分層教學法在單片機課程設計性實驗中的探索應用

李欣

摘要：現代教育要求提高學生的工程實踐和團隊協作能力。結合單片機課程的特點，在設計性實驗中開展分層教學法，激勵不同層次的學生主動參與到學習實踐中。

關鍵詞：獨立學院；單片機；分層教學法；設計性實驗

現代工程對應用型人才的工程素質與實踐能力的要求不斷提高。單片機及接口技術課程是電子信息專業開設的一門重要課程，難度較大。如何提高學生的學習興趣及工程實踐能力，是該課程實驗教學中亟待解決的問題。

一、實驗教學現狀

傳統教學中學生主要做一些驗證性的實驗，理論與實踐脫離，無法形成一個系統的知識鏈。由于現行課程體系采用條塊分割的辦法，相關課程之間不能進行有機銜接，無法實質性地提高學生實踐能力?？梢?，教師需要在教學中補充與生活相關的設計性實驗，激發學生學習的興趣。

二、分層教學法在設計性實驗中的應用

分層教學法是指教師預先設計難度不同的教學目標與練習，使水平不同的學生都能“摘到桃子”，獲得成功的喜悅；其次，教師在備課時預先估計了在各層中可能出現的問題，并做了充分的準備，使實際施教可以有的放矢，有利于提高課堂教學的質量和效率。單片機課程涉及多門學科，但由于學生的綜合素質參差不齊，必須在設計性實驗中設置不同難度的實驗目的，讓所有學生都有能力參與并鍛煉他們的團隊協作能力。

1設置任務

新課程開課時就明確提出本課程要完成一個設計性實驗，如本系在該課程中就安排實驗“多維LED陣列的開放式設計”，用來激發學生的學習興趣。要求學生自發組成1～3人的項目團隊，設計一個多維的LED陣列，主要實現數字、文字或圖形的顯示。

（1）基本要求：完成一個88LED的平面；全屏LED燈能以至少三種模式被點亮。

（2）提高部分：完成多個88LED的平面；全屏LED燈能以至少三種模式被點亮；

（3）發揮部分：完成888LED的光立方（或其他異形結構）；能顯示特定的數字或圖文。

（4）加分部分：圖形或者文字顯示時伴隨音樂；跟著音樂“跳舞”。

2實驗教學與指導

本設計的過程是一個比較完整的工程實踐過程，需要經歷學習研究、方案論證、系統設計、實現調試、測試標定、設計總結等過程。在實驗教學中，應在以下幾個方面加強對學生的引導：

（1）學習收集查閱相關資料，既要學習又要對比，還要修改總結，最終能根據實際情況制訂合理的可實現方案。

（2）在選擇器件時，既要考慮功能性也要考慮成本，以性價比為指導進行工程設計。

（3）仿真過程中，在滿足功能的基礎上要注重對程序進行優化，要考慮程序的兼容性并為后續的升級留有余地。

（4）由于實物的形體較為復雜，制作過程不太容易操作，要學會提出問題并解決問題。比如888分解為8個面，然后8個面分解為8行，最終從點構成線，從線構成面，再最終構建成立方體。

（5）在實驗完成后，組織學生進行項目演示、匯報，學習交流不同的設計思想和方案，拓寬知識面。

在設計中，要注意學生設計的規范性，如基本電子線路的設計規范和慣用法；在仿真中，注意仿真器件的選擇要與實物相符；在焊接制作中，要注意焊接方法，注意實物的美觀性；在整個工程合作中，要著重交流和協作。

3考核要求與方法

項目完成后進行分組演示問答，最終教師和其他學生共同給出成績，其中教師評分占70%，學生評分占30%。

（1）實物驗收：按照實驗任務等級的完成情況獲得一定的基礎分值；在各等級內根據焊接質量、實物的演示效果獲得一定的實物外觀成績。

（2）實物質量：能達到預期的演示效果，并具備一定的靈活性

（3）自主創新：功能構思、電路設計的創新性，自主思考與獨立實踐能力。

（4）實驗成本：是否充分利用實驗室已有條件，材料與元器件選擇合理性，成本核算與損耗。

（5）實驗報告：實驗報告的規范性與完整性。

因開放式的設計內容難度不同，教師要注意根據不同方案細化評分準則，即鼓勵學生創新又包容學生的多元。

三、小結

開放性、多層次的實驗任務要求擴大學生自主選擇空間。將分層教學法應用在單片機課程設計性實驗中，極大提高了教學質量，對單片機的實驗教學改革與創新有積極的指導意義。學科競賽為電子學科的綜合性設計實驗教學明確了方向，可將其作為綜合型實驗和創新型實驗項目的重要來源，學科競賽是大學生實踐能力和創新能力培養的重要手段和途徑。

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