[摘 要]本文以高職單片機技術課程的性質和特點作為重點，分析了CDIO與MOOC教學模式在單片機技術課程中的應用，使學生達到“教、學、做”的統(tǒng)一，強化學生自主學習的主體地位。

[關鍵詞]CDIO MOOC 單片機技術 教學模式

現(xiàn)階段，高職院校基本的課程教學模式是以學科體系為主，理論與實踐教學的比例為1∶1。但在具體教學過程中，教學內(nèi)容往往脫離實際，學生無法得到與實踐技能相關的訓練，更得不到真正的鍛煉。CDIO教育模式是目前國際工程教學改革的研究成果，其主要側重培養(yǎng)學生的動手能力及實踐能力。

單片機應用技術課程教學存在的問題

1.課堂教學

近年來，在各高職院校教學過程中，單片機技術課程主要采用多媒體技術進行授課，教師大多以講授理論知識為主，學生只是“聽眾”，這種教學模式導致師生互動不夠，無法充分調動學生學習的主動性和積極性。

2.實踐教學

在單片機技術課程實踐教學過程中，以單片機實驗箱的形式完成相關實驗，這便是單片機技術課程實踐教學的形式。電路圖在實驗箱中都是現(xiàn)成的，學生面對已編寫好的程序，只需連接導線，啟動運行，檢測程序運行的結果成功與否，抄寫完成實驗報告，任務就結束了，這種操作模式完全達不到鍛煉學生實踐技能的教學目的。

3.考核手段

在學生考核的標準上，高職院校大多是以期末理論考試成績?yōu)橹鳎瑢嶒灣煽優(yōu)檩o，這種考核制度存在很大的弊端。很多學生臨近考試，將相關知識點熟記于心，便可以考出很好的成績。但也有部分學生雖熟記理論，面對項目卻不知道如何下手，以致編程能力欠缺，也沒有相應的調試技能。

總而言之，單片機技術課程教學急需改革，教育者應打破傳統(tǒng)教學模式的束縛，有效利用現(xiàn)代化信息資源，在教學過程中，關注師生互動，充分調動學生學習的主動性和積極性，激發(fā)學生的創(chuàng)造力，讓學生成為課堂的主體，將理論知識與實踐教學進行融合，打造一個合理、完整、通用、可概括的教學目標。

有關CDIO與MOOC的論述

構思（Conceive）、設計（Design）、實施（Implement）和運作（Operate）作為CDIO的基礎，教學與實踐相融合實施CDIO管理，學生的工程基礎知識、個人技術能力、系統(tǒng)工程能力，以及團隊協(xié)作精神也會因此得到有效提升，這就為CDIO工程教學模式打造了一個具體的教學目標，更加合理、完整、通用、概括，很多企業(yè)很喜歡CDIO工程教學模式。以“做中學”及項目驅動作為新型的教學模式，這便是CDIO提倡的教學理念，這種教學模式十分關注培養(yǎng)學生主動學習、協(xié)作交流、分析解決問題的能力。同樣，這也是單片機技術課程的教學目標。因此，以CDIO理念為改革方向，對單片機技術課程教學進行改革有著深遠的意義。

MOOC也是一種新型的教學方式，其打破了傳統(tǒng)的以教師講授及考試為主的教學方式，改變了教學的模式與屬性，人才培養(yǎng)模式因而得到了有效擴展，以學生為中心的教學模式通過這種新型模式有所體現(xiàn)。與此同時，也將教學的中心由“教”轉變?yōu)椤皩W”。CDIO與MOOC教學理念的有效融合，將MOOC教學的個性化特點與單片機技術相結合，最終將二者的優(yōu)勢充分體現(xiàn)出來，形成單片機技術與MOOC混合的教學模式，進而將其教學效果發(fā)揮到了極致。

