摘要:根據(jù)高職電子類專業(yè)學(xué)生個(gè)體差異化的特點(diǎn)以及電子企業(yè)各崗位對(duì)單片機(jī)技術(shù)的不同要求,對(duì)單片機(jī)課程實(shí)施了基于差異化教學(xué)理論的個(gè)性化教學(xué)改革。按理實(shí)一體、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、分層教學(xué)、差別評(píng)價(jià)的思路進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),并對(duì)分層教學(xué)及差異評(píng)價(jià)的具體方法進(jìn)行了論述。
關(guān)鍵詞:差異化;教育理論;單片機(jī)課程;個(gè)性化教學(xué)
單片機(jī)技術(shù)在當(dāng)今信息時(shí)代被廣泛應(yīng)用,不僅被應(yīng)用在智能儀器儀表、實(shí)時(shí)工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)等工業(yè)領(lǐng)域,而且也被廣泛應(yīng)用于家用電器、醫(yī)療檢測(cè)等民用領(lǐng)域。因此,單片機(jī)課程被作為高校電子電氣類專業(yè)核心課程開設(shè)。但單片機(jī)技術(shù)的學(xué)習(xí)卻并不容易,不僅涉及軟件編程,而且還包括單片機(jī)內(nèi)部資源的學(xué)習(xí)與外圍電路的設(shè)計(jì),尤其是應(yīng)用單片機(jī)設(shè)計(jì)較為復(fù)雜的控制系統(tǒng)時(shí),更是涉及多方面的知識(shí)與技能。對(duì)于文理兼招的高職電子類專業(yè)的學(xué)生來(lái)說,學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)能力的差距較大,如在單片機(jī)教學(xué)時(shí)實(shí)施“一刀切”教學(xué)模式,必將導(dǎo)致“學(xué)困生吃不了,學(xué)優(yōu)生吃不飽”的后果。
分析電子行業(yè)的職業(yè)崗位,不難發(fā)現(xiàn)不同的崗位對(duì)單片機(jī)技術(shù)的要求并不相同。高職電子類專業(yè)畢業(yè)生在電子企業(yè)從事的職業(yè)崗位一般有電子產(chǎn)品裝配、測(cè)試、基層生產(chǎn)管理、品質(zhì)管理、電子工藝設(shè)計(jì)、電子產(chǎn)品維修與電子產(chǎn)品(或系統(tǒng))開發(fā)等。在這些崗位中,除了電子產(chǎn)品開發(fā)崗位對(duì)單片機(jī)技術(shù)的知識(shí)與技能要求比較全面外,其他崗位僅需要對(duì)單片機(jī)的軟硬件知識(shí)、開發(fā)流程有所了解,具備應(yīng)用單片機(jī)開發(fā)簡(jiǎn)易電子產(chǎn)品的能力就完全能滿足非電子產(chǎn)品開發(fā)崗位對(duì)單片機(jī)技術(shù)的要求。
因此,高職電子類專業(yè)在教授單片機(jī)技術(shù)時(shí)不能“一刀切”,應(yīng)根據(jù)學(xué)生差異化的特點(diǎn)與電子企業(yè)各類職業(yè)崗位對(duì)單片機(jī)技術(shù)要求的不同,實(shí)施“分層教學(xué)、差別評(píng)價(jià)”的差異化、個(gè)性化的教學(xué)方式。
一、差異化教學(xué)內(nèi)涵
差異教學(xué)是指在班集體教學(xué)中立足學(xué)生差異,滿足學(xué)生個(gè)別的需要,以促進(jìn)學(xué)生在原有的基礎(chǔ)上得到充分發(fā)展的教學(xué)。學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)風(fēng)格、學(xué)習(xí)能力等方面具有差異這是客觀存在的。因此,在差異化的課堂上,學(xué)生可以根據(jù)自己的能力選擇學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)速度。不要求所有學(xué)生達(dá)到相同的教學(xué)目標(biāo),差異教學(xué)提倡的是協(xié)助每名學(xué)生最大可能地發(fā)揮其學(xué)習(xí)潛能,強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生已有能力的不斷挑戰(zhàn)以及促進(jìn)學(xué)生能力的持續(xù)發(fā)展。差異教學(xué)不但要彌補(bǔ)學(xué)生在基本的可變差異上的不足,達(dá)到基本的發(fā)展目標(biāo),培養(yǎng)合格的學(xué)生,而且還要利用學(xué)生的特質(zhì)來(lái)促進(jìn)特殊發(fā)展需要[1]。
