孫軍英 靳慧龍 武現(xiàn)聰

摘? 要：著眼目前單片機(jī)課程教學(xué)中存在的弊端，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣為出發(fā)點(diǎn)，通過構(gòu)建“層層遞進(jìn)式”單片機(jī)課程教學(xué)體系，采用“項目主導(dǎo)”的教學(xué)模式，改革課程考核方式，運(yùn)用“混合式”教學(xué)手段等措施實(shí)現(xiàn)單片機(jī)課程的教學(xué)改革，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞：“三層遞進(jìn)式”課程體系;項目主導(dǎo);過程化考核;混合式教學(xué)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2096-000X（2019）05-0112-03

Abstract： Focusing on the shortcomings in the teaching of SCM course， and starting from stimulating students' interest in learning， this paper constructs the "three level progressive" teaching system. It adopts the teaching mode of "project-oriented"， reforms the way of course assessment， and uses "hybrid" teaching means in order to cultivate students' innovative ability and practical ability.

Keywords： "three level progressive" curriculum system; project lead; process assessment; hybrid teaching

一、概述

《單片機(jī)原理及應(yīng)用》作為電子信息、電氣工程等專業(yè)的一門專業(yè)必修課，是學(xué)生在學(xué)習(xí)了電路分析、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等基礎(chǔ)知識和技能后，進(jìn)行知識綜合應(yīng)用、系統(tǒng)構(gòu)建、軟硬件設(shè)計等核心技能培養(yǎng)的關(guān)鍵課程。各類工科院校都開設(shè)了這門課程。在以大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等為核心的新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命蓄勢待發(fā)的今天，關(guān)于單片機(jī)課程的教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、考核機(jī)制等方面的教學(xué)研究也逐步開展起來[1-4]。如何通過單片機(jī)課程的學(xué)習(xí)提升學(xué)生工程科技創(chuàng)新、創(chuàng)造能力是值得思考的問題[5，6]。

二、傳統(tǒng)單片機(jī)教學(xué)中存在的弊端

（一）理論知識過于抽象，無法做到理論與實(shí)踐相統(tǒng)一

傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)模式還是局限在教師在課堂上講授理論知識，如：單片機(jī)的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)，定時/計數(shù)器的工作原理等。這些看不見摸不著的理論知識對于學(xué)生來說太過抽象，大腦中無法構(gòu)建出單片機(jī)系統(tǒng)的整體框架，也不了解具體的應(yīng)用價值體現(xiàn)在哪里。即使配套了實(shí)驗課，但是實(shí)驗課時和理論課時的比例一般為1：3，比重明顯不足。而且“先講理論、再做實(shí)驗”的傳統(tǒng)形式無法使學(xué)生做到“邊學(xué)邊做”，實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐的真正統(tǒng)一。

（二）學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確，學(xué)習(xí)的積極性不夠高，“兩級分化”現(xiàn)象嚴(yán)重

通過對253名2016級學(xué)生對于單片機(jī)課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，將近一半的學(xué)生對于為什么學(xué)習(xí)單片機(jī)課程不是很清楚或完全不清楚，因此導(dǎo)致了沒有學(xué)習(xí)興趣，更談不上主動學(xué)習(xí)了。造成這種現(xiàn)象的原因之一是單片機(jī)課程的教學(xué)過程不成體系，學(xué)生對于前后課程之間的銜接不是很清楚。前序課程的學(xué)習(xí)沒有目標(biāo)性，達(dá)不到為后續(xù)課程服務(wù)的效果。

（三）考核方式過于單一化

目前，各高校中單片機(jī)課程的最終考核成績還是由平時成績（30%）+期末成績（70%）決定的。而期末考試多采用“筆試”的形式，時間安排在學(xué)期末，這種過于單一的考核方式存在一定的弊端。首先，這種考核方式對引導(dǎo)和促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，幫助教師改進(jìn)教學(xué)方法及時調(diào)整教學(xué)思路并沒有顯著的作用，好多學(xué)生平時不努力，最后突擊也能通過考試。其次，對于單片機(jī)這樣實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，單純的筆試很難全面地檢測出學(xué)生的動手能力和實(shí)踐能力，不符合教學(xué)大綱中所要達(dá)到的畢業(yè)要求。