CDIO工程式教學管理模式不但可以充分將學生的單片機技術理論與實踐進行有效結合，還可以進一步提升學生的整體素質和專業(yè)水平。同時，教學方式及相關學科的教學資源都是由MOOC提供。目前，開放資源包含數(shù)據(jù)、課件、文庫、課件庫等，為學生提供海量的知識庫，以此保障學生學習需求。

以CDIO為框架，在MOOC自主學習和網(wǎng)絡資源整合的前提下，與社會企業(yè)對接，將大學生的綜合素養(yǎng)需求作為教學目標，通過課題、項目、任務的完成程度進行系統(tǒng)的分析。

基于CDIO與MOOC的單片機技術課程教學模式

目前，高職院校通過總結、歸納、分析單片機技術課程教學現(xiàn)狀及存在的問題，借鑒CDIO工程教學模式及MOOC教學模式，在培養(yǎng)人才的過程中，對單片機技術課程教學內(nèi)容、資源、過程、方法等環(huán)節(jié)都進行了相應的改革，逐步形成了以CDIO和MOOC為主的單片機技術課程教學新模式。因此，在實際教學過程中取得很好的效果。

1.以CDIO與MOOC為基礎的教學改革理念

（1）以建構主義發(fā)展學生自我學習的能力

建構主義是一種關于知識和學習的理論，強調學習者的主動性，認為學習是學習者基于原有知識經(jīng)驗生成意義、建構理解的過程，而這一過程是在社會文化互動中完成的。建構主義認為，知識不是通過教師傳授得到的，而是學習者在一定的社會文化背景下，借助他人（包括教師和學習伙伴）的幫助，利用必要的學習資料，通過意義建構的方式而獲得的。因此，建構主義學習理論認為“情境”“協(xié)作”“會話”和“意義建構”是學習環(huán)境中的四大要素或四大屬性。“情境”必須有利于學生對所學內(nèi)容的意義建構，這就對教學設計提出了新要求。“協(xié)作”發(fā)生在學習過程的始終，對學習資料的搜集與分析、學習成果評價的最終建構均有重要作用。“會話”是協(xié)作過程中不可缺少的環(huán)節(jié)，學習小組成員必須通過會話商討如何完成規(guī)定的學習任務，會話是實現(xiàn)意義建構的重要手段之一。“意義建構”是整個學習過程的最終目標。所要建構的意義是指事物的性質、規(guī)律以及事物之間的內(nèi)在聯(lián)系。由上述可知，獲得知識的多少取決于學習者根據(jù)自身經(jīng)驗建構知識的能力，而不取決于學習者記憶和背誦課程內(nèi)容的能力。因而，對信息的意義建構是建構主義的一方面，對經(jīng)驗的重組則是建構主義的另一方面。

學生能夠在他人的幫助下進行下一步的學習，這便是建構主義理論的終極教育目的。將學習放置于真實的情境中，使學生運用合作精神解決真實問題，探究問題背后的科學知識，以此培養(yǎng)學生專業(yè)課程的認知能力，最終使其掌握解決實際問題的能力，逐步培養(yǎng)學生主動學習的能力。

在此學習過程中，學生需要有扎實的理論知識為基礎。具體包括運用基礎知識的能力，計算機核心基礎知識與原理（如數(shù)據(jù)結構、數(shù)據(jù)庫、圖像處理等），數(shù)據(jù)建模、系統(tǒng)開發(fā)等方面的專業(yè)知識。利用MOOC教學模式使學生掌握知識，并熟練運用，可有效降低教師的工作強度。

（2）使學生通過MOOC教學模式熟悉單片機技術原理

作為高職電子技術及自動化控制技術類專業(yè)核心課程，單片機技術課程的教學目標便是要求學生能夠熟練掌握單片機基本原理，能夠熟練掌握MCS-51結構及應用設計方法，還應具備一定的應用設計能力，在單片機操作過程中，能夠對項目進行簡單開發(fā)及控制，進一步熟悉MCS的相關開發(fā)流程，這便是教學模式設計的目的。具體流程為：調研—明晰任務—確定系統(tǒng)功能—挑選機型、軟件劃分及硬件功能—設計硬件的電路（包含元器件的挑選、硬件電路的完善加工、樣機的組成、最終測試）—設計軟件結構（算法的確定—程序流程圖的繪制—對程序代碼的編寫、編譯—最終進行部分調試）—仿真機測試、調試—逐個排除故障、錯誤—調整硬件—修改軟件—固化程序—運行樣機—最終結束研制。在實踐過程中，可大力開發(fā)、研制仿真模型，直至現(xiàn)實問題得到有效解決。

