劉慶華

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教學設計要處理好學習內(nèi)容、學習任務與學生之間的關(guān)系——《單片機編程與實現(xiàn)》課程的兩次聽課

劉慶華

（邢臺職業(yè)技術(shù)學院，河北 邢臺 054035）

本文描述了對《單片機編程與實現(xiàn)》課程的兩次聽課及相關(guān)感受，并提出高職院校的教學設計要處理好學習內(nèi)容、學習任務與學生之間的關(guān)系，才能取得良好的教學效果。

教學設計；學習內(nèi)容；學習任務；學生

本學期開學第二周，我們教研小組隨機對電氣工程系孔維功老師《單片機編程與實現(xiàn)》課程聽了一次課，之后受孔老師邀請又進行了一次跟蹤聽課。現(xiàn)將這兩次聽課情況及相關(guān)研討、思考介紹如下。

該課程在單片機技術(shù)專業(yè)教室授課，通信技術(shù)專業(yè)2014級兩個班的學生按單班分別上課，周學時四。學生每人一臺電腦，裝有單片機硬件仿真軟件PROTEUS、單片機C語言編譯軟件Keil以及凌波多媒體教學軟件。

一、第一次聽課

星期一上午三四節(jié)，我們聽了第一次課，教學對象是通信142班，教學主題是“單個LED燈閃爍系統(tǒng)編程與實現(xiàn)”，是本門課程的第二個教學單元。

上課后，孔老師首先延續(xù)了上次課的教學主題——音樂播放系統(tǒng)實現(xiàn)，再一次演示了在PROTEUS系統(tǒng)中完成音樂播放系統(tǒng)硬件的搭建，搭建過程中，孔老師向?qū)W生們提出了一個問題，學生們顯得有點茫然，最后有一個學生回答了問題，這個環(huán)節(jié)用時約10分鐘。

接下來，孔老師提出了本次課的主題——單個LED燈閃爍系統(tǒng)編程與實現(xiàn)，在PROTEUS系統(tǒng)中演示了單個LED燈閃爍系統(tǒng)硬件的搭建，針對電阻的選擇，向?qū)W生們提出一個問題，學生們看來缺乏相應的基礎知識，還是不能順利選擇，專業(yè)教室中沒有黑板，孔老師就借助電腦上的畫圖軟件進行了分析、計算和選擇，用時約20分鐘。

隨后，孔老師打開剛才在PROTEUS系統(tǒng)中搭建的音樂播放系統(tǒng)、單個LED燈閃爍系統(tǒng)的硬件圖讓學生們比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有一部分內(nèi)容是相同的，孔老師提出，這就是單片機系統(tǒng)的最小系統(tǒng)，然后用了大約20分鐘講解了最小系統(tǒng)的構(gòu)成和功能。

課間休息過后，孔老師提出：通過硬件的搭建，具備了讓LED燈亮與滅的基礎，要控制LED燈閃爍，還要通過編程。于是，開始向?qū)W生講授如何用Keil軟件編寫C語言程序。

首先，介紹Keil軟件編寫并向?qū)W生們講授了單片機C語言程序框架。

接下來，孔老師講授了LED燈亮與滅的工作原理，在此基礎上，講授并演示了如何通過C語言程序語句實現(xiàn)LED燈的亮與滅，此過程大約用時20分鐘。然后，孔老師在硬件圖中另一個端口上又連了一個LED燈，要求學生獨立編寫控制這個LED燈亮滅的程序。學生們雖然已經(jīng)學習了C語言編程，但實際動手編寫程序時，還是能夠看出之前學過的知識不夠扎實。10分鐘后，僅有為數(shù)不多的幾個學生完成了編寫程序的任務。

經(jīng)過對托架螺栓折斷原因的詳細分析，認為方案一并不能徹底的解決問題，經(jīng)過長時間的運營，還會出現(xiàn)折斷情況；方案二通過增加托架分擔人行道的重量，可以有效防止托架螺栓的折斷。最終確定采用方案二來處理田家石畔特大橋托架病害，設計如圖1所示。

