張繪敏

(河南應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機電工程學(xué)院,河南 鄭州450042)

0 引言

單片機已經(jīng)發(fā)展了近30年,目前已經(jīng)滲透到生活的各個領(lǐng)域,幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機的蹤跡。單片機作為高職院校機電專業(yè)的專業(yè)核心課程,不僅要求學(xué)生掌握繁雜的基礎(chǔ)知識,更要求他們能夠利用單片機解決應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計問題。而很多高職院校在教學(xué)方法方面形式單一,致使學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性降低,不能達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果,更不能適應(yīng)單片機就業(yè)崗位的需求。如何調(diào)整單片機教學(xué)方法以適應(yīng)社會對該崗位的人才需求已成為一個亟待解決的問題。

1 單片機課程教學(xué)現(xiàn)狀

以河南應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院為例,單片機課程自2011年起做了重大的變革,黃雙成老師開發(fā)的《基于網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)的項目化單片機應(yīng)用技術(shù)》作為單片機課程的核心教材,此教材采用以“項目為導(dǎo)向,任務(wù)為驅(qū)動”的教學(xué)模式,將全書基礎(chǔ)篇以制作單片機彩燈控制器為項目,分為17個任務(wù)和兩個考核項目。應(yīng)用篇以交通燈控制系統(tǒng)、數(shù)字電壓表設(shè)計與實現(xiàn)、雙機通信系統(tǒng)和太陽能熱水器水溫、水位控制系統(tǒng)設(shè)計等四個項目案例的單片機應(yīng)用來學(xué)習(xí)這門課程。教材設(shè)計思路清晰,以易理解的彩燈控制器項目引入,任務(wù)由淺入深,循序漸進(jìn),涵蓋了單片機硬件和軟件方面的所有知識點。

課程還開發(fā)了單片機網(wǎng)絡(luò)課程中心平臺,提供教學(xué)需要的PPT、教學(xué)設(shè)計方案、制作素材和實例、測試程序代碼、考試系統(tǒng)、任務(wù)書等配套資源,老師按照“下發(fā)任務(wù)書－完成任務(wù)－相關(guān)知識－再下發(fā)任務(wù)書－再完成任務(wù)－小結(jié)測試”的思路組織教學(xué),學(xué)生可以登錄網(wǎng)站進(jìn)行課程的學(xué)習(xí)。在平臺上還可以在交流互動欄目線上解決學(xué)生的疑難問題,有效的提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。經(jīng)過五年的教學(xué)實踐,大大提高了單片機的教學(xué)和學(xué)習(xí)成效。

2 單片機課程教學(xué)現(xiàn)存在的問題

學(xué)校在單片機課程改革方面取得了很大的成效,但也存在了一些不足：

(1)學(xué)生學(xué)情方面：高職機電專業(yè)學(xué)生實踐能力很強,彩燈控制器制作過程中的焊接任務(wù)完成的非常好,但是由于學(xué)生知識基礎(chǔ)水平參差不齊,在任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式下,學(xué)生領(lǐng)取到了同樣的任務(wù),取得的成效差異很大,呈現(xiàn)出“高開低走”的態(tài)勢。

(2)教學(xué)交互方面：課堂教學(xué)時間緊迫導(dǎo)致學(xué)生實踐時間不足。任務(wù)驅(qū)動模式下知識的講解、項目的實操及學(xué)生評價都在課堂上完成,為完成教學(xué)內(nèi)容只能壓縮學(xué)生的實踐時間,學(xué)生在項目實踐中遇到的問題得不到充分及時的解答。并且很少學(xué)生會課下去網(wǎng)站平臺咨詢問題,與老師交流少,知識技能的內(nèi)化欠佳。