二、基于差異化教學(xué)理論的單片機(jī)課程個(gè)性化教學(xué)方案
?。ㄒ唬┮怨ぷ魅蝿?wù)為載體,實(shí)施理實(shí)一體化的教學(xué)方式
以工作任務(wù)為教學(xué)單元,精選12個(gè)典型的工作任務(wù)(如圖1),將本課程中的技術(shù)知識(shí)與技能訓(xùn)練分解到各個(gè)任務(wù)中,學(xué)生通過完成工作任務(wù)實(shí)現(xiàn)掌握本任務(wù)中所包含的知識(shí)點(diǎn)與技能點(diǎn),使學(xué)習(xí)過程成為一個(gè)不斷開發(fā)、不斷學(xué)習(xí)鞏固、不斷成功地完成任務(wù)的過程。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法注重培養(yǎng)學(xué)生的分析能力、協(xié)作能力、概括能力、動(dòng)手能力等,同時(shí)也更容易訓(xùn)導(dǎo)學(xué)生的守時(shí)意識(shí)、責(zé)任意識(shí)、規(guī)范意識(shí)、節(jié)約意識(shí)等職業(yè)素養(yǎng)[2]。
教學(xué)場(chǎng)地直接選擇在單片機(jī)實(shí)訓(xùn)室或多媒體機(jī)房,應(yīng)用單片機(jī)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)或自制的單片機(jī)開發(fā)板實(shí)施“教、學(xué)、做”合一的理實(shí)一體化教學(xué)。為提高學(xué)習(xí)效率,節(jié)約成本,采用硬件與軟件仿真相結(jié)合的教學(xué)手段,即課堂上主要采用Proteus軟件仿真以提高課堂的學(xué)習(xí)效率,課后完成軟硬件調(diào)試以充實(shí)學(xué)生課余生活,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
?。ǘ?shí)施分層教學(xué),促進(jìn)各類學(xué)生進(jìn)步
1.課堂分層教學(xué)方法。按照教學(xué)目標(biāo)分層、教學(xué)內(nèi)容分層、教學(xué)過程分層、作業(yè)分層和實(shí)訓(xùn)方案自選來(lái)組織教學(xué)與實(shí)訓(xùn)。
首先,實(shí)行分層的教學(xué)目標(biāo),不要求所有學(xué)生具備相同的知識(shí)與技能。根據(jù)電子信息行業(yè)非電子產(chǎn)品開發(fā)崗位對(duì)單片機(jī)技術(shù)的要求制定一個(gè)基本教學(xué)要求,以滿足“學(xué)困生”學(xué)習(xí)需要,以利于他們從難度較小的技術(shù)學(xué)習(xí)開始,不斷地強(qiáng)化、鍛煉,直到完全掌握,樹立自信心,增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣。同時(shí),又根據(jù)電子產(chǎn)品開發(fā)崗位的要求制定高層次的教學(xué)目標(biāo),為基礎(chǔ)好的學(xué)生提供進(jìn)一步學(xué)習(xí)的平臺(tái)與空間,使基礎(chǔ)好的學(xué)生進(jìn)一步提升自己。
其次,通過教學(xué)內(nèi)容分層、教學(xué)過程分層及作業(yè)分層來(lái)實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)。本課程所選擇的12個(gè)典型工作任務(wù)中除了前3個(gè)任務(wù)外,其他任務(wù)都包含了基本任務(wù)、拓展任務(wù)、高級(jí)任務(wù)3個(gè)子任務(wù),子任務(wù)由易到難成階梯式(如圖2)。