單片機原理及應用課程中的多元化教學方法實踐

文/劉霄 潘慶先 孫紅霞

單片機原理及應用在計算機等電氣類專業(yè)中是一門很重要的必修課，也是一門理論和實踐結合緊密的工程應用類課程，掌握好這門課有助于把高校學生培養(yǎng)成國家緊需的高質(zhì)量、有協(xié)作精神、有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的高級工程應用人才。單片機原理及應用內(nèi)容和知識點是對學生而言比較抽象晦澀的。我們就多年的單片機教學實踐經(jīng)驗和積累，利用多元化的教學手段和方法，做了若干改進和提高。

1 單片機教學目前狀況

1.1 多數(shù)的傳統(tǒng)教學方式

傳統(tǒng)教學方式是教師課堂理論講授，學生單向接收，師生之間缺乏互動。課外提交紙質(zhì)的作業(yè),這種方式單一而且難以杜絕抄襲。由于多數(shù)實驗室提供的都是教學專用的實驗箱，所以實驗過程多為驗證性實驗，課程設計也存在同樣問題，實踐環(huán)節(jié)遏制了學生獨立思考的興趣，限制了動手能力和創(chuàng)新的能力的提高。

1.2 少數(shù)的翻轉(zhuǎn)課堂加慕課教學方式

翻轉(zhuǎn)課堂加慕課，這種教學方式基本顛覆了傳統(tǒng)的教學方式和流程，學生利用課外的時間，在教師的指導下，通過網(wǎng)上各類教學平臺，完全自主學習課程，在課堂上，師生互動完成教學任務。但是對于單片機原理及應用這種專業(yè)性很強的大班教學來說，若所有的教學知識點都采用這種教學方式，那么學生學習的難度和時間、課堂可控度加大。

2 多元化教學實踐改革

多元化教學方式是，課堂理論環(huán)節(jié)由傳統(tǒng)授課加雨課堂、選擇性翻轉(zhuǎn)課堂；課外作業(yè)由博客博文提交；實踐環(huán)節(jié)使用項目驅(qū)動方式相輔相成；期末考核也由傳統(tǒng)筆試和以上環(huán)節(jié)考核組成。

2.1 多元化的理論教學方式

2.1.1 傳統(tǒng)教學方式加雨課堂

傳統(tǒng)的教學方法，是大班集中課堂理論教學。這種教學方式對習慣接受應試教育的我國青少年來說，它的優(yōu)勢是在45 分鐘的安靜課堂氛圍內(nèi)，學生能夠精力集中掌握大部分的知識點。但心理學家研究發(fā)現(xiàn)，學生精力集中的時間大約在30 分鐘左右，超過了這個時間，學生感覺緊張疲勞、興趣索然，注意力渙散。所以我們在課堂理論教學中引入雨課堂，雨課堂是將多種教學手段融入到PPT 和微信中的一個插件。教師課前將各種教學資源發(fā)送到學生手機，學生利用喜聞樂見的微信接收，教師設定時間限制敦促學生課前預習，學生可以利用微信向老師傳遞預習中的問題，方便教師掌握每個學生預習情況，有針對安排課堂授課方法和時間。課堂中，學生用微信輸入課堂暗號或手機掃碼進入課堂，節(jié)省了教師點名時間，學生隨時用手機標注教師課件中疑點或者難點便于教師統(tǒng)計，教師課堂教學30 分鐘后，教師開放雨課堂的教學互動模式，場景切換，學生大腦疲勞解除，師生彈幕互動，投稿、限時答題、隨機提問等，師生互動，生生互動，由于發(fā)送彈幕是匿名的，學生沒有壓力地提出問題或者給出問題答案，學生角色也由被動變?yōu)橹鲃印Ｓ暾n堂不僅可以精確提供每個學生答題情況，還可以精確統(tǒng)計出學生每個知識點的掌握的情況。教師課后根據(jù)完整的數(shù)據(jù)分析和分類匯總，總結教學情況，進一步完善調(diào)整教學內(nèi)容。傳統(tǒng)的授課方式和雨課堂互動并行的多元化教學，將師生課前課中課后的教和學完美融合起來。