三、“三層遞進(jìn)式”教學(xué)模式的實(shí)施方案

（一）“三層遞進(jìn)式”單片機(jī)課程體系的建立

為了培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，解決學(xué)生對單片機(jī)課程學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確，學(xué)習(xí)動力明顯不足的問題，設(shè)計了“三層遞進(jìn)式”單片機(jī)課程教學(xué)體系，如表1所示。該體系將單片機(jī)的學(xué)習(xí)過程滲透到各個不同學(xué)期不同階段的教學(xué)環(huán)節(jié)中，以“第二課堂”活動和各類競賽為載體，使教學(xué)內(nèi)容與學(xué)科競賽活動相互融合，從而構(gòu)建有利于大學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的“全員參與”的單片機(jī)課程教學(xué)體系。新的教學(xué)體系從大學(xué)低年級開始就著手培養(yǎng)學(xué)生對單片機(jī)的感性認(rèn)識，了解單片機(jī)廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，讓學(xué)生感受到單片機(jī)就在我們的日常生活中，離我們并不遙遠(yuǎn)。除此之外，大學(xué)一、二年級還要加強(qiáng)學(xué)生基礎(chǔ)技能訓(xùn)練，如：焊接調(diào)試能力，初步電路設(shè)計能力、C語言編程能力等。進(jìn)入高年級后學(xué)生已經(jīng)具備了單片機(jī)的基本知識，能夠設(shè)計簡單的單片機(jī)系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)之上完成綜合實(shí)訓(xùn)和畢業(yè)設(shè)計。這種“三層遞進(jìn)式”教學(xué)體系實(shí)現(xiàn)了由感性到理性，由簡單到復(fù)雜，由單一到綜合的過程，打通了各門課程之間彼此相互孤立的壁壘，突出了學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（二）體現(xiàn)“項目主導(dǎo)、任務(wù)引領(lǐng)”的單片機(jī)教學(xué)模式的改革

將單片機(jī)的課堂從階梯教室搬到實(shí)驗室，充分調(diào)動學(xué)生的“眼、耳、口、腦、手”等身體的各個器官，讓他們成為課堂的主體。以項目作為引導(dǎo)，將單片機(jī)的組成結(jié)構(gòu)、各功能模塊的工作原理、C51語言程序設(shè)計等穿插在一個個子任務(wù)中。以項目流水燈的設(shè)計為例，表2給出了具體的任務(wù)分解情況。學(xué)生通過“眼”和“耳”仔細(xì)觀察和聆聽老師講授的知識，布置的“任務(wù)”， 然后通過“腦”和“手”的配合，積極思考，將所有任務(wù)實(shí)現(xiàn)。體現(xiàn)了理論和實(shí)踐相統(tǒng)一的一體化教學(xué)模式。所有基本任務(wù)學(xué)生需要在課上完成，教師在整個教學(xué)活動中起到“引導(dǎo)”的作用，啟發(fā)學(xué)生如何思考問題，掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)以及調(diào)動學(xué)生的積極性。另外還要充分利用課下的時間進(jìn)行任務(wù)拓展，來加強(qiáng)學(xué)生對于知識的運(yùn)用。使學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、表達(dá)能力、思辨能力等得到全面的鍛煉。

（三）課程考核方式的改革

為了解決傳統(tǒng)考核方式帶來的弊端，本文設(shè)計了多樣化的過程化考核方式。過程化考核方式將對學(xué)生的評價放在了平時的教學(xué)活動中，通過筆試、上機(jī)測試、現(xiàn)場答辯、設(shè)計報告等多種形式在不同階段對學(xué)生進(jìn)行檢測[7]。這種考核方式一方面能夠及時將學(xué)生對知識的掌握情況反饋給老師，使老師可以根據(jù)考核結(jié)果及時調(diào)整教學(xué)方案及進(jìn)度安排等。另一方面，在過程化考核內(nèi)容中包含了設(shè)計性的環(huán)節(jié)，有的需要學(xué)生獨(dú)立完成，有的需要分組協(xié)作完成。既調(diào)動了學(xué)生的主觀能動性，又鍛煉了學(xué)生的設(shè)計能力、解決問題的能力以及與團(tuán)隊合作的能力。

（四）線上、線下混合式教學(xué)手段的運(yùn)用

近年來，由于單片機(jī)教學(xué)學(xué)時的不斷緊縮，單純依靠課上的時間是遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足學(xué)習(xí)要求的，要實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新能力的全面提升，必須充分利用學(xué)生的課余時間[8]。教師通過校園網(wǎng)的BB平臺提前將下節(jié)課的學(xué)習(xí)任務(wù)發(fā)布出去，學(xué)生借助微課視頻課前自學(xué)并完成相關(guān)資料的搜集，填寫學(xué)習(xí)任務(wù)單。學(xué)生帶著問題走進(jìn)課堂，收到了事半功倍的效果。課上教師先利用5-10分鐘時間對學(xué)生預(yù)習(xí)的效果進(jìn)行測試，針對大部分學(xué)生出現(xiàn)的問題有針對性地講解。課后的任務(wù)拓展、總結(jié)、作業(yè)完成了對知識的鞏固和提升。這種綜合線上、線下的混合式學(xué)習(xí)，形成了強(qiáng)烈的優(yōu)勢互補(bǔ)，擺脫了空間和時間的局限，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)效果。

四、結(jié)束語

通過構(gòu)建貫穿大學(xué)四年并且逐層精進(jìn)的單片機(jī)課程體系，使得各類專業(yè)理論課和技能課之間銜接地更加緊密。改革了傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式，讓學(xué)生成為教學(xué)的主體，提高了他們積極參與第二課堂和各類競賽活動的熱情，教學(xué)效果得到了明顯的提升。

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