其中基本任務(wù)為本教學(xué)單元最基本的要求,包括的知識(shí)點(diǎn)與技能點(diǎn)對(duì)應(yīng)非電子產(chǎn)品開發(fā)崗位的要求,是全體學(xué)生必須掌握的最低標(biāo)準(zhǔn),拓展任務(wù)是在基本任務(wù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行加深與拓展,包含了更多的知識(shí)點(diǎn)與技能點(diǎn),軟件編程的難度也加大;高級(jí)任務(wù)則是在拓展任務(wù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升,要求基本達(dá)到企業(yè)開發(fā)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)。例如,在任務(wù)5——電子鐘設(shè)計(jì)教學(xué)單元中,基本任務(wù)為簡(jiǎn)易電子鐘設(shè)計(jì),此子任務(wù)不要求時(shí)間準(zhǔn)確,也無(wú)按鍵調(diào)整,只要求完成時(shí)間遞加、進(jìn)位等基本要求,其涉及的知識(shí)點(diǎn)與技能點(diǎn)僅有數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示、數(shù)組、軟件延時(shí)等;拓展任務(wù)為精確計(jì)時(shí)電子鐘設(shè)計(jì),此子任務(wù)則在其本任務(wù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展,不僅要求走時(shí)準(zhǔn)確,而且要求能調(diào)整時(shí)間。增加了定時(shí)器中斷、外部中斷、按鍵處理等知識(shí)點(diǎn)與技能點(diǎn);高級(jí)任務(wù)為帶鬧鈴電子鐘設(shè)計(jì),在拓展任務(wù)的基礎(chǔ)上增加了鬧鈴與整點(diǎn)報(bào)時(shí)(還可拓展秒表功能)功能,編程的難度更大。
設(shè)定好階梯層次的教學(xué)內(nèi)容后,實(shí)現(xiàn)教學(xué)過程分層。首先,在教師的指導(dǎo)下讓全體學(xué)生嘗試完成基本任務(wù),當(dāng)基礎(chǔ)好的學(xué)生完成基本任務(wù)后,教師可指導(dǎo)其嘗試完成拓展任務(wù),當(dāng)某些興趣高、能力強(qiáng)的學(xué)生完成拓展任務(wù)后,可讓其嘗試完成高級(jí)任務(wù)。
課堂教學(xué)結(jié)束后實(shí)施作業(yè)分層,將未完成的本級(jí)任務(wù)或下一級(jí)高層次的任務(wù)作為學(xué)生的作業(yè)。當(dāng)然也鼓勵(lì)學(xué)生在完成本級(jí)作業(yè)后,續(xù)繼完成更高層次的任務(wù),同時(shí)教師鼓勵(lì)學(xué)生試做試題庫(kù)中對(duì)應(yīng)的課題。
2.個(gè)性化的實(shí)訓(xùn)教學(xué)方案。實(shí)訓(xùn)教學(xué)實(shí)施自選式實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。在保證基本技術(shù)能力要求的前提下,針對(duì)同一實(shí)踐教學(xué)的目標(biāo)和任務(wù),根據(jù)實(shí)踐環(huán)節(jié)的技術(shù)難度,分化出難易程度不同的層次要求,制訂出難易不等的實(shí)踐教學(xué)方案。學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)踐能力選擇適合自己的實(shí)訓(xùn)方案。這樣以使動(dòng)手能力強(qiáng)、領(lǐng)悟能力高的學(xué)生可以更多、更深地發(fā)展自己,更有挑戰(zhàn)性地提高自己,更有難度地鍛煉自己。對(duì)于那些克服困難和動(dòng)手能力較差的學(xué)生,他們可以選擇難度較小的實(shí)訓(xùn)方案,以有利于他們能從難度較小項(xiàng)目開始,使他們能有學(xué)習(xí)的成效,樹立自信心,增進(jìn)實(shí)踐學(xué)習(xí)興趣,強(qiáng)化實(shí)踐動(dòng)手的意識(shí)和習(xí)慣,促進(jìn)實(shí)踐能力的提高,不斷完善自己[3]。
(三)建設(shè)差異化的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源庫(kù),滿足各種層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需要