最后，為實現(xiàn)延時功能，孔老師又利用最后10分鐘時間向?qū)W生們講解了一下循環(huán)語句While的用法。

整次課中，學生的學習狀態(tài)不夠理想，參與度不高，約有一半以上的學生似乎沒有跟上老師的教學節(jié)奏。

二、交流與研討

下課后，我們和孔老師一起，對本次課進行了反思和討論。

首先，孔老師對本次課進行了反思：對學生而言，本門課程涉及單片機硬件系統(tǒng)搭建及C語言編程，同時還涉及對應的“工具”——單片機硬件仿真軟件PROTEUS、單片機C語言編譯軟件Keil的使用，的確有難度。以前的教學指導思想是通過老師反復演示促使學生最終能夠使用這些“工具”完成學習任務，因此造成本次課老師的講授、演示過多，學生缺乏執(zhí)行任務的機會，造成學生“置身事外”，影響了學生的學習狀態(tài)，學習效果不理想。

我們接著提出一個問題：“如果讓你重新設計本次課的教學，你會怎么設計？”孔老師略一思考，就表達了調(diào)整教學的想法：就教學指導思想而言，老師要先演示或講解，然后讓學生嘗試執(zhí)行任務，老師再對出現(xiàn)的問題進行反饋、演示及講解，最后讓學生完善任務；就本次課來說，要安排學生親手搭建單個LED燈閃爍系統(tǒng)的硬件并編寫程序。

孔老師有著豐富的單片機工程實踐經(jīng)驗，帶領(lǐng)電子技術(shù)工作室的同學們?yōu)槎嗉移髽I(yè)開發(fā)過實際的單片機系統(tǒng)，2014年還成功完成《電子產(chǎn)品故障檢測與維修》課程的課改，對本次課的反思和調(diào)整設想基本到位，我們在此基礎上，提了兩條建議供孔老師參考：一是要評估所設計的學習任務的難度與學生能力、知識基礎的差距，如果學習任務對學生而言難度過大，就要考慮對學習任務進行適當分解，拆成一個任務序列讓學生循序漸進地提高水平；二是要考慮學生的認知負荷，一次課或一個學習任務承載的學習內(nèi)容不能過多。

孔老師也認同我們的建議，并邀請我們周三另一班相同教學主題再來聽一次課。

三、第二次聽課

星期三下午五六節(jié)，我們聽了第二次課，教學對象是通信141班，教學主題依然是“單個LED燈閃爍系統(tǒng)編程與實現(xiàn)”。

接下來，孔老師向?qū)W生們布置了本次課的第一個分解任務——在PROTEUS系統(tǒng)中搭建單片機最小系統(tǒng)，限定10分鐘時間。學生們打開PROTEUS開始搭建，選元器件、連線，孔老師在教室中巡視，解答學生們的提問?？磥韺W生們水平不一，有2個學生很快就搭建成功了，規(guī)定時間內(nèi)有5個學生完成了系統(tǒng)搭建。接著，孔老師結(jié)合巡視中學生們出現(xiàn)的常見問題，又一次演示了搭建過程，留下5分鐘時間讓沒有完成的學生完成系統(tǒng)搭建，這次，絕大部分學生都完成了。

隨后，孔老師提出了本次課的第二個分解任務——在PROTEUS系統(tǒng)中搭建LED燈閃爍系統(tǒng)的其余硬件，他先用了10分鐘時間向?qū)W生們演示了搭建過程，重點是其中電阻的選擇，帶著學生們進行了分析、計算和選擇，然后告訴學生，課間休息后用5分鐘時間自己實現(xiàn)。

課間休息過后，學生們開始搭建，有幾位學生利用課間休息時間完成了任務，5分鐘時，有將近一半的學生舉手讓孔老師驗收了。接著，孔老師還是結(jié)合學生們出現(xiàn)的問題和難點，向?qū)W生們再一次展示了搭建過程，留下2分鐘時間讓沒有完成的學生完成系統(tǒng)搭建。

接下來，孔老師向?qū)W生們說明了編程的作用，向?qū)W生講授了如何用Keil軟件編寫C語言程序框架。

隨后，孔老師提出了本次課的第三個分解任務——利用Keil軟件編寫C語言程序控制LED燈亮與滅。孔老師先用10分鐘帶領(lǐng)學生一起回顧了LED燈亮與滅的工作原理，在此基礎上，又用5分鐘講授并演示了如何通過C語言程序語句實現(xiàn)LED燈亮與滅。然后，孔老師在硬件圖中另一個端口上又連了一個LED燈，把這個硬件圖通過凌波教學軟件傳到每一個學生的電腦上，要求學生編寫程序控制這個LED燈的亮滅。學生們開始動手編程序，孔老師一邊巡視，一邊解答學生們的提問，5分鐘剛過，已經(jīng)有學生完成了，孔老師叫停學生，集中反饋了出現(xiàn)的問題，然后留出時間讓學生們完成編程。

