微課翻轉課堂在單片機實驗教學中的 研究與實踐

【摘 要】本文闡述單片機實驗教學是單片機應用技術課程的重要組成部分，對學生理解單片機的內部結構和掌握單片機的應用有著重要的作用；提出針對單片機實踐教學存在的問題，改變傳統的授課模式，采用基于微課翻轉課堂的教學模式，激發學生的學習興趣，提高學生的創新意識和創業能力。

【關鍵詞】單片機 微課 翻轉課堂 實踐教學

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2018）05C-0077-02

單片機作為一種微處理器，在農業科技、工業現代化、智能家居、國防科技等方面都發揮著重要作用。高職院校的電子信息、自動化、機電一體化等專業都開設單片機應用技術這門專業基礎課，主要講授如何利用單片機實現對控制應用系統的軟件與硬件方面的設計，培養高職學生的單片機研發和項目實踐能力。但是由于單片機課程具有較強的實踐性和應用性，傳統的授課模式很難起到好的效果，學生對單片機課程的學習興趣也不高。通過到相關企業調研以及畢業生回訪，發現單片機實驗教學存在較多不妥之處。

一、單片機實驗教學現狀

（一）單片機實驗教學內容

單片機實驗主要包括基礎實驗、綜合實驗以及課程實訓三個部分。其中基礎實驗主要為驗證性實驗或單一功能實驗，主要培養學生的編程能力、硬件設計能力和系統調試能力，是綜合性實驗和課程實訓的基礎；綜合性實驗主要鍛煉學生在單片機方面的綜合運用能力；課程實訓主要培養學生的項目實踐能力，即能夠根據客戶需求設計電路并編寫應用程序。

（二）單片機實驗教學存在的問題

1.實驗課時少。單片機應用技術總課時64學時左右，理論課大約44學時，實驗占20學時左右。由于單片機應用技術課程實踐性強，20個學時要完成基礎實驗、綜合實驗和課程設計，很難達到實驗效果，學生的動手實踐能力也難以提高。

2.重視理論輕視實驗。部分學生重視理論學習輕視實驗，過分強調基本概念、單片機的內部結構，忽視單片機的應用。理論來源于實踐，應通過單片機實驗來加強對單片機的內部結構以及相關概念的理解。過分強調理論知識，導致所學的知識是片面的，不能有機聯系在一起。

3.學生缺乏創新意識、創新精神。現在高職生源大體由對口招生和普通高考生組成，在班級上學生容易形成兩極分化，一部分是愛學習且成績好，另一部分是厭學成績差。但是現在大部分課堂為了兼顧全班學生，仍采用傳統教學方法，沒有根據學生學習差異而使用個性化的教學方法，致使一部分學生對老師講的理解不了，另一部分學生覺得老師講的內容太容易。這樣學生的創新意識和創新精神沒有得到培養。

4.學生實驗前準備不足。大部分學生知道老師會在實驗課上詳細講解實驗步驟，導致他們實驗課前沒有進行有效預習。結果是老師每次實驗花費大量時間講實驗步驟，但學生覺得枯燥無味，輪到自己動手實踐時，往往連實驗原理都不是太清楚，只是按照老師講的按部就班完成實驗。根本沒有認真地獨立思考的習慣，也不能提出自己對實驗的不同見解以及創新。

二、單片機實驗教學改革

鑒于單片機實驗教學存在諸多問題，為了更好提高課堂教學質量，改變傳統的課堂教師傳授知識、課后學生消化教學過程，采用“翻轉課堂”教學模式。即學生在課下利用教師提供的微課視頻和學習資料提前預習，在課堂上教師指導學生理解和運用知識。采用翻轉課堂的單片機實驗教學，以學生為主，教師為輔，提高學生對單片機學習的主動性，通過教師的引導，還能提高學生的創新能力。基于翻轉課堂的單片機實驗教學過程分為課前、課中、課后三個環節，每個環節又包含教師教學和學生學習兩部分。以單片機外部中斷控制實驗為例來詳細講解三個實驗教學環節的設置。

