高職單片機類課程自我效能感提升的策略研究與實踐

郭玲　梁文禎　李姝驍

摘 要：單片機類課程是智能控制行業的核心課程，市場需求度高，但是課程結束，滿足市場崗位能力要求的學生并不多。為了提高學生就業競爭力，圍繞著學生自我效能感的提升進行教學改革，通過對教學內容、教學情景、師生關系三個方面的研究，本文設計了循序漸進的項目式教學內容，引入微課、實踐式、演講互動等教學方法改變教學情境，并以“第三課堂”理念構建新型的師生關系，最終提升了學生的綜合素質。

關鍵詞：高職院校；自我效能感；課堂教學

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1005-1422（2016）03-0042-03

信息技術雖然過了摩爾定律每18個月器件就更新一次的高峰期，但是與傳統行業相比，更新速度依然很快，這給電子信息硬件層的學習者帶來很大挑戰，經常是剛剛掌握了一款處理器的開發維護技術，新的處理器又出現了，常常有應接不暇之感。因此，“不斷學習”“終身學習”“持續學習”是技術型人才必須具備的能力。研究表明，自我效能感高的人更愿意付出時間接受挑戰，相信自己可以獲得成功，與之相比，自我效能低的人更傾向于繞過需要動腦筋的問題，覺得所有任務都在自己的能力范圍之外，因而也經受更多的痛苦和焦慮。面對人才競爭日益激烈的大環境，高職課程的教學環節更應該在課程學習的過程中注重培養學生的學習能力，增強他們的自我效能感，讓學生在獲取知識的過程中，發現自己，肯定自己。

一、單片機類課程特點

所謂單片機，就是單片微型計算機，人們熟知的有51和ARM兩個典型系列。單片機類課程屬于硬件開發類課程，涉及微機原理、嵌入式編程、外圍電路設計等，綜合性較強，是高職電子信息、自動化等專業的核心課。課程要求學生能讀懂電路、會按照任務需求設計電路并編寫嵌入式程序，除了掌握硬件開發技能，相當一部分學生還應具有創新和創業的能力。課程有一定難度，而高職學生普遍具有基礎差、畏難情緒重的特點，一旦學習不順利就會選擇放棄，從而喪失了繼續學習的積極性。如果按照傳統的單片機教學方法，老師講，學生做幾個驗證實驗，學生很難從單片機知識的符號表征，提升到知識的深度學習——知道單片機的意義，進行一般控制電路的設計。

在課程教學中我們發現：如果學生某次編程成功了，那么他就很有興趣進行下一個任務的開發，相反，如果學生第一次編程失敗或者有缺課行為，知識脫節了，他就很難開展新知識的學習，欠賬越多，自信心越小。因此，學生自身行為的成敗經驗會影響效能感，成功經驗會提高效能期望，反復的失敗會降低效能期望。另外，當學生認為自己的成功主要是因為自己努力的結果，而不是照搬老師的例子，其成就感就更加強烈。

在單片機教學中，還有這樣的現象：同樣的知識點，教師講過一遍，學生可能似懂非懂，但是邀請學生上來講一遍，可能全班學生都有恍然大悟的表情。這就是替代經驗，就是學生從與他們情況類似的榜樣身上，看明白了自己的不足和優勢，然后明白了知識。

二、單片機類課程教學改革策略

從以上可以看出，要提升學生的自我效能感，讓他們愛上學習，最重要的就是在傳遞知識的過程中，讓學生感到自己可以成功，就是自己有能力聽懂教師所講的內容，能夠掌握技能，讓他們意識到自己擁有這樣的技能，可以勝任單片機開發任務。為了達成這樣的目標，我們從教學內容、教學情景、師生關系三個方面進行了研究。

