的工程问题思路来分析解决实际问题的准工程师毕业生,通过设计教学场景或活动,培养符合社会经济发展需求,具有工程思维、人文意识和创新精神的学生.在教学中要既强调个人能力,又注重团队合作能力的培养,要求注重学生自学能力,分析、解决实际问题能力,系统构造和实践能力的综合提升[3].单片机课程将项目式教学融入CDIO模式,将项目设计、展开和评价过程按照四个阶段“构思、设计、实施、运行”进行,注重真实场景的引入和工程问题思维分析方法的训练,在项目展开过程中对学生能力状态的真实记录作为评价学生的一个内容.

3改革中遇到的问题与解决措施

单片机课程在改革实施中遇到一些实际困难,如：项目式教学按照CDIO模式推进时,在学时、场地和学生状态追踪上遇到师资力量不足的困顿等；培养学生实践能力需注意到个体差异；解决复杂工程问题的实践能力需要真实场景的拓练；过程性评价要具有可衡量性和可实施性等问题,这些都是阻碍课程改革效果的关键因素,课程组在改革实践中找到了相应的解决方案.

3.1CDIO项目式教学模式实施

课程按照CDIO模式进行项目式教学,实施过程中存在各组之间学习主动性不同,教师难以掌控学习进度以获得预期效果,现有的理论学时难以满足教学需求等急需解决的问题[4].

为解决学时问题,尽可能多地观察学生的学习状态,课程组将理论课、实验课、课程设计融为一体,用理论课、实验课和课程设计共同支撑多个教学情景的实现.为了便于项目式教学实施,根据学习需求灵活安排教学场地.实验室能够承担不同层次的实验,如：基础训练实验,主要使用实验箱和仿真软件,可以进行简单系统的设计；设计性实验,主要使用仿真软件、开发板、面包板进行应用系统的设计和实现；创新性实验,使用仿真软件、电路板、元件库进行应用系统的创新设计.

课程在实施过程中以组为单位进行,各组学生相互帮助,在项目进行过程中承担不同任务,分别担任组织协调、收集资料、硬件设计、软件设计、报告撰写、数据分析、答辩等不同的角色.每组学生在下一个项目中轮换不同的角色,经过4个项目的锻炼,每个学生都承担多个任务,在课程结束后分析自己最擅长的角色,对自己的动手能力进行自我认定,剖析自己的工程实践能力.

3.2以学生为中心培养实践能力

通过有递进关系的多个教学情景来实现学生实践能力的培养.多个学习情景均是按照单片机应用系统开发过程的各环节来展开教学,但在每个学习情景中,学生的设计可以以不同的水平呈现,如学习情景1,基本要求是能够利用仿真软件完成灯光控制系统的设计和实现,进度比较快的学生可以利用面包板完成灯光控制系统的设计实现,也可以在原有功能上设计新的显示亮点,作为阶段性考核的加分项,培养学生的动手能力和创新意识.在多个学习情景的推进下,学生的动手能力在经过实验箱、仿真软件、开发板、面包板、PCB制版项目的设计制作得到逐层提高,从基本掌握开发工具到熟练应用各种工具和测量检验设备.

3.3过程式评价体系的建设实施

学生能力达成是一个发展形成的过程,因此,课程对毕业要求能力的培养需要有系统性的评价方法.评价是检验课程改革的标尺,科学合理的评价体系不仅能够正确检验课程改革的效果,还能够促进课程能力培养目标的实现.

针对课堂教学、项目/课程设计、实验中能力培养情况课程组设计了系列评价表,以对其分别进行定量或定性评价,并针对课程的改革设计、实施及评价方式准备了调查及反馈表.在评价过程中,以组为单位,团队整体评价和团队内个人评价相结合,既要体现团队协作能力又要体现个人综合能力.在课程的主要教学环节节点,采用定性与定量评价相结合、团队与个人评价相结合的考核方式对课程支撑的各项能力进行阶段性评价,形成过程跟踪评价并最终进行能力达成度分析,建立有效的成果导向学生能力达成评价体系.

4结束语

在工程认证背景下,单片机课程组进行了一系列课程改革,将工程教育理念融入课程教学中,按照基于成果导向的OBE理念确立课程教学目标,确保课程教学过程围绕学生能力培养为中心,采取有效方式保证学生学习效果；CDIO模式以工程实践环节为基础展开教学过程,通过持续改进形成课程健康良好运行机制.

参考文献：

[1]罗正祥.工程教育专业认证及其对高校实践教学的影

响[J].实验室研究与探索,2008,27(6):1-3.

[2]赵亦希,陈佳妮,陈关龙.以学生能力培养为导向是工程教

育专业认证的基本准则[J].上海教育评估研究,2014(4):

5-7.

[3]韩竺秦.CDIO工程教育模式下单片机原理综合设计与

实践教学改革[J].信息技术与信息,2016(8):60-63.

[4]李培根.我国本科工程教育实践教学问题与原因探析[J].

高等工程教育研究,2012(3):1-6.