（3）讓學生通過完成項目任務掌握學習技能

目前，在各行各業(yè)單片機的應用均不同，根據(jù)應用設置各類項目任務，這其中就包含一系列的能力要素。在實際教學過程中，以項目任務為需求，學生可以通過完成項目任務熟悉基本知識、掌握學習技能。比如，學生參觀山泰設備制造有限公司缸體生產(chǎn)線結束后，教師可布置學習任務，讓學生對其中兩道工序流程進行實時控制，若以此為實踐標準，就需要考慮在正常情況下，兩道工序循環(huán)進行，機器如果發(fā)生意外能否立即報警，這些都可以通過實訓室單片機仿真系統(tǒng)及應用模塊來完成。定時器、中斷系統(tǒng)等是這一任務需要運用的基礎知識，很多學生都很期待在任務中獲得一定成就感及滿足感。在項目任務的驅動力下，學生學習相關知識就會更加主動，不再是被動地接受知識，學生及教師在任務結束后，能夠對所包含的知識點進行總結、歸納、靈活運用。與此同時，教師可提出拓展性任務，讓學生對所學知識點掌握得更加穩(wěn)固。在教學過程中，教師以項目任務為展開條件，培養(yǎng)學生的學習能力。學生也應該通過實踐，清晰了解學習內(nèi)容、學習目的。采用這種教學模式，學生學習的主動性、積極性在不知不覺間被激發(fā)，課堂實效性就能夠得到顯著的提升。

（4）學生通過運行復雜系統(tǒng)，實現(xiàn)“教、學、做”的統(tǒng)一

學生在實訓室進行單片機技術理論課程學習，能夠實現(xiàn)“教、學、做”的統(tǒng)一。比如，在“位測試指令和分支程序的設計”教學過程中，“多級皮帶輪傳送控制”作為教學任務時，教師可以將內(nèi)容分為三個步驟進行講解。第一步，將如何實現(xiàn)單片機控制繼電器作為講解內(nèi)容，進而對皮帶輪電機控制方法進行講述，學生可在現(xiàn)場進行實踐操作，完成硬件接線。第二步，對編程思路予以講解，為學生提供有效的參考程序，讓學生自主進行調試，與此同時，關注每一步調試方法，觀察程序執(zhí)行順序及生成指令，最終選擇適合的皮帶輪傳動方式。第三步，進一步歸納新的知識點，修改并設置新的任務，使學生運用新知識完成該課程的學習。在這個過程中，學生通過理論與實踐相結合的方式，對項目、任務已經(jīng)有了充分的了解，為教學目標的順利實現(xiàn)奠定了一定的基礎。

結 語

單片機技術課程作為一門專業(yè)課程，應該與高科技、新技術、信息化充分結合起來。在當前教學環(huán)境下，培養(yǎng)學生綜合能力的過程中會面對很多問題，如教師過分關注理論知識講授，對知識點的實時性考慮欠佳，生硬的、落后的教學手段等。在信息化及教育改革的大背景下，這些問題就顯得尤為突出了。在實際教學過程中，CDIO教學模式保證了單片機技術課程的高效性，MOOC教學模式使學生學習的主動性與積極性也在不斷提升。與此同時，單片機技術課程教學模式改革仍然需要不斷創(chuàng)新與發(fā)展，以期為后續(xù)教學提供更多的參考依據(jù)。

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作者單位：西安汽車科技職業(yè)學院`