《基于TOPCARESCDIO的单片机原理和接口教材》
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摘 要：文章论述了TOPCARES-CDIO教育理念指导下的教材改革,以培养学生八大能力为切入点,从教材的构建、特色及建设成效等方面论述了基于TOPCARES_CDIO的单片机原理与接口课程教材改革的探索与实践.
关键词：TOPCARES-CDIO;单片机原理与接口;教材
1引言
CDIO是工程教学改革的重要成果.CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）,它以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程.在CDIO基本教育理念的基础上,东软集团根据本土的IT专业情况和教育方式提出了TOPCARES-CDIO的教育理念,对CDIO能力培养大纲做了继承基础上的创新,调整并增加了部分能力指标,构建了具有东软学院特色的TOPCARES-CDIO能力指标体系.
[1]广东东软学院计算机学院实施TOPCARES_CDIO教学改革,并创建了具有专业特色的TOPCARES_CDIO（下文简称T-C）能力指标体系,而教材是课程教学内容的载体,也是学生学习的必要工具.我们只有把TOPCARES_CDIO的教学理念落实到教材中的每一章节,才能实现以TOPCARES_CDIO改革的人才培养目标的实现.本课程单片机原理与接口正是实施了TOPCARES_CDIO改革并在实施过程中针对本课程和专业的特点对课程教材进行了探索及编写.我们从TOPCARES-CDIO能力指标体系中的八大能力3级指标中的一百多个指标中,结合单片机课程的特点,选取了8个能力目标分别是专业知识能力、全方位思维能力、实验性的探索能力、书面的交流能力、阅读、理解专业领域文献能力、学习态度与习惯能力、职业道德、正直并勇于负责能力、硬、软件集成能力作为该课程该教材的培养目标.
2基于T-C的单片机课程教材建设
2.1前期收集及合理的编排
教材编写前期,对每个知识点及知识点对应的项目收集资料,包括出现问题、定位,确定每章节统一风格.编排顺序遵循从简单到复杂,教材的内容是基于STC89C51单片机的原理与接口技术及51单片机的编程方法,共分为10章.第1章介绍了单片机概述;第2章介绍单片机的内部结构及原理;第3章介绍单片机C语言编程;第4章介绍单片机的常见的接口设计,第5章到第7章介绍中断系统、定时器/计数器、串行口的原理及使用方法;第8章介绍单片机AD和DA转换接口;第9章介绍单片机系统扩展接口技术;第10章介绍一些单片机贯穿本教材大多数知识点的综合项目及案例.
2.2过程中注重教材内容的设计
本书在充分了解学生课程学习的基础上,在教学实施过程中,以课程的各项能力培养目标为主线,对教学内容组织进行编写和优化.首先要了解该课程存在的学习问题和学习内容,然后定下目标和重难点,针对问题找到可能的解决方法,并提炼出解决方案,最后对知识点进行评价.教材中根据T-C的教学理念的指引,设置了【主要知识内容】、【学习目标】、【重点和难点】、【教学设计与实施方法】、【实践环节设计】、【教学效果测评】等环节,以此为主线进行设计,带动学生学习.并将知识和技能清晰的展示出来.
2.3实践环节以案例为载体将设计思路引入教材
充分考虑到学生在实践过程中对项目整体的把握能力的培养,注重学生学习过程中的主动学习、主动动脑的能力.以项目案例为载体,通过项目内容、设计目标、需掌握知识、项目电路连接、程序设计、项目的运行测试等环节,将设计思路引入教材,让学生在学习教材的过程中进行案例分析、项目实践,实现知识、技术及创新能力的一体化提升.基于项目案例项目的学习可以获得很多具体的经验,把握项目的背景包括设计方案、设备条件、技术需求、项目要求等,通过案例的设计实施,学生可以亲身体验项目的实施过程,通过案例提高专业知識、全方位思维、实验性的探索、书面的交流等能力,也激发学生学习的积极性,提高学生工程实践的能力.[2]
3基于T-C的单片机课程教材特色
3.1基于T-C的课程教材内容
本教材以工程教育理念为指导,遵循TOPCARES-CDIO教学模式.不仅介绍C51单片机的相关知识,更注重完成一个单片机工程项目能力的训练.教材内容分为知识和技能两部分,并以项目为核心将知识与技能有机地结合在一起.本书以典型的单片机系统工程项目为主线贯穿全书展开各部分的知识.在每一章中除了介绍相关知识外,又辅以若干个小项目的训练,将知识转化为解决问题的技能.
