基金项目：厦门工学院单片机原理及应用精品课程建设项目（项目编号：JP-1310）
摘 要：本文分析了单片机传统教学中存在的问题，提出了基于CDIO模式的课程教学改革方案。通过实践证明，此教学改革能激发学生的学习兴趣，培养学生的动手能力和创新思维，取得了较好的教学效果。
关键词：单片机；CDIO；教学改革
中图分类号：G712 文献标识码：A
单片机是工科院校电子、通信、电气等专业重要的必修专业基础课，是一门应用性、实践性很强的课程。学习单片机这门课程既要掌握单片机的硬件知识，又要掌握软件知识[1]，而硬件知识和软件知识又密切联系，这就使得学生在学习单片机时感觉无从下手。
根据单片机传统教学中普遍存在的问题，笔者在教学内容、教学方法等方面对单片机课程教学进行教学改革与实践，提出了基于CDIO（conceive,design,implement,operate;构思、设计、实施、运作）[2-3]的单片机教学改革的研究。
一、单片机课程教学现状分析
目前多数院校的教学均采用"先理论后实验，先原理后设计"的模式[4]，导致学生学完单片机后，对单片机的实践操作以及灵活应用能力差，很难独立完成相关的课程设计与毕业设计，因此对单片机的教学改革势在必行。
二、CDIO项目教学模式的实施
CDIO项目教学模式，是将教学任务作为载体，以完成项目作为推动，基于项目教学和理念教学一体化原则，使得教学更加高效的一种创新教学模式[5]。笔者在推行CDIO模式的单片机教学中，项目式教学贯穿整个培养过程， 项目的指定要考虑学生的实际情况，让学生"在学中做，在做中学"，提高实践动手能力。
在具体实施的过程中，将单片机这门课分解成12个独立项目，每个项目考察的重点是单片机的各重要功能的应用，具体见表1所示。
从教师的角度，将表1的部分项目结合到实际教学中，且在实际教学中采用实物教学与虚拟仿真技术相结合的方法。对点亮LED指示灯等简单的内容，可在课堂上利用开发板等实物辅助教学。但涉及到外围器件比较多（如花房温湿度控制系统）时，可以借助虚拟仿真技术辅助教学，仿真软件为Proteus和Keil。先用Proteus软件画出项目原理图，再用Keil编写项目驱动源程序并进行编译，产生一个扩展名为.hex的可执行文件。最后把该可执行文件嵌入Proteus软件中的虚拟单片机中去，就可以进行仿真调试，从而形成一个基于Proteus和Keil的虚拟单片机实验室。
从学生的角度，学生需分组完成表1中的部分项目。学生在所提供的题目中挑出本组的题目后，学生需自行查找相关文献，完成硬件和软件联合调试，最终完成实际的电路板，实现相对应的功能。项目完成后，由优秀项目的学生在班上演示自己的作品，交流自己的心得体会。教师总结项目设计过程中的普遍性问题，讲授经验教训。
在整个项目实施的过程中，教师只是起到辅导的作用，不参与其中实际的设计、制作、调试，但在项目考核环节进行严格把关。对学生项目的考核，主要从以下6个方面：硬件电路焊接工艺；软件程序的规范性、可读性与可移植性；项目任务的完成程度；项目总结报告的内容与格式；答辩的语言表述与综合表现；项目是否具有创新功能。
三、教学改革的实际效果
基于CDIO模式的单片机课程教学改革的实施，激发了学生对单片机的学习热情和钻研精神，大部分学生的动手能力得到很大提高。学生利用单片机设计电子系统，参加了国家级、省级竞赛，取得了不错的成绩。在2015年获得全国电子设计竞赛二等奖，2016年获得福建省电子设计竞赛二等奖，在2016年全国大学生创新创业大赛中获得了国家级创新项目1项，省级创新项目3项。
四、结束语
通过基于CDIO模式的教学改革，学生的动手能力、理论水平和写作能力皆有很大提高，对后续课程的学习、毕业设计及就业有很大帮助。同时，使得教师的教学能力、水平也获得较大进步，教师的综合业务素质得到增强，形成师生双受益并皆能持续发展的良好局面。
参考文献
[1]张毅刚，彭喜元，姜守达，乔立岩，新编MCS-51单片机应用设计，哈尔滨工业大学出版社，2012.（3）
[2] Crawley E F，Malmqvist J，Ostlurd S，et a1．Rethinking Engineering Education-The CDIO Approach[M]．New York：Springer，2007．
[3] 王刚.CDIO工程教育模式的解读与思考[J].中国教育研究，2009,5（1）：86-87
[4]张彭年．出访有感：经管学院孔宪臣副院长分享"新三中心论"新认识[EB／OL]．(2011-12-01)[2012-02-28]．http：//www．ncbuct．com／news／xiaonei／2011-12-01／1393．Html.
[5]徐向民，董静远，邢晓芬．创新人才培养与电子设计竞赛模式探索[c]．中国电子教育学会高教分会2010年论文集，2010．
作者简介
高丽贞（1983-），女，讲师，福建厦门，硕士，研究方向为信号处理、单片机控制 。
