“3+3+3”教學模式在單片機課程中的應用與研究

王影　梁凱　劉麒　李碩　譚丁誠　劉佳龍

【摘 要】針對當前社會對單片機人才質量要求的提高，我國各大工科院校對單片機教學改革的弊端，提出了“3+3+3”教學模式在單片機課程中的應用與研究。將單片機課程的知識體系分為“基本理論、知識延伸、實踐應用”三個層次，按教學效果分別以“微課MOOC、翻轉課堂、現場教學”三種教學形式，在“網絡覆蓋地、多媒體教室、實訓基地”三種教學場所進行教學組織，教師可根據具體教學目標，進行多種教學手段、不同教學模式的靈活設計。旨在培養學生學習興趣、提高學生學習效率、拓寬學生理論基礎、增強學生動手實踐能力。

【關鍵詞】微課MOOC；翻轉課堂；現場教學

中圖分類號： G642 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）06-0023-002

【Abstract】In order to improve the quality of the single-chip computer talents in the current society，the application of the "3+3+3" teaching model in the single-chip computer curriculum is proposed in the major engineering colleges in China. The SCM curriculum knowledge system is divided into three levels： "Basic theory， knowledge extension， practice and application". According to the teaching effect， three teaching forms are "Micro class MOOC， flipping classroom， and on-site teaching". In the "network coverage， multimedia Classrooms and practical training bases are organized in three teaching areas. Teachers can make flexible design of various teaching methods and different teaching modes according to specific teaching objectives. It aims at cultivating students' interest in learning， improving student learning efficiency， broadening the theoretical foundation of students， and enhancing students' hands-on practical ability.

【Key words】Micro-class MOOC；Flipping classroom；On-site teaching

單片機技術是現代電子工程領域一門迅速發展的技術，它的發展極大地推動了電子工業的前行，社會對單片機技術硬件設計工程師的需求增長相當迅速，該課程的重要性也越來越明顯。在工科高等院校的教育改革過程中，人們越來越認識到實踐環節的重要性。但是在重理論、輕實踐觀念的長期影響下，教學改革的深度并不明顯。實踐教學作為理論教學的驗證與補充的狀況沒有得到根本的轉變。我國各大工科院校單片機原理與接口技術課程開設多年來，期間盡管也進行過改革，但也僅僅是內容、學時上的調整， 比如增加實驗學時、增設選修的設計性和綜合性實驗內容等。實踐教學和理論教學還是屬于同一門課程， 也就是常說的課內實驗。隨著實踐教學改革深入，越發顯現出這種教學模式的不足[1-2]。單片機應用技術課程是一門需要深入思考、反復推敲、不斷實踐、不斷積累經驗的課程。所以要想讓學生真正獲得知識和技能，就要改變當前的教學模式、改革教學的方式方法。

1 單片機原理及應用教學現狀以及存在問題的分析

隨著電子技術行業的快速發展，社會對單片機人才質量要求的提高，我國各大工科院校幾乎都在對該課程做不同程度的教學改革。然而，改革的效果總有些不盡人意。

（1）傳統的單片機教學基本以教師為主體，學生為客體。單片機課程的特點：概念多、專有名詞多，內容抽象，軟件編程使用低級的匯編語言，指令豐富，同時需要掌握每條指令的操作數來源和目的，在計算機內部運行的過程和占用的時間與空間等等。對初學者來說難以適應，感覺枯燥乏味入門較難。教師的課堂教學很難愉快的展開！

（2）以現場教學的方式進行授課。這種改革在一定程度上增強了學生們對單片機的感性認識，提高了學生的動手實踐能力。但是，老師在有限的學時內，既要講授足夠信息量的知識點，又要指導所有學生實踐操作過程。而學生的理解及接受能力是千差萬別的。因此，在現場教學過程中，難免會出現學生兩極分化，老師顧此失彼的情況。教學效果不夠理想[3-5]。

（3）微課、MOOC等形式進行網絡教學。隨著網絡技術的發展，網絡教學已成為當今各學科教學改革的熱門話題，單片機課程的教學當然不例外。然而，一味依賴網絡，也存在一些弊端，比如：傳統課堂講授過程中集體聆聽相互感染的課堂氛圍以及臨時生成的問題及精彩討論等環節將不復存在，學生的自覺學習能力也是一個不容忽視的問題。

