郭曉鳳　權海平　李俊嬌

摘 ?要：文章融合創(chuàng)客教育理念，把教學內容進行主題化設計，教學實施以“SCS”教學方法為主導，配合多種信息化教學手段的應用，對《通信產品設計與開發(fā)》課程進行了創(chuàng)客教育模式教學改革的探索實施，通過課程教學改革實施提升了學生的課堂參與度、激發(fā)了學生的創(chuàng)新意識、培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新能力，實現(xiàn)了課程教學目標。

關鍵詞：主題化設計;“SCS”教學方法;信息化教學手段;創(chuàng)客教育模式教學改革

中圖分類號：G642 ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2020）31-0127-03

Abstract： Integrating the concept of maker education， the course "communication product design and development" explores and practices the teaching reform of the innovative education mode which includes the thematic design of teaching contents， the implementation of teaching guided by "SCS" teaching methods， and the application of a variety of information teaching methods. Through the practice of the teaching reform， students' participation in class is improved， students' innovation consciousness is stimulated， students' innovation ability is cultivated， and the course teaching objectives is realized.

Keywords： thematic design; "SCS" teaching methods; information teaching methods; teaching reform of the innovative education mode

引言

創(chuàng)客教育是創(chuàng)客文化與教育的結合，創(chuàng)客教育模式的課程改革是融合創(chuàng)客教育理念，基于學生興趣，以項目學習的方式開展教學活動，教學實施過程合理使用數(shù)字化工具，倡導造物，鼓勵分享，旨在為培養(yǎng)學生跨學科解決問題的能力、團隊協(xié)作的能力和創(chuàng)新能力，探索一種有特色的課程教學改革之路[1]。

《通信產品設計與開發(fā)》課程是電子信息工程技術專業(yè)的核心課程，為培養(yǎng)本專業(yè)的典型崗位群電子信息產品設計開發(fā)助理工程師的能力需求而設置。本門課程以STM32智能芯片為載體設計與開發(fā)簡單的通信產品，本門課程具有較強的實踐性，需要硬件電路設計和軟件程序設計相結合，而且知識與技術更新較快，學生普遍認為本門課程比較難學，缺乏學習興趣，課程的參與度較低，針對本門課程進行創(chuàng)客教育模式的課程改革實踐。

一、課程改革思路

創(chuàng)客教育模式課程改革是指把創(chuàng)客教育模式與課程教學改革關聯(lián)起來，通過課程改革活動實踐創(chuàng)客教育，把“教室、實訓室”變成氛圍自主、開放的“創(chuàng)客空間”，把“授課內容”變成“創(chuàng)客活動”，把“教師”變成學習環(huán)境的創(chuàng)建者、學習資源的提供者以及學生學習活動的合作者和促進者，把“學生”變成創(chuàng)意者、設計者、行動者和分享者。課程實施以創(chuàng)客活動任務實施為主線，以學生為主體，教師為主導，學生通過進行簡單任務模仿實踐、故障的分析與排查、拓展任務創(chuàng)新實踐及分享任務實施的問題解決方法與收獲來展開課程學習，教師為學生創(chuàng)建學習環(huán)境、提供學習資源，指導推進任務實施[2]。

二、課程教學內容設計

采用主題化的方法進行課程教學內容的設計，具體設計流程為：從課程的教學目標出發(fā)選定主題->從易到難設計課程創(chuàng)客活動任務->依SCS教學法細化教學任務->完成主題目標。圍繞主題，設計活動內容，以任務驅動的方式開展學習，并在與主題相關的課程教學內容的基礎上，增加與主題相關的難度較大的教學內容，形成拓展任務，實現(xiàn)主題目標。同時為學生提供內容廣泛的學習資源，學生可以有選擇的自學與主題相關的任何學習材料，實現(xiàn)跨學科培養(yǎng)[3]。

