基于obe理念的单片机原理及应用...

基于OBE理念的单片机原理及应用

课程教学设计

河海大学机电工程学院张薇薇

2019.11.23 常州

艰苦朴素实事求是严格要求勇于探索

基于OBE理念的单片机原理及应用课程教学设计

主要内容

01 OBE课程特征

02 课程目标制定

03 课程目标落实

04 课程考核与目标达成评价



主要内容

01 OBE课程特征



04 课程考核与达成评价


OBE课程特征

目标导向（OBE）：工程教育认证的核心理念之一

目标导向教学设计流程


OBE课程特征


目标导向：课程教学目标指向毕业要求

OBE课程特征

教学内容

教学方法

考核方式

课程目标

毕业要求


OBE课程特征

学生为中心：学生在教学活动中处于中心地位

学生为主体学生的“学”是核心学生“学到了什么”是关键

教师为主导教师的“教”是指导教师“教了什么”是手段


OBE课程特征

持续改进：基于课程目标达成度评价

基于评价的持续改进


OBE课程特征

传统课程定位于知识体系偏重于知识目标目标实现无明确路径缺乏改进的依据和机制

OBE课程定位于能力体系聚焦于能力目标目标实现有明确支撑以目标达成评价为基础的持续改进

OBE课程的流程



主要内容

01 OBE课程特征及设计思路

02 课程目标的制定

03 教学环节设计



课程目标制定

制定依据课程与毕业要求的关联度矩阵


课程目标制定

《单片机原理及应用》毕业要求指标点

毕业要求指标点程度

1.工程知识1-5：掌握电工电子和控制理论等专业知识，并能用于解决复杂机械工程中的传动与控制问题。 H

3.设计开发解决方案

3-1：能够针对具备不同特点复杂机械工程问题进行分析和提炼，设计解决方案。 H

5.使用现代工具

5-2：针对具体的机械工程中的复杂工程问题，能够选择和使用合适的现代工具对问题进行模拟分析和预测或控制。 M

10.沟通与交流

10-1：掌握技术文件写作方法，理解和撰写效果良好的机械工程技术方面的报告和设计文件。 L


课程目标制定

课程目标的设定原则

原则一

OBE体系中，课程目标是由毕业要求、课程体系和课程特点确定的。

原则二

课程目标必须完全覆盖对应的毕业要求，指向学生学习效果。

原则三

课程目标均应该有适当的教学内容支撑。教学方式的选择应服务教学目标实现。

原则四

课程目标必须可衡量。能以适当的方式进行考核和评价。

便于落实、考核和评价


课程目标制定

课程目标与毕业要求指标点的对应关系

毕业要求指标点1-5

课程目标1 课程目标2 课程目标N……

映射关系




N=4？OR N>4？OR N<4？


课程目标制定

课程目标与毕业要求指标点的对应关系

课程目标毕业要求指标点

课程目标1 指标点1-5课程目标2 指标点3-1课程目标3 指标点5-2课程目标4 指标点10-1

一对一

课程目标毕业要求指标点

课程目标1指标点1-5

课程目标2

课程目标3 指标点3-1课程目标4

指标点5-2课程目标5

多对一

可衡量、可评价、有逻辑


课程目标制定

《单片机原理及应用》课程目标

毕业要求指标点课程目标

1.工程知识

1-5：掌握电工电子和控制理论等专业知识，并能用于解决复杂机械工程中的传动与控制问题。

(1) 掌握MCS-51系列单片机引脚和结构、CPU、时钟和CPU时序、复位、存储器结构以及I/0口等硬件结构，能够运用专业知识解决机械工程中电气控制系统的硬件分析及设计等问题。

3.设计开发解决方

案

3-1：能够针对具备不同特点复杂机械工程问题进行分析和提炼，设计解决方案。

(2) 掌握寻址方式、指令格式、伪指令、数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、位操作指令、控制转移指令等MCS-51系列单片机指令系统，掌握简单程序、分支程序、循环程序以及子程序等程序设计方法，能够利用专业知识提炼复杂机械工程问题，设计软件系统方案，并分析其可行性。