自主學(xué)習(xí)是學(xué)好單片機(jī)技術(shù)的關(guān)鍵,為了使各種層次的學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中都能獲得所需要的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源,必須建設(shè)差異化的學(xué)習(xí)資源庫(kù)。學(xué)習(xí)資源庫(kù)的內(nèi)容不僅要豐富,而且要分層次:既要有從企業(yè)引進(jìn)的較復(fù)雜的工程案例,還需要大量比較簡(jiǎn)單、適合初學(xué)者和基礎(chǔ)差的學(xué)生學(xué)習(xí)的模擬案例;既要充實(shí)各類行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),也應(yīng)設(shè)置簡(jiǎn)單易學(xué)的初級(jí)教程電子書;既要開設(shè)高手論壇,還應(yīng)設(shè)置初學(xué)者交流天地。
教學(xué)資源庫(kù)組成一般分為:案例庫(kù)、試題庫(kù)、電子書、軟件資源庫(kù)、專業(yè)網(wǎng)站庫(kù)、優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)與優(yōu)秀作業(yè)庫(kù)、學(xué)習(xí)論壇、同步學(xué)習(xí)資源庫(kù)等。教師在建設(shè)學(xué)習(xí)資源庫(kù)時(shí),除了不斷收集、分層整理已有資源外,還應(yīng)注重同步學(xué)習(xí)資源庫(kù)的建設(shè)。同步學(xué)習(xí)資源的內(nèi)容包括有代表性的學(xué)生作業(yè),課堂教學(xué)課件,對(duì)課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容的深度、廣度進(jìn)行擴(kuò)展的知識(shí),用屏幕錄像工具錄制的操作過程以及課堂練習(xí)的小案例等,同步學(xué)習(xí)資源庫(kù)方便學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中自主查找以前的知識(shí)點(diǎn),復(fù)習(xí)遺忘的操作步驟,尤其有利于基礎(chǔ)較差的學(xué)生在課后及時(shí)吸收與消化課堂內(nèi)容[4]。
?。ㄋ模╅_展基于單片機(jī)的科技創(chuàng)新競(jìng)賽,促進(jìn)優(yōu)等生的進(jìn)一步發(fā)展
科技創(chuàng)新競(jìng)賽有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,培養(yǎng)學(xué)生探索新知識(shí)、新領(lǐng)域的自主學(xué)習(xí)能力。因此開展基于單片機(jī)科技創(chuàng)新競(jìng)賽更有利于興趣高、能力強(qiáng)的學(xué)生進(jìn)一步提升自己的能力,為畢業(yè)后從事電子產(chǎn)品開發(fā)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
三、差異化、個(gè)性化學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)方案
?。ㄒ唬┙⒍嗑S評(píng)價(jià)體系,重點(diǎn)考核學(xué)生職業(yè)能力與職業(yè)態(tài)度
實(shí)施動(dòng)態(tài)與靜態(tài)評(píng)價(jià)相結(jié)合、終結(jié)性評(píng)價(jià)與過程性評(píng)價(jià)相結(jié)合、水平性評(píng)價(jià)和表現(xiàn)性評(píng)價(jià)結(jié)合、自評(píng)與他評(píng)相結(jié)合的多維評(píng)價(jià)體系。學(xué)業(yè)成績(jī)主要由“平時(shí)表現(xiàn)(30%)+實(shí)訓(xùn)(30%)+項(xiàng)目機(jī)試(40%)”三部分構(gòu)成。