主題化的教學內容設計目的在于激發(fā)學生學習興趣、促進學生學習、實現(xiàn)課程教學目標。本課程一共設置了5個主題。主題一娛樂（GPIO輸出/輸入控制），包括2各活動，分別為活動1LED燈控制和活動2按鍵檢測。具體實施有：任務1點亮1個LED燈，任務2交替控制2個LED燈，任務3按鍵控制LED燈。拓展任務為按鍵控制流水燈系統(tǒng)設計。主題二儀器儀表（STM32定時器與PWM的應用），包括2個活動，分別為活動1方波信號發(fā)生器設計和活動2PWM信號發(fā)射器設計。具體實施有：任務1方波信號的產生，任務2基于PWM的LED呼吸燈的控制。拓展任務為輸入方波頻率的檢測。主題三信息通訊（串行通信技術應用），主要活動為：STM32與PC機通信。具體任務有：任務1查詢法實現(xiàn)STM32與PC機通信，任務2中斷法實現(xiàn)STM32與PC機通信。拓展任務為移動通信終端數(shù)據(jù)上傳系統(tǒng)設計。主題四工業(yè)控制（通信產品開發(fā)實踐），主要活動為：單點環(huán)境溫度控制系統(tǒng)設計。具體任務有：任務1溫度采集系統(tǒng)的設計，任務2溫度顯示系統(tǒng)的設計，任務3溫度控制系統(tǒng)的制作。拓展任務為多點環(huán)境溫度控制系統(tǒng)設計。主題五創(chuàng)客實踐項目，主要活動為：學生自主設計創(chuàng)客實踐項目。具體任務有：任務1方案的設計，學生根據(jù)自己的創(chuàng)意進行項目方案的設計;任務2方案的實施，程序編寫與調試，硬件電路制作，軟硬件聯(lián)合調試;任務3檢查匯報，項目路演，分享匯報。

三、課程實施過程改革

把教學實施轉化成創(chuàng)客活動，以問題探究、任務驅動式的創(chuàng)客活動實施為主線，活動過程中以學生為主體，教師為主導，學生通過簡單任務模仿實踐、故障的分析與排查、拓展任務創(chuàng)新實踐、分享任務實施過程中的問題解決方法與收獲，讓學生在活動過程中體驗知識的形成過程，激發(fā)創(chuàng)新意識、勇于創(chuàng)新實踐，同時培養(yǎng)其規(guī)范、嚴謹?shù)墓そ尘?。具體的實施過程分成課前、課中和課后[4]。

（一）課前準備

1. 下發(fā)任務單：教師通過網絡課程教學平臺發(fā)布教學任務。學生查看任務單的任務要求和教學目的，知道本次課程要實現(xiàn)的目標。

2. 網絡平臺課程學習：教師提前上傳教學視頻、課件PPT。學生通過課程平臺學習教師提前上傳的視頻和課件。

3. 完成隨堂測試：教師上傳隨堂測試試題。學生針對課程平臺的學習，完成隨堂測試。

4. 學習討論：教師回復解答學生的問題。學生針對所學內容有問題可以隨時發(fā)到討論區(qū)和老師交流討論。會的學生可以回復解答。

5. 教學調整：針對學生討論區(qū)的提問和隨堂測試的完成情況，調整教學實施，重點講解的內容。

（二）課中實施

課中教學具體實施過程如表1所示。

（三）課后評價與鞏固

教學評價分為團隊互評、組員互評和教師評價三部分組成，通過對每個任務的評價，最終形成本門課程的評價結果。評價考核注重創(chuàng)客活動的實施過程評價，注重對學生分析問題與解決問題能力、團隊協(xié)作能力和創(chuàng)新能力的考核。

團隊互評分為由硬件電路設計正確、軟件程序設計正確、任務設計具有新穎性、知識講解正確、表達流暢、問題回答正確六項指標組成。

組員互評由提出可實施的創(chuàng)意、硬件電路設計、軟件程序編寫、故障分析與排查、匯報展示、積極與組員協(xié)作六項指標組成。

教師評價由硬件電路設計正確、軟件程序設計正確，任務設計具有新穎性、團隊分工明確友好協(xié)作、能夠分析與排除故障五項指標組成。

課后鞏固提升分三步走，一是教師為學生提供近幾年學生開發(fā)的創(chuàng)客項目課程，進一步激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，指導學生開發(fā)創(chuàng)客項目課程，學生參考學長和老師開發(fā)的創(chuàng)客項目課程，模仿開發(fā)新的創(chuàng)客項目課程，同時也鍛煉自身的資料整理能力;二是開放創(chuàng)客工坊，提供工具和材料，引導學生積極走進藍島創(chuàng)客工坊，進行創(chuàng)客實踐;三是把技能競賽題目融入課程中，為學生提供資源，鼓勵學生積極準備技能比賽。

四、課程教學方法與信息化教學手段應用

創(chuàng)客教學活動實施教學方法主要采用“SCS（分散（Separation）→集中（Centralization）→再分散（Again separation））教學法”，具體包括：Story情懷故事引入，Copy簡單任務模仿，State知識要點講解，Copy Extend擴展任務實施，Stimulate創(chuàng)新激發(fā)引導，Cooperaion協(xié)同任務完成，Share作品分享。通過情懷故事引入激發(fā)學生的學習興趣，簡單任務模仿讓學生體驗知識技能的應用，知識要點講解為學生創(chuàng)新提供支撐，擴展任務實施鼓勵學生嘗試創(chuàng)新改進，創(chuàng)新激發(fā)引導學生發(fā)散思維，協(xié)同任務完成指導學生創(chuàng)新實踐，作品分享任務實施過程中的成功與失敗，為下次創(chuàng)客活動的實施提供借鑒。