最后，孔老師告訴學生，如果要實現(xiàn)LED燈閃爍，在控制亮滅的基礎上，還需要使亮與滅的時間能夠延長，這就需要延時語句，下次課將用一次課的時間，完成另兩個分解任務：延時語句的編寫以及完整系統(tǒng)調(diào)試，然后就結(jié)束了本次課。

在這次課中，學生的學習狀態(tài)較好，幾乎所有的學生都能跟上老師的教學，學習任務的完成效果也比上一個班好。

四、相關(guān)思考

通過這兩次聽課及相關(guān)研討，促進了我們對職業(yè)教育教學的一點思考，即：教學設計與實施要全面考慮并妥善處理好學習內(nèi)容、學習任務及學生之間的關(guān)系，否則，就有可能影響學生的學習效果。結(jié)合以往的聽課經(jīng)驗，我們區(qū)分了如下幾種情況：

一種情況是教學設計與實施中僅考慮學習內(nèi)容，忽視學習任務與學生。老師大段講授或演示，學生旁聽或旁觀，雖然老師完成了“教學任務”，但由于這種方式不符合職業(yè)院校學生的學習規(guī)律，會造成學生學習狀態(tài)不佳；學生只是聽與看，不能有效培養(yǎng)各方面的能力；學生沒有“出手”完成學習任務的機會，造成即便老師想伸手拉學生一把，卻不知道學生的“手”在哪里，難以向?qū)W生提供有針對性的學習指導，影響了學習效果。

第二種情況是對學習任務理解和運用不當。沒有基于工作任務設計學習任務，簡單認為安排學生做的事都是“學習任務”；或?qū)W習任務運用不當，僅作為導入、作業(yè)使用，中間依然大段講授或演示，這就和第一種情況類似，會影響學習效果。

第三種情況是雖然設計了學習任務，但忽視了學生。沒有根據(jù)學生的基礎對學習任務進行必要的教學簡化，造成學習任務過于綜合，難度大，包含的學習內(nèi)容多，圍繞學習任務給學生提供的學習支持與學習指導不足，學生跟不上，難以實現(xiàn)理想的學習效果。我們在研討中給孔老師提的建議，就是希望避免出現(xiàn)這種情況。

第四種情況就是全面考慮并妥善處理好學習內(nèi)容、學習任務及學生之間的關(guān)系。教育心理學家奧蘇貝爾認為：“如果我不得不把教育心理學的所有內(nèi)容簡約成一條原理的話，那就是，影響學習效果的最重要的因素是學生已經(jīng)知道了什么，然后根據(jù)原有知識狀況進行相應的教學?！苯虒W設計與實施過程中，要隨時評估學習任務及其所承載的學習內(nèi)容與學生基礎的差距，如果差距不大，就可以考慮先讓學生嘗試一下，然后老師引導學生反思，順勢加入新內(nèi)容；如果差距大，就要精簡學習內(nèi)容、簡化學習任務，還要提供學習支持或?qū)W習指導，先講解、組織案例分析或直接給學生示范，然后讓學生嘗試完成，再引導反思。在教學中，要有50%-70%的時間讓學生用于完成學習任務、思考問題，其余時間，由教師向?qū)W生提供幫助。根據(jù)我們的聽課經(jīng)驗，在職業(yè)院校中，這樣的教學會受到學生的歡迎并取得比較理想的學習效果?？桌蠋煹牡诙谓虒W，就是這樣的教學過程。

在起草本文的同時，我們請孔老師對他的前后兩次教學設計、教學實施做進一步的“揭秘”，解釋他教學設計與實施的思路、步驟、具體安排，以及為什么要進行這樣的教學設計與實施，感興趣的老師請繼續(xù)關(guān)注。

（責任編輯 燕 艷）

Teaching Design Should Balance the Relation among Teaching Contents, Tasks and Students——After Listening to the Course “MCU Programming and Implementation” Twice

LIU Qing-hua

（Xingtai Polytechnic College, Xingtai , Hebei 054035, China）

This paper describes the feeling after listening twice of the course “MCU Programming and Implementation”, puts forward that teaching design should balance the relation among the teaching content, learning tasks and the students, only by this can good teaching effect can be achieved.

teaching design; teaching content; learning task; students

G712

A

1008—6129（2015）05—0001—03

2015—09—01

2016-2017年校級重點課題——“任務中心整體化教學設計與實施”階段成果。

劉慶華（1973—），河北邢臺人，邢臺職業(yè)技術(shù)學院高職研究所，教授。