平時(shí)表現(xiàn)除評(píng)價(jià)學(xué)生的課堂表現(xiàn),課堂紀(jì)律、學(xué)習(xí)態(tài)度,任務(wù)作業(yè)外,還將學(xué)生的守時(shí)誠(chéng)信、規(guī)范操作、團(tuán)結(jié)協(xié)作、工作態(tài)度等職業(yè)素養(yǎng)納入評(píng)價(jià)體系;實(shí)訓(xùn)主要考查學(xué)生實(shí)踐活動(dòng)表現(xiàn)和成果,主要包括職業(yè)操守規(guī)范、成果質(zhì)量、實(shí)訓(xùn)報(bào)告等。成果質(zhì)量從程序編制、電路設(shè)計(jì)、PCB板設(shè)計(jì)與制作、焊接質(zhì)量、功能實(shí)現(xiàn)、改進(jìn)創(chuàng)新等6個(gè)方面加以評(píng)價(jià),采用自評(píng)、互評(píng)、教師評(píng)價(jià)相結(jié)合的評(píng)價(jià)方式。課題機(jī)試要求學(xué)生在指定時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成一個(gè)課題的設(shè)計(jì)任務(wù),基于考核時(shí)間及成本的考慮,我們只要求利用Proteus軟件完成課題的軟件仿真。
(二)建設(shè)差異化的試題庫(kù),實(shí)施隨機(jī)抽題考試制度
差異化的試題庫(kù)建設(shè)思路為:以課題為元素,建設(shè)12-18套試卷,每套試卷有A、B、C三個(gè)難度不同、配分不同的課題。其中A課題最難,配分100分;B課題難度中等,配分85分,C課題比較容易,配分70分,試題庫(kù)向?qū)W生公開。這種差異化的試題庫(kù)適應(yīng)各種層次的學(xué)生,使各種層次的學(xué)生都能根據(jù)自己的能力找到對(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)?;A(chǔ)較差的學(xué)生通過選擇難度較小課題進(jìn)行考試準(zhǔn)備,有利于增強(qiáng)自信心,提高學(xué)習(xí)興趣,避免傳統(tǒng)考試因要求過高而導(dǎo)致基礎(chǔ)較差學(xué)生自暴自棄的現(xiàn)象。同時(shí)高難度的試題也有利于激發(fā)學(xué)優(yōu)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力,為學(xué)優(yōu)生挑戰(zhàn)自我、勇攀高峰提供平臺(tái)。
考試采用課題機(jī)試法,其具體的實(shí)施方法為:學(xué)生在安裝有Keil uVision2開發(fā)軟件與Proteus仿真軟件的機(jī)房考試,按學(xué)號(hào)分配機(jī)位號(hào)。電腦隨機(jī)從試題庫(kù)中為學(xué)生抽取試卷,學(xué)生接到電子試卷后根據(jù)自身能力從A、B、C三個(gè)考試課題中選做其中之一。多選不多給分,但以最高分為準(zhǔn)。
在考試過程中為防止學(xué)生作弊,還需注意以下幾點(diǎn):(1)斷開網(wǎng)絡(luò),防止學(xué)生網(wǎng)絡(luò)復(fù)制或網(wǎng)上下載資源;(2)考前格式化開放磁盤。
四、結(jié) 語(yǔ)
基于差異化理論的個(gè)性化教學(xué)方式滿足了各種類型、各種層次的學(xué)生學(xué)習(xí)需要。我們通過在08級(jí)、09級(jí)單片機(jī)課程實(shí)施個(gè)性化教學(xué)改革,取得了良好的教學(xué)效果,不僅優(yōu)等生較前幾屆學(xué)生學(xué)得更扎實(shí),而且也激發(fā)基礎(chǔ)較差的學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,在教學(xué)班級(jí)形成了你爭(zhēng)我趕的良好學(xué)風(fēng)。本課題還具有較強(qiáng)的移植性,稍加改動(dòng)就可移植于其他同類課程,對(duì)于生源質(zhì)量日漸降低的高職學(xué)院的理工專業(yè)課程教學(xué)改革具有一定的參考價(jià)值。
Based on the Differentiation of the Theory of Education in Higher Vocational Microcontroller Course Personalized Teaching Research and Practice
TIAN Yong-