2.1.2 選擇性翻轉(zhuǎn)課堂

翻轉(zhuǎn)課堂是時下流行的一種新的教學模式，利用多媒體信息技術，以學生課下自主學習為主，教師課上講授為輔。國內(nèi)絕大多數(shù)學生是通過應試教育進入高校的，自主學習的能力有待于提高，對于普通高校，這個問題會更加明顯，特別對于單片機這種專業(yè)性很強的課程，每個知識點都讓學生自主掌握顯然不可能。如果每節(jié)課都要進行翻轉(zhuǎn)，學生需要花費大量時間自主學習或者制作相應資料，使很多學生覺得課程越來越難學，或者疲于應付，最終徹底放棄學習。我們主張把學生能夠自學的基礎內(nèi)容由學生自主學習來完成，選擇性進行翻轉(zhuǎn)課堂。例如，單片機教材中編程語言選用的是C51，語法語義和前期學過的標準C 是一樣的，只是在標準C 的基礎上進行適合8051 內(nèi)核單片機硬件的擴展，對于編程語言這一章，我們采用了翻轉(zhuǎn)課堂教學方法。讓學生課下分組制作相關PPT或視頻，課上由學生充當教師講解、分析程序，組員進行補充，其他組同學觀摩比較，教師引導或進行加深拓展，整個教學過程學生興趣盎然，激活了學生的主體意識，提高了學生的參與度和積極性，引領學生從被動學習過渡到自主學習 。

2.1.3 博客提交課外作業(yè)

在單片機這門課，我們要求教師和學生在專業(yè)IT 博客網(wǎng)站注冊博客，教師在博客里發(fā)布作業(yè)，學生通過博文提交作業(yè)，作業(yè)形式是靈活多樣的，可以是程序、程序運行的視頻、截圖等。教師學生相互關注、點評作業(yè)，甚至網(wǎng)站上的其他專業(yè)高手都可以點評指導，學生可以在網(wǎng)站上發(fā)問交流尋求幫助，既減少了教師的工作量，又拓展了學生解題的思路。其優(yōu)勢還在于學生可以規(guī)范編程，及時得到最優(yōu)的幫助，把機械的抄襲降到最低，而且通過專業(yè)網(wǎng)絡平臺的交流，學生還可以了解專業(yè)和行業(yè)需求的結合點和距離，使學生有了學習的動力和目標。

2.2 項目驅(qū)動的實踐教學環(huán)節(jié)

根據(jù)《國務院辦公廳關于深化高等學校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實施意見》文件精神，我校充分利用產(chǎn)學研合作協(xié)同育人項目和科技大賽積極推進教學改革，結合我校近幾年來一直積極參與的一些賽事：“藍橋杯”大賽、“西門子杯”挑戰(zhàn)賽、全國大學生電子設計大賽等國內(nèi)知名的大賽，我們把校企協(xié)同育人項目和大賽的成果融入到單片機實踐教學中，把實踐任務按照遞進層次劃分成若干相互關聯(lián)的子項目，配合使用開放實驗室，把學生合理搭配分組，小組合作分期完成實踐任務。鼓勵有興趣的學生積極參與到教師科研項目和各類大賽中，以教學促進科研和大賽，形成教學、科研和大賽的良性循環(huán)。

2.3 多元化的考核方式

學生雨課堂的綜合成績占到期末考核成績的15%；博客博文提交的作業(yè)成績占到期末考核成績的10%；在實踐環(huán)節(jié)里，根據(jù)實驗子項目，進行階段性考核，根據(jù)學生提交的階段性的實驗結果、實驗視頻、設計報告和小組內(nèi)同學之間互評結果，這部分綜合成績占到期末考核成績的25%；期末筆試成績占到50%。這種多元化的考核方式，合理給出學生掌握課程知識體系的評價結果，這種考核方式擯棄了學生為了考試而考試的想法，激勵了學生從理論到實踐全方位掌握課程知識體系，鍛煉了學生運用信息化手段的能力。

3 結語

通過近幾年的對單片機原理及應用課程的多元化教學手段的實施，課堂和實踐環(huán)節(jié)的教學質(zhì)量明顯提高，學生自主學習的能力、動手能力、創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作能力有了很大的提高，學生參賽的人數(shù)逐年增加，賽事成績逐年上升，這種多元化的教學方法和手段同樣對其它的課程也有推廣意義。