课程目标制定毕业要求指标点课程目标

5.使用现代工具

5-2：针对具体的机械工程中的复杂工程问题，能够选择和使用合适的现代工具对问题进行模拟分析和预测或控制。

(3) 初步掌握MCS-51系列单片机的各功能模块及其应用，能够根据不同中断源以及中断优先级设置各中断控制寄存器，针对外界异步发生的事件设计解决方案；掌握定时器的结构、各控制寄存器的设置以及工作方式，能够利用定时器作为实时时钟实现定时检测、定时控制以及作为脉冲驱动器驱动步进电机等电气机械；初步掌握串行结构的组成和工作方式，能够实现利用串行口作为I/O扩展口、实现异步通信和多机通信等。

10.沟通与交流

10-1：掌握技术文件写作方法，理解和撰写效果良好的机械工程技术方面的报告和设计文件。

(4) 熟悉汇编指令、仿真器和仿真软件，掌握程序编辑、汇编和调试运行，并能够对软件实验结果进行分析；掌握并行口作为基本输入输出口的工作原理；掌握单片机外部中断工作原理及响应过程，能够进行中断初始化设置和中断服务程序的设计；掌握硬件定时器/计数器的工作原理及硬件定时程序的设计方法。通过实验提高构建系统的动手能力，能够提炼分析技术问题，着重培养撰写效果良好的机械工程技术方面的报告。



主要内容






课程目标落实

教学内容设置

课程目标教学环节对应内容

课程目标1 课程目标3 掌握定时器的结构、各控制寄存器的设置以及工作方式，能够利用定时器作为实时时钟实现定时检测、定时控制以及作为脉冲驱动器驱动步进电机等电气机械；

课堂讲授

定时器/计数器的

工作方式

定时器/计数器的

应用

课内项目设计心形流水灯

……

……


课堂教学模式

基于问题教学法

翻转课堂

探究式教学法

案例式教学法

基于项目教学法

OBE=以学生为中心

课程目标落实


课程目标落实

心形流水灯任务要求：

（1）对流水灯的总体方案进行选择

与设计，绘制总体设计框图

（2）流水灯控制系统的硬件设计

（3）流水灯控制系统的软件设计

（4）实验室进行实物调试，并撰写

调试报告

系统方案的设计能力及问题解决能力

涉及多方面技术、工程和其他因素

能够利用专业知识提炼复杂机械工程问题，设计系统软件方案，并分析其可行性。

着重培养撰写效果良好的机械工程技术方面的报告。


任务驱动的自主探究式教学

心形流水灯

课程目标落实

硬件电路

软件设计

1、时钟电路2、复位电路3、输出显示电路

1、交替点亮2、0.1s时间间隔如何产生？


课程目标落实

8031

P1.0

P1.1

P1.2

P1.3

P1.4

P1.5

P1.6

P1.7

LED0

LED1

LED2

LED3

LED4

LED5

LED6

LED7

+5V

输出显示电路设计

如何得到0.1s的定时？

软件延时（DJNZ）

单片机的定时/计数器

51单片机的计数/定时功能；

与计数器/定时器相关的专用寄存器；

计数/定时器的使用（工作方式、初

始值的设定、程序实现）


课程目标落实初始化TMOD

设置定时初值

打开定时中断

启动定时器0

TF0=1？

点亮第一个灯

循环左移，指向下一个灯

中断返回

是

否

MOV TH0，#3CHMOV TL0，#0B0H

SETB EASETB ET0

SETB TR0

MOV TMOD,#01H

MOV A, #01HMOV P1, A

RL A


课程目标落实

启发引导互动评价反馈

软件仿真

实物调试

学生作为学习活动的主体是OBE模式的必然要求

自主探究式学习是能力达成的必由途径

基于过程的学习是能力获得有效的方法之一



主要内容






课程考核与达成评价

围绕课程目标，依据教学环节逐项考核

所有的课程目标均有适当的考核方式

每一项考核均有明确的评分标准考试权重与课程目标相匹配


课程考核与达成评价《单片机原理及应用》课程作业评分标准

观测点90-100分

(A)(4.5-5.0)80-89分

(B)(4.0-4.4)70-79分

(C)(3.5-3.9)60-70分

(D)(3.0-3.4)60分以下

(E)(0.0-2.9)作业完成进度

(权重0.3)

按时间节点完成

延期完成补交

分析方法和过程的正确

性(权重0.4)

概念清晰，方法得当，原理阐述或编程正确正确率>90%

主要概念清晰，方法得当，原理阐述或编程正确正确率>80%

主要概念清晰，方法基本得当，存在一定的原理阐述或编程错误正确率>70%

主要概念清晰，分析计算方法存在较大漏洞，阐述或编程错误较多正确率>60%

概念不清，方法不当，存在较多的阐述或编程错误。

独立完成情况

(权重0.2)独立完成存在抄袭

作业卷与规范性

(0.1)

