在当前教育体系中,单片机原理课程作为高职院校工科专业的专业必修课程,具有很强的工程性和综合性。传统的教学方法往往过于注重理论知识的灌输,缺乏实际应用的培养,这在一定程度上限制了学生能力的发展。CDIO(Conceive-Design-Implement-Operate,即构思—设计—实施—运作)工程教育理念自2000年由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成的基金会研究并推广以来,成为了一种国际广泛认可的工程教育模式。该理念强调理论与实践相结合,通过实际项目的实施,达到工程教育的目标。
CDIO工程教育理念的实施包含一个大纲和12条标准,大纲指出了四个层面的能力要求,包括工程基础知识、个人与团队能力、设计与系统构建能力以及创新与创业能力。12条标准则是用来判定是否有效实施了CDIO教学理念的准则。将此教育理念融入到单片机原理课程的教学实践中,不仅能提高学生的综合项目开发能力,还能增强学生的自信心和成就感。
广东工程职业技术学院的单片机原理课程,在实际教学过程中面临一些困难,如学生基础薄弱、缺乏足够的逻辑思维和程序过程组织能力、课程内容抽象难懂、编程语言指令繁多等。为了克服这些困难,文章提出在CDIO工程教育理念下,对单片机原理课程和C语言程序设计课程的教学内容进行深度分析,结合实际应用实例,重构教学内容和方式,并在教学过程中进行了一系列的课程探索与实践。
基于CDIO工程教育理念的《单片机原理》课程教学实践,首先将课程内容划分为若干学习情境,每个情境都针对一个待解决问题,通过逐步提高解决问题的难度,引导学生逐步深入学习。课程采用模块化的方式构建,每一节课程都有清晰的学习目标和实践目标。教学过程中,采用Proteus仿真软件进行电路仿真,结合Keil uVision4软件进行程序开发,以此提高学生的实践操作能力。学生在学习单片机原理时,不再只是被动地接受知识,而是通过参与项目设计、实施和运作,从实践中掌握知识,体验从构思到实施的全过程。
此外,文章还提到了单片机原理课程的教学改革和教学实践,将多个学科的知识融合到一个项目中,让学生在有限的课时中,通过资源库和项目式教学等教学手段,将理论知识与实践相结合,不仅能够加深学生对课程内容的理解,还能够激发学生的学习兴趣,让他们以积极快乐的方式学习,减少学习过程中的负担感。
CDIO工程教育理念为高职院校的单片机原理与应用课程提供了新的教学模式和改革方向。通过实施项目式教育,强调实践和创新能力的培养,以期达到提升学生综合项目开发能力,增强学生自信心和成就感的目的。对于高职院校来说,这不仅有助于提升教学质量,还能够促进职业教育的进一步发展。