基于RPP-CDIO理念的单片机技术课程教改实践*

冯严冰

(常州开放大学，江苏 常州 213001)

一、研究背景

<单片机技术>涉及多方面知识，偏重于实际应用。目前教学中依然采取传统教学模式，枯燥抽象的理论讲解无法调动学习积极性，而实验多为验证性实验，教学和实际应用脱节，学完后仍然无法完成完整的单片机系统设计，与企业需求相差甚远。

二、RPP-CDIO工程教育模式在单片机课程教学中的应用

RPP-CIDO工程教育模式以产品研发到运行的生命周期为载体，通过具体工程背景的项目，让学生仿照公司工程小组模式分组参与项目实施，边动手边学习，理论知识与动手实操同时学习，并要相互配合。教学设计上，根据知识点划分和难易程度的不断递进，将课程内容划分为若干项目模块，再细分为若干子项目(都有与之对应的理论知识)，把枯燥的理论知识融合进了生动立体的项目之中。这样以任务为驱动，以项目的实现为载体，以动手实践为手段，穿插理论内容的讲解，完成单片机技术课程的教学。

三、单片机课程的RPP-CDIO教学改革实践

(一)基于RPP-CDIO理念优化课程结构

若要将RPP-CDIO理念融入课程教学，必须打破原来的章节式教学模式，重构课堂教学结构。在教学实践中，以简单项目实例导入，由浅入深逐渐深入学习，先学习电路的功能和参数，而后学习软硬件设计和系统调试方法。大的知识模块要设计为若干项目，为适应课堂教学，还要进一步分为若干子项目，教学目标是以任务驱动的方式完成子项目，具体以项目“红绿交通灯的控制系统”为例，见表1。

(二)“教-学-做”理论与实践一体化的课程教学模式的实施

课堂教学采用“教-学-做”理实一体化教学模式。“教”指理论教学，让学生“学”会基础理论，为“做”做准备，实施以项目组为单位的“仿真实践—实物实践”的操作路线，课前要根据学生基础和特点分组，在实验教室各组借助电脑软、硬件环境来仿真单片机及外围电路的工作过程，成功后制作实物电路，通电观察控制效果。

1.仿真实践：首先根据每个项目的需求设计硬件电路，编写源程序。然后用PROTEUS仿真软件搭建硬件电路，用KEIL仿真编写源程序，对自己的设计进行验证。让学生熟悉单片机控制系统设计的思路与步骤，掌握电路设计和软件编程的方法。注重发挥个人独立思考能力和集体智慧，在仿真时遇到问题采取先自己想办法解决，解决不了再通过小组共商解决，仍无法解决的再请教老师，但在课堂考核分值上，后者要扣除一定分数。

2.实物实践：仿真成功后，要动手搭建实物电路。由于和焊接实物电路相比，在面包板上搭建实物电路更加快速，课堂效率更高，可以反复拔插重复使用；和单片机实验箱相比，在面包板上搭接实物电路可以根据项目实际需求搭建个性化电路，而实验箱的电路是厂家固化的，不能灵活搭建。故采用以面包板为主、单片机实验箱为辅的实物实践方式。教学实践中，学生参与热情很高，各组通力配合，基本都能当堂完成电路的搭建，并逐渐学会了电路诊断和排障，有时完成基本目标的基础上还有所创新，并能看到直观的控制效果。

四、结束语

根据高职学生特点，将RPP-CDIO教育理念应用到单片机技术课程教学中，重构课程结构，实施项目小组式的“教—学—做”理论与实践一体化的教学模式，通过实例带动学生主动思考和合作参与，实际教学效果良好，增强了学生的学习兴趣和动手能力，提升了专业素质和实践技能。

表1 红绿交通灯控制系统(子项目划分)