（一）設計循序漸進的項目內容，逐步提升開發能力

單片機類課程知識可以分為三部分：

在上述三類知識中，單片機結構與功能是本門課程的基礎知識，難點是電路設計和編程。很多學生看到一個任務要求，會無從下手，即使有思路，書寫的程序因為不規范，也會編譯不通過，勉強編譯通過了，結果卻與預期的不一樣，這樣導致很多學生覺得這門課程很難，發出自己根本不是這塊料的喟嘆，然后放棄。針對高職學生的學習特點，最好的方法就是循序漸進地展開知識點，以項目式的方法讓學生反復練習，訓練學生的邏輯思維能力和運用編程語言的能力。一個項目就是一個具體的電子產品，在完成工作任務的過程中，學生要思考軟硬件的組成方法和器件原理，從簡單的發光二極管開始，到有開關控制的led矩陣，再到傳感器信號的檢測，項目的內容不斷遞進，其關系如圖所示，每個項目的工作流程都會反復重復，但是具體內容在不斷擴展，因此隨著項目的推進，學生的職業能力也在不斷提升。

（二）提供良好的教學情境，讓學生主動快樂地學習

（1）微課的應用

得益于以計算機和互聯網技術為核心的信息技術，教學不僅可在課堂上開展，在課后一樣可以開展。在單片機類課程的教學中，程序都是在交叉編譯工具中書寫，學習伊始，一些學生總是丟三落四，要么忘記添加文件，要么忘記生成hex文件，為此，錄制教師的操作過程，供學生反復觀看，以降低學習難度。另外，每個項目的開發步驟重復，同樣錄制視頻，教師帶領學生分析項目需求以及難點，然后給出思路以及應用到的知識點，最后書寫完整程序并進行下載調試。整個視頻有聲音講解、有電腦操作及電路圖手工繪制，視頻結尾，提出更高層次的任務讓學生進行練習。

微課教學得益于翻轉課堂的啟發，但是又不僅僅是翻轉課堂，視頻并非每次上課前分發，而是根據知識點錄制。微課教學的好處是不言而喻的，因為視頻短小精悍，每個視頻教學的任務明確，有聲音講解，有步驟演示，所以非常適合反復觀看，迎合了學生們圖文并茂視聽享受的需求。

（2）充分利用實驗器材，提高學生的動手能力

紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。提高學生的動手能力，就是讓學生親身體驗，親自實踐，通過發揮學生的主體作用，將教材講義內化為自己的知識，得到能力的提升。這個過程是一個緩慢的過程，學生需經歷下面四個步驟：

為了讓學生通過實踐掌握單片機開發技術，給每個學生配備了學習開發板，以及各種零部件，大多數學生都可以完成第1步，然后停留在第2步，少數學生能完成第3步提升了自己的能力。在這個過程中，教師的作用就是引導督促學生克服困難，令他們將頭腦中的知識逐步應用到實踐中，走完動手實踐的完整步驟。給學生配備開發板和各種零部件，僅是促成學生動手去做它，在做的過程中出現各種錯誤，就要引導他們解決困難，我們將問題歸納為三方面：語法錯誤、程序流程錯誤和電路錯誤。針對每種錯誤，進行了專項練習。以編程語言為例，數據類型、邏輯運算、算術運算，要從符號上升到具體意義是有困難的，在教學中，引導學生將運算結果輸出到開發板上端口led燈上進行驗證，學生就理解了數據類型和邏輯運算結果的特點。實訓課程要求學生親手制作單片機開發電路板，通過在面包板上搭建電路，學生掌握單片機開發流程，從畫電路圖開始，進行布板、焊接元器件，最后調試電路。通過這個過程，芯片、電子元器件不再是符號，而是有意義的實物，電路原理圖也不再是一堆線條，而是可以與實物對照的圖紙。通過這樣的專項練習，學生的錯誤率顯著下降，由于成功率提高，學習主動性明顯提高。

（3）演講互動

在教學中發現，高職學生是樂于表現自己的，因此設計一些課堂提問、匯報演講環節，讓學生自己歸納提煉知識點，通過交流和敘述，自我補充知識。演講匯報可以是課堂上一個小任務的現場演示，也可以是綜合題目課后作業的演講。演講互動的教學符合大學生學習的心理特征，相比與教師交往的意愿，他們更愿意與同齡人交往。在參與演講互動的實踐中，學生們是自己加工演講材料，當認真準備后取得教師好評、同學認可時，他們持續學習的激情得到了加固，而水平差不多的學生通過學習和模仿，堅信通過努力自己也可以取得好成績，激發了他們的上進之心。