(3)教學(xué)方法方面：單片機課程我們已經(jīng)采用了任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)模式,取得了很大成果。但是教學(xué)模式還是以課堂教學(xué)過程為主,課下很少學(xué)生會去學(xué)習(xí)這門課程。而我們老師的課堂任務(wù)主要就是“授業(yè)解惑”,“授業(yè)”我們做到了。對于解惑,經(jīng)實踐表明學(xué)生的課堂疑惑很少,這是因為學(xué)生不注重課前的預(yù)習(xí)環(huán)節(jié),課后也不注重總結(jié)反思,只靠教師在課堂上的精心設(shè)計來實現(xiàn)“任務(wù)驅(qū)動”,大大抹殺了學(xué)生的創(chuàng)新和自主學(xué)習(xí)的能力。

為解決上述三點問題,筆者在2014級學(xué)生的單片機課程教學(xué)中引入了“任務(wù)驅(qū)動＋翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式。一方面教師將每個任務(wù)知識點做成微課,學(xué)生能夠根據(jù)自身基礎(chǔ)靈活安排新知識的學(xué)習(xí)時間,提前預(yù)習(xí)下節(jié)課的內(nèi)容,彌補學(xué)生間的差異性;另一方面縮短了教師課堂講授新知識的時間,留出更多的課堂實踐用于學(xué)生的項目實踐,學(xué)生技能深度得以加強,并且課后老師和學(xué)生經(jīng)過總結(jié)反思會使學(xué)習(xí)知識更加固化于心。

3 “任務(wù)驅(qū)動＋翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式在單片機課程中的應(yīng)用

“任務(wù)驅(qū)動＋翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式由課前自主學(xué)習(xí)、課中任務(wù)實施和課后總結(jié)反思三個環(huán)節(jié)構(gòu)成。筆者分別從以下三個環(huán)節(jié)闡述該教學(xué)模式在單片機課程中的應(yīng)用。

3.1 課前—自主學(xué)習(xí)

“任務(wù)驅(qū)動＋翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式中,學(xué)生課前預(yù)習(xí)非常重要,在單片機網(wǎng)絡(luò)平臺上我們已經(jīng)設(shè)計有部分教學(xué)資料,而知識點的微課錄制是我們后期新加的教學(xué)資源,微課需要發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)平臺上供學(xué)生學(xué)習(xí)。教師同時也把學(xué)習(xí)資源發(fā)布到微信和機電家園網(wǎng)上,附上文件超鏈接,便于學(xué)生下載微課。學(xué)生可通過電腦、手機、iPad等多種途徑觀看教師發(fā)布的微課視頻。在學(xué)習(xí)中學(xué)生可以暫停、回放視頻,這就照顧到了不同學(xué)習(xí)程度的學(xué)生。當(dāng)他們遇到不懂的問題時可以通過網(wǎng)絡(luò)查找相關(guān)資料、反復(fù)觀看視頻或在網(wǎng)絡(luò)交互平臺上向同學(xué)、老師提問,或者可將問題用筆記本記錄下來到課堂上解決。

3.2 課中—組織課堂活動

Zaid Ali Alsagoff教授指出翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的最大挑戰(zhàn)并不在于如何制作視頻,如何進(jìn)行有效的“線上”活動,而是如何創(chuàng)造鼓舞人心、面對面的課堂學(xué)習(xí)?！叭蝿?wù)驅(qū)動＋翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式中,教師還需要精心設(shè)計課堂教學(xué)活動思路,充分發(fā)揮學(xué)生的探究性。課堂活動主要有學(xué)生提出問題、教師解答問題、學(xué)生討論教師個性化輔導(dǎo)、學(xué)生作品PPT展示、教師講解點評等。

3.2.1 學(xué)生提出問題,教師解答問題

學(xué)生在單片機彩燈控制器項目制作預(yù)習(xí)中遇到的問題以及看完微課視頻后在網(wǎng)絡(luò)平臺上學(xué)生測驗結(jié)果反映的問題教師需要總結(jié)一一給學(xué)生答疑,教師盡量采用提問的方式逐步引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)學(xué)生獨立探究的能力。完成之后教師分配具體的任務(wù),學(xué)生收到項目書開始具體分組實施。

3.2.2 學(xué)生協(xié)作探究,教師個性化輔導(dǎo)

學(xué)生在收到