課程教學資源上傳網絡課程學習平臺，采用線上線下混合式教學相結合，學生可以在線學習、提問，教師和學生均可回復，根據(jù)學生課前預習情況及時調整教學內容，提升教學效果。其次應用Keil編程軟件和硬件開發(fā)電路聯(lián)合進行軟硬件聯(lián)調，驗證功能，通過線下教師、同學指導和線上微視頻配合解決程序編寫和軟硬件聯(lián)調過程中出現(xiàn)的問題。再有利用QQ在線文檔的便利性和學生對智能手機的喜好，把程序編寫、硬件電路設計和軟硬件聯(lián)調遇到的問題在在線文檔上進行編輯，然后學生和教師共同提供解決方法，同時拍攝成解決方法的微視頻，供學生參考排除任務實施故障，問題和解決辦法不斷總結、更新、迭代，為新一屆學生學習、解決課程的難點提供了資源和方法[5]。

五、教學效果

（一）創(chuàng)客教育模式課程改革的實施、激發(fā)了學生學習興趣，提高了課堂參與度

在學習本門課程之前，對本門課程進行簡介，學生在知道本門課程既要進行硬件電路設計又要進行程序設計時，普遍對程序設計具有畏難情緒，對本門課程的學習興趣明顯減少了，然后進行了問卷調查，調查學生對本門課程的興趣，結果全班40名學生中只有10名學生對本門課程感興趣，希望學習。進行創(chuàng)客教育模式課程改革之后，針對課程教學內容、教學方法、教學實施和考核方式等方面的感興趣程度又進行了調查，結果有26名學生對本門課程有了興趣，希望后續(xù)繼續(xù)學習。

（二）線上線下混合式教學，解決了課程的難點，提升了教學效果

本門課程的難點是學生普遍對程序調試比較畏懼，通過利用QQ在線文檔整理、總結問題與解決辦法，讓學生遇到問題有的放矢，有據(jù)可查，隨著課程的進行，通過課堂觀察發(fā)現(xiàn)，學生的為難情緒在不斷下降，使學生不再畏懼問題，停止前進的腳步，提升了教學效果，為學生創(chuàng)新實踐奠定了基礎。通過解決問題，實現(xiàn)任務功能，使學生的職業(yè)能力和教師的專業(yè)技能得到了雙提升。

（三）多種信息化教學手段的應用，解決了課程重

點，提升了學習效率

利用網絡教學平臺教學打破了傳統(tǒng)教學的時間限制，微課可以滿足碎片化的學習需求，使學習方式多元化，動畫演示生動形象，強化記憶，多種信息化教學手段的應用，解決了課程的重點，符合學生喜歡新鮮事物，喜歡現(xiàn)代化技術應用的特點，提升了學習效率。

（四）創(chuàng)客活動任務的實施，開拓了學生視野，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新能力

通過創(chuàng)客活動的實施使學生所學的知識和技能得到了鞏固和提升，學生自主探究與團隊協(xié)作相結合，通過資料搜集學習新技術，開拓了視野，激發(fā)了想象力、提出了新想法、動手實現(xiàn)新想法、分析解決問題、分享成功與失敗，使學生實現(xiàn)了基于創(chuàng)造的學習，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新能力。學生通過課程的學習參與校內和校外的多項應用STM32技術的技能大賽，取得了較好的成績。

參考文獻：

[1]吳煥慶，武傳震.創(chuàng)客式教育：創(chuàng)客教育從邊緣走向融合之路[J].現(xiàn)代教育技術，2020，30（1）：121-126.

[2]朱軼，劉會霞，申屠浩.面向高等職業(yè)教育的創(chuàng)客教育模式設計[J].中國信息技術教育，2019（24）：106-109.

[3]傅建中，周繼烈，等.創(chuàng)客教育理念驅動下的工程訓練課程改革與探索[J].創(chuàng)新教育研究，2019，7（04）：509-514.

[4]李澤彬，張進思，等.基于創(chuàng)客理念的機器人教學模式探究與實踐[J].電子測試，2019（22）：109-111.

[5]周世菊.創(chuàng)客教育下的翻轉課堂教學模式學習影響因素研究[J].中國信息技術教育，2020（1）：98-101.