（三）建立新型的師生關系

（1）用情感激勵學生，構建第三種課堂

俗話說：“溫言一句暖三冬，惡語傷人六月寒。”教師在課堂上，除了傳承知識，還在塑造學生的心靈，但是現實的情況常常令教師灰心，不管教師怎么用心，學生上課不積極不主動，甚至開小差的情景并不少見，究其原因，教師與學生這對課堂上的共同體聯系并不緊密，通常都是教師按照教學內容滿堂灌，即使偶有提問促進學生思考，也是教師手拿韁繩，學生被操縱著。要改變這種情況，必須讓學生真正成為課堂的主體。

日本學者稻川三郎提出了第三種課堂的觀念，他將舊式的以教師為中心，近乎強制灌輸教科書內容的教學方法課堂，稱為第一種課堂，將有課堂互動，但依舊是教師為中心的教學稱為第二種課堂，他認為這兩種課堂形式都無法適應現代社會飛速發展的需要。第三種課堂的主體是每位學生，學生將走到教學的最前沿，以培養學生們掌握學習能力的教學，也是培養能適應未來社會的人的教學，教師的作用主要是輔導、幫助，學生依靠自己的能力去學習。這種課堂從知識本位向學生本位讓步，標志著21世紀國際教育發展的新潮流。另一位日本學者佐藤學也提出了類似的“潤澤的課堂”觀念。

第三種課堂其模式建構的方向是“生命課堂”，它的主要特點就是以學生的發展為根本，它的主要模式是先學后教。生命課堂的目標就是將課堂建設成為一個教師與學生共同參與的學習型共同體。只有這樣的課堂，才能培養出學生的學習能力，才能建立起學生的自我效能感。

上面提到的循序漸進項目式的教學、微課教學、提高開發板、增加演講匯報的機會等，都是第三種課堂的實踐。但是這個過程中，教師必須放下姿態，以平等的身份對待學生，教學過程中，尊重和重視學生的每一次發言和每一個提問，學生和教師共同成長。

（2）以樂觀熱情的教學態度去影響學生

教師都希望學生擁有積極向上的生活態度，但是現階段高校學生，特別是高職院校學生卻多少有些消極。從高考競爭到專業選擇，從學費到求職，學生們幾乎是一進校門，就開始直面事關自身前途命運的各種現實問題，不了解專業特點，對專業沒興趣，缺乏目標，是導致大學生態度消極的主要原因。另一方面，因為自身實力與目標存在差距，學生感到灰心的也大有人在。作為專業課教師，要收集專業信息，用真實的勵志故事鼓舞和影響學生，通過與生活生產息息相關的項目練習，讓學生自己意識到電子信息的重要性，激發學生的求知激情和追求真理的欲望。只有教師傾注全部的熱情，教育教學才會點起一堆篝火，學生有了求知的欲望，學習才有了動力。否則，學生的學習，必然是蜻蜓點水，敷衍了事。學習熱情。

三、成效與結論

經過一輪的教學實施，課程結束，組織了問卷調查和學生代表座談會，結果表明，學生在下面幾個方面有了進步。

1.讀書的能力

由于學習過程中引領大家閱讀教材，啟發學生自己閱讀項目任務的背景知識，而且對專業詞匯進行了重點講解，因此學生基本掌握了專業詞匯，能快速進入到語境，讀起書來不覺得困難。

2.推理分析的能力

學習過程是循序漸進的推動過程，單片機里有許多電路，學生學會了把各個知識點串起來，由已知的電路模塊就可以搭建演變出更多的電路。

3.總結歸納的能力

學到一定程度，就讓學生嘗試歸納一些散落的知識，進行知識整理。比如中斷的書寫總結為一句話就是：“中斷開，設參數，中斷函數不可少”，它很好地歸納了各種中斷源的開啟處理過程。

4.書寫程序的能力

單片機最終要歸結到程序書寫。書寫程序好比作文，老師要一句句檢查，從小程序開始，到開發大程序。具備一定書寫能力后，開始進行模塊包裝，書寫復雜程序。

學完這門課程后，學生對這門學科有了更加深刻而全面的了解，在學習的過程中，找到了獲取知識的滿足感，自發形成了更進一步學習的動力，不會再懼怕學習新的知識。只有學生具有競爭力，高職教育才有存在價值，否則只能被邊緣化，后期，我們開展了32位機的學習，教學難度顯著降低。

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責任編輯 何麗華