翻轉課堂在“微控制器應用”課程中的嘗試與思考

彭遠芳 黃曉峰 張靜

一、引言

“微控制器應用”是應用電子技術專業的一門專業課程，對于培養學生的分析問題、解決問題能力以及創新能力都具有十分重要的作用。其內容主要包括51系列單片機I/O口的可編程控制、內部資源（如中斷系統、定時器/計數器）的典型應用、鍵盤/顯示器接口及其基本功能實現、串行通信的基本應用，以及單片機典型小系統的設計與實現。由于課程邏輯性強，與其他課程的關聯度大，加之高職學生專業基礎較弱，主動學習意愿不夠強烈，故而教學效果不甚理想。而互聯網技術的發展，網絡課程及各類網上教學資源的興起，促使學生多渠道獲取知識成為可能，教師的職責也應該從過去一味地向學生傳授知識轉變為指導學生獲取知識。

二、“微控制器應用”課程地位與教學現狀

“微控制器應用”課程以電子電路的分析與實踐能力、電子線路板的設計能力為基礎，學習以單片機為微控制器的典型小系統調試與開發的全過程，同時為后續課程如CPLD和FPGA應用技術、嵌入式系統應用等課程的學習奠定基礎，為學生畢業后從事智能儀表、汽車電子及其他消費類電子產品的調試、設計與制造，繼續學習與職業能力的提升起支撐作用。

經過多年的教學實踐，該課程主要采用項目案例教學，教學內容涵蓋I/O口可編程控制、顯示/鍵盤、單片機中斷資源的應用、A/D和D/A技術。每個項目中的若干工作任務按難易分層設計，以適應各層次學生需要。但實踐發現教學效果不盡人如意，究其原因主要存在著課程教學內容多與少學時之間的矛盾。

三、 引入翻轉課堂

翻轉課堂使教師由知識的傳授者變為引導者，而教師的作用是幫助學生找到興趣點，解決其學習過程中遇見的問題。與傳統課堂相比，翻轉課堂更能體現“授人以魚，不如授之以漁”的教育思想，強調培養具有可持續學習能力的人而不是考試機器，激發學生主動學習的熱情，培養其舉一反三的能力而不是機械地重復式訓練。

1.教學設計

在“微控制器應用”課程教學中，Proteus和Keil作為必備的編譯與仿真工具，需要學生盡快熟練掌握，但限于教學時數限制，教師沒有過多時間在課堂針對這兩個軟件的基本使用方法進行過多的講解，因而筆者采取了翻轉課堂的教學模式。下表給出了“仿真軟件的基本使用”的教學設計，其中對課前環節、課中任務及教師指導均作了具體安排。

為此課程組教師精心制作了7個關于Proteus和Keil軟件基本操作的微視頻，在開課之前對學生進行分組，4名同學為一組，要求學生通過視頻學習這兩個軟件的基本操作。課堂上則以小組為單位通過抽簽確定任務單號，并以“接龍方式”定時完成所有任務單內容。教學實施以小組為單位，多數學生為了集體榮譽都能夠積極參與其中，課堂互動熱烈，加之任務單工作的時間限制，學生們惜時如金，從而提高了課堂學習效率，教學效果非常明顯。

2.翻轉課堂教學帶來的思考

翻轉課堂對教師的教學水平、信息化教學技能、專業能力及對學生管理能力提出了更高的要求。教師課前如何對教學內容進行精心設計、錄制微視頻、設置課堂教學環節、引導學生完成課程預習內容；課中如何有條不紊地實施教學任務單，解答學生們在學習過程中存在的各種各樣的問題，收放自如地組織以小組為單位的討論、歸納總結與學習評價，讓不同層次的學生都能夠學有所獲，激發學生的學習興趣繼而產生主動學習的意愿，這樣才能使課后作業及下次課的預習不流于形式，同時針對少數基礎好的學生，如何設計拓展與創新項目以引導其繼續深入地學習。

要做到這幾點，教師備課工作量將是傳統教學方式下的十倍之多，僅就微視頻而言，每段微視頻長度為5～10分鐘，與教學錄像不同，它采用錄屏軟件并配有講解和字幕，而90分鐘的一節課程按照知識點大約需要錄制5～6個微視頻，每段微視頻還應設置幾個小問題便于學生的預習和課后復習。而課堂上的教學管理更加考驗教師的專業能力、組織管理和應變能力。翻轉課堂中有充分的時間組織學生開展討論，教師如何駕馭這種開放的課堂環境、應對多種多樣的問題甚至遭遇無法給出解決方案時的尷尬，這都需要教師的愛心和智慧。

教學實踐表明，被激發起學習熱情的學生的潛能是巨大的，但并非所有學生都能夠被喚醒主動學習的意識。如何實現對不同層次學生的差異化教學呢？筆者在學習小組分組時按照“1A+2B+1C”的形式進行組合，A、B、C分別代表學生自主能力和接受能力的程度（A>B>C），分別約占班級人數的比例為20%、60%、20%。教學的基本目標是“保A增B減C”，為此筆者要求A類學生承擔C類學生課前的預習輔導工作，課堂上重點關注的是B類、C類學生，通過人性化的學習評價鼓勵B類、C類學生完成或參與完成教學任務單，以培養他們的學習興趣和學習信心。此外，為了保持A類學生的學習活力，課后可將A類學生召集過來，繼續討論與課程相關但超出教學大綱的內容，通過點撥留點思考激發他們繼續鉆研的興趣，或布置更具更有挑戰性的任務，鼓勵他們通過多種途徑拓展、提高自己的知識水平和創新能力。

四、結語

任何一種教育教學模式都是有利有弊的，翻轉課堂教學也不例外，而要求教師更愿意將翻轉課堂教學實踐中存在的問題視作挑戰，這也是對教師的教育理念、專業能力和信息化教學技術提出了更高的要求。教師既應具備深厚的學識和豐富的經驗來把握課堂，敏感地意識到多數學生存在的困惑，引導學生學習且及時找到解決方案，對各層次學生學習進程進行人性化評估；又要掌握信息化教學技能，學會錄制、編輯視頻，并利用信息技術搜集、加工、整理有價值的教學資料，以供學生參考學習。只有這樣，才能實現課程內容從“信息傳遞”—“吸收內化”—“鞏固提高”—“拓展與創新”，才不會使翻轉課堂僅僅流于形式，而翻轉過來的課堂一定是能夠極大地提高課堂教學效率和教學效果。這種顛覆了傳統的教育模式，需要學校擁有優秀的教師隊伍、充足的教學資源并獲得學生的支持和積極參與才能獲得好的教學效果。

參考文獻：

[1]祝智庭.智慧教育新發展：從翻轉課堂到智慧課堂及智慧學習空間[J].開放教育研究，2016（1）：18-26，49.

[2]張 萍，DING Lin，張文碩.翻轉課堂的理念、演變與有效性研究[J].教育學報，2017（1）：46-55.

[3]陳一明.“互聯網+”時代課程教學環境與教學模式研究[J].西南師范大學學報（自然科學版），2016（3）：228-232.

[4]朱 榮，李曉飛，李 順.基于翻轉課堂的項目教學模式研究與實踐——以“計算機圖文設計”課程為例[J].中國遠程教育，2016（5）：29-35，80.