（一）課前活動

在外部中斷控制實驗教學前，教師根據課程標準以及企業崗位能力要求，設計中斷控制實驗實施方案。中斷控制在單片機課程中內容比較抽象，學生難以理解。可以設計兩個教學微視頻，一個是單片機外部中斷如何響應的微視頻；另一個是利用外部中斷控制走廊路燈（即樓道聲控燈）視頻。同時整理單片機外部中斷寄存器如何設置的相關資料，然后通過“學會學”網絡教學平臺上傳視頻以及相關資料。最后準備實驗所需儀器、元器件等。通過“學會學”平臺督促學生觀看視頻，并解答學生相關問題。在該環節，學生作為翻轉課堂的主體，學生的主要任務是預習實驗內容，通過登錄“學會學”平臺觀看中斷教學視頻，學習教師共享的教學資源，并記錄預習時存在的問題，可以在平臺與老師、同學一起交流，然后撰寫實驗報告。課前教學活動如圖1所示。

（二）課中活動

在課中教師的主要任務是幫助學生消化實驗內容，引導學生開展中斷控制實驗，先解答學生課前的問題，然后向學生提出一些創新性、探索性的問題。如：中斷處理程序中是否可以長時間延時？如何解決多個中斷源產生中斷的問題？讓學生通過實驗尋求相關答案。最后對實驗進行總結點評，并對學生實驗結果進行考核評價。培養學生解決問題的能力，提高學生的探究以及創新能力。學生在課中環節的主要任務是完成實驗，可以就課前預習產生的問題跟教師討論，回答教師提出的問題。有能力的學生在完成基本實驗部分時，可以繼續做創新實驗，這樣能保證不同層次的學生各有所需，都有活干。避免在傳統實驗課程中，基礎差的學生不能完成實驗，基礎好的學生做完實驗后沒有事情做。基于微課的翻轉課堂教學模式可以增加學生的成就感，激發了學生學習的興致。課中教學活動如圖2所示。

（三）課后活動

教師根據學生課前預期、課中做實驗的表現以及課后的實驗報告三部分，進行綜合評價，給出每個學生本次實驗的成績，并對每個學生存在的問題進行反饋。同時對本次實驗課進行教學反思，總結存在的不足并找出改進措施。最后布置拓展實驗，讓學生在開發性實驗室完成。學生在課后環節的主要任務是完成實驗報告，并總結本次存在的不足以及改進辦法。最后在開發性實驗室完成教師布置的拓展實驗。課后教學活動如圖3所示。

三、采用微課翻轉課堂的單片機實驗教學成果

在單片機實驗課中通過采用微課的翻轉課堂教學模式，改變了教師教學模式，同時也改變了學生的學習方式，在教學活動中以學生為主體，提高了高職學生的實驗課學習興趣。學生可以根據自身的條件完成相應的創新性單片機實驗，培養主動學習的習慣，強化了團隊合作精神，提高了單片機技術綜合能力和實踐創新能力，越來越多的學生愿意參加大學生電子設計大賽和電子產品設計與制作大賽，學生積極申報學校創新實踐項目。教師通過開展翻轉課堂教學改革，豐富了單片機教學資源庫，提高了實踐教學水平。

【參考文獻】

[1]潘炳超.翻轉課堂模式應用于高校教學的實驗研究[J].電化教育研究，2015（3）

[2]唐明祥，丁雪梅.翻轉課堂教學模式在農業機械與應用實驗教學中的應用[J].實驗技術與管理，2017（8）

【基金項目】2017年度廣西職業教育教學改革研究項目“高職院校應用電子技術專業學生就業創業能力培養研究與實踐”（GXGZJG2017B076）；廣西工業職業技術學院科學研究項目（2017004KY019）

【作者簡介】王彰云（1976— ），湖南邵陽人，廣西工業職業技術學院副教授，碩士，研究方向：嵌入式系統。

（責編 丁 夢）