3.2基于T-C的课程教材方法
在教材编写中引入专业学科竞赛的项目案例及企业优秀案例,采用工程模式开发项目,对学生的工程能力培养起到很好的作用.另外结合配套实验板进行线上课程指导,激发学生竞赛积极性,手机学习通线上资源的指导使对学生学习有着积极的作用并方便老师统计.
本书基于TOPCARES-CDIO工程教育理念,教学过程中,鼓励学生自主学习,团队协作等、加强职业能力的训练,运用启发引导、分组讨论、课堂提问、网络答疑等多种互动式教学方法,完成课程教学任务.实施过程中将学生分组,以组为单位完成实验和综合项目实践环节,以课堂边讲边练及课下小组合作研讨的形式开展教学.
3.3基于T-C单片机教材的形式
我院电子信息专业与企业合作开展基于CDIO的电子信息工程师资体系建设项目,培养教师掌握产品设计的技术纵深和工程实现的路径流程,我们将专业理论知识和行业工程实际需要结合,指导学生完成各种电路模块、电子产品、智能终端等项目的开发与实现,依托企业项目,将校企合作成果引入到课程教材中,实现产学研合作一体化开发.教材中综合项目案例以市场需求为导向,帮助学生熟悉企业实际的产品设计流程,更早的适应企业运作模式,同时也能、促进教学发展和学科建设.
T-C单片机课程教材包括课程教材、教师参考书、教学大纲、实验指导书、线上习题、线上试题库、项目库等,其表现形式有纸质书本、电子版资源和线上教学资源等,能最大限度的满足教学和学习的需要.[3]
4教材建设成效
构建有特色的课程教材,以社会需求为根本,即考虑基本理论,又面向企业需求及学生的未来发展,从企业对学生的评价来看,还是成功和有效的.
目前本书初稿已在18电子信息工程专业以讲义教材的形式在学生开展,从考核和动手能力看,效果比之前的好,学生参与竞赛和项目的积极性更高.
总之,教材建设研究对学生和老师收益非浅,对于学生,强化了学生的知识综合运用能力和项目开发能力,学生通过教材学习,进一步巩固了专业知识和技能,强化了实践动手能力,教材中加入了比赛的案例,使学生在“蓝桥杯”软件设计大赛、全国大学生电子竞赛、合泰杯比赛、智能车等比赛中受益.对于老师,教师既是指导者也是参与者,在不断编写修订教材中不断的反思总结,提升了自己,丰富了自己.在此期间,多位老师参加各种培训提升自己的专业技能及教学方法.形成了一系列研究成果,成就了我校教师团队的专业发展.
参考文献：
[1]温涛.探索构建一体化TOPCARES-CDIO人才培养模式[J].中国高等教育,2011,（7）
[2]徐云飞基于TOPCARES_CDIO的教材改革探索与实践[J]美术教育研究2012,12
[3]马玉杰TOPCARES-CDIO系列教材的探索与建设[J]教育教学论坛2012,6
上文点评：此文是一篇关于单片机和接口方面的大学硕士和本科毕业论文以及单片机相关单片机和接口论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料.
单片机和接口引用文献:
[1] 单片机和接口本科论文范文 单片机和接口有关研究生毕业论文范文2500字
[2] 新颖的单片机控制系统论文选题 单片机控制系统毕业论文题目怎么定
[3] 单片机专业论文题目 单片机论文题目怎么取