2 單片機原理及應用有效的教學改革模式

針對當前單片機教學存在問題的分析，提出了新的單片機教學改革方法及改革模式，打破單片機枯燥、死板傳統的教學形式，跳出當前單片機改革形式化的禁錮。針對教學目標中不同的要求，靈活選用不同的教學手段和教學方法。提出“3+3+3”教學模式，將課程中易懂的原理性知識點采取課前網絡視頻分享，不同學生根據自身能力，酌情消化；有爭議可延伸的問題以翻轉課堂的形式，采取分組討論、上臺展示、相互辯論等環節將知識深入，重新整合知識體系，真正做到因材施教；學生對課程理論知識點有了一定的理解后，進行實踐應用的現場教學，使學生理論與實踐相結合，有效提高了學生動手實踐能力?！?+3+3”教學模式在單片機課程中的應用與研究內容如圖1所示：

（1）深入討論、研究課程的知識體系，將課程知識點科學有效地劃分為基本理論、知識延伸、實踐應用三個層次。打破傳統單片機教學按部就班，知識點一一羅列的教學體系，采用以點帶面的原則，從一個知識點出發，引發學生思考，引出多條知識曲線，將知識進行延伸。最終，組建新的知識體系。

（2）以各個基本理論知識點為核心，積極準備教學素材，精心設計教學過程，錄制精美教學片段。同時還包含與該教學主題相關的練習測試及學生反饋、教師點評等輔助性教學資源。網絡共享，學生可按照自身能力特點進行學習——“教中學”；容易理解的部分一帶而過，不易理解的部分重復觀看——“學中疑”；對重點、難點問題，主動思考，進行潛意識的知識在加工——“疑中思”；最后，通過各種網絡途徑得到一定程度的解答——“思中尋”。

（3）老師作為有效的組織者，采用翻轉課堂的形式，讓學生成為主體，給學生創造上臺展示的機會——“講知識”；分享各自在網絡中獲得相關課程內容的信息以及自主學習過程中引發的疑惑——“提顧慮”；以分組討論、相互辯論等形式，使知識得以延伸——“互討論”；老師的對大家共同關注的問題進行精妙的解答與點評——“精點評”。

（4）經過網絡資源共享、精彩翻轉辯論等環節的學習，學生對知識的理解已經有了一定的深度。最后，以現場教學的方式，將基本理論知識、知識延伸與實踐應用相結合，用實踐來檢驗理論——“做中學”；在反復的實踐中加深對知識的理解——“學中練”；當遇到理論與實踐不符的情況時，得知理想與實際之間存在差異，往往需要多動手靠經驗解決實際問題——“練中解”；只要持之以恒，學生的理論功底及動手實踐能力一定能有一個質的飛躍——“終受益”。

3 改革成果

吉林化工學院“單片機原理及應用”課程2013年被評為吉林省精品課程[6-7]，2016年被評為吉林省在線開放課程。在互聯網+的背景下，以“3+3+3”教學模式為引導，以微課、MOOC、翻轉課堂以及現場教學相混合的教學模式為教學改革手段[8]，課程組全體老師經過兩年的精心建設，課程取得了一定的成績。課程改革以吉林化工學院，信息與控制工程分院電氣專業1504、1505兩個班級的80名學生為試點，進行現場教學及翻轉課堂的嘗試。實踐過程中，學生的自主學習能力也顯著提高，學習氛圍很濃，動手實踐能力明顯增強。從期末考試成績上來看：電氣1504班及格率為100%，電氣1505班及格率為93%，成績明顯高于相同年級其它11個班級。

【參考文獻】

[1]王影.基于現場教學的單片機教學改革[J].吉林化工學院學報，2017（8）：29.

[2]劉麒.單片機控制系統的軟件抗干擾技術措施[J].電子器件，2017（4）：415.

[3]蔡君.單片機教學改革的探討[J].廣東技術師范學院學報，2007（10）：33.

[4]金恩淑.電子信息工程專業課程群建設規劃與建設研究[J].吉林化工學院學報，2017（2）：69.

[5]朱敏杰.改革單片機教學培養應用型人才[J].實驗室研究與探索，2012（2）：31.

[6]宋躍.省級精品單片機課程教學改革探索[J].實驗室研究與探索，2012（4）：31.

[7]劉麒.提高測控專業工程實踐能力的研究與實踐 [J].吉林化工學院，2015（9）：78.

[8]范劍.單片機課程現場實驗教學改革與實踐[J].中國教育技術裝備，2012（2）：264.