书写工整，清晰，符号，示意图标示清晰，图文一致。

书写工整，清晰，示意图标示存在少量不规范，不清晰的情况

书写基本工整，能够辨识编程过程，能够辨识示意图

书写不规范，能辨识主要编程过程和结果，示意图标识不符合规范

书写潦草，仅能辨识部分编程过程和结果，示意图标示不符合规范



《单片机原理及应用》课程实验评分标准

观测点90-100分

(A)(4.5-5.0)80-89分

(B)(4.0-4.4)70-79分

(C)(3.5-3.9)60-70分

(D)(3.0-3.4)60分以下

(E)(0.0-2.9)

实验预习(权重0.2)

概念清晰，方法得当，有自己的见解，能够准确描述实验内容、原理、步骤与方案、实验装置及注意事项，能够提出一到两个预习过程中与实验相关的问题，字迹清晰。

主要概念清晰，目的明确，方法得当，借鉴书本内容完成实验预习报告，有自己一定的想法，实验过程操作步骤、注意事项明了，字迹清晰。

主要概念清晰，方法基本得当，照抄书本预习相关知识点，字迹清晰。

预习内容条理不清，预习的相关知识点不完整，书写较工整。

实验目的不明确、实验内容及注意事项欠缺，字迹潦草



《单片机原理及应用》课程实验评分标准（续）

观测点90-100分

(A)(4.5-5.0)80-89分

(B)(4.0-4.4)70-79分

(C)(3.5-3.9)60-70分

(D)(3.0-3.4)60分以下

(E)(0.0-2.9)

实验操作(权重0.4)

熟知实验操作规程，积极主动参与实验过程，动手能力强，操作过程准确无误，对实验过程中出现的具体问题能够提出自己的想法并进行实践。

熟悉实验操作规程，能够参与到实验过程中，动手能力较强，操作过程基本正确，可独立思考并解决实验过程中出现的具体问题

基本了解实验操作规程，参与实验过程较被动，动手能力一般，操作过程基本正确，对实验过程中出现的问题需要通过同伴帮助解决。

对实验操作过程及注意事项知之甚少，需要老师提醒才参与实验过程，动手能力不强，操作过程有少许错误，基本无法自主解决问题。

实验操作过程安排不合理，操作过程有较大失误，无法自主解决问题。



《单片机原理及应用》课程实验评分标准（续）

观测点90-100分

(A)(4.5-5.0)80-89分

(B)(4.0-4.4)70-79分

(C)(3.5-3.9)60-70分

(D)(3.0-3.4)60分以下

(E)(0.0-2.9)

实验报告撰写

(权重0.4)

报告中对实验过程叙述详细、语言表达准确，结构严谨，条理清楚，逻辑性强，自己努力完成，没有抄袭；对实验过程中存在问题分析详细透彻、规范、全面；实验心得体会深刻、有创意，论述合理详细，有自己的个人见解。

报告中对实验过程叙述较详细，语言表达准确，结构严谨，条理清楚，自己努力完成，没有抄袭；对实验过程中存在问题分析详细透彻；实验心得体会深刻、论述合理详细，有自己的见解。

报告中对实验过程叙述较详细，自己努力完成，没有抄袭。对实验过程中存在问题有较详细的分析，但不全面。实验心得体会不够深刻。

报告中对实验过程叙述简单，没有抄袭。对实验过程中存在问题有简单分析和描述。实验心得体会不够深刻。

内容太空泛，太简单；基本上是抄袭；或其他。


机电工程学院出卷说明

考试环节设置




《单片机原理及应用》教学情况反馈调查表

问卷调查法



试卷原始数据采集表



课程目标考试权重作业权重实验权重

(1) 0.4 0.6

(2) 0.6 0.4

(3) 0.7 0.3

(4) 1.0（实验1,2,3,4）

课程目标达成评价权重表



课程目标达成度计算

课程目标的达成度评价为毕业要求达成度评价提供支撑

课程目标达成度评价和毕业要求达成度评价都是为了持续改进

课程目标的达成度评价方法多种多样

完全定量的评价方法未必科学



河海大学课程教学小结



结语

1

2

3

把握内涵，形式先行

理念正确，硅步致远

行有不得，反求诸己



敬请各位专家批评指正

本报告引用及参考多位专家的材料一并表示衷心感谢！

河海大学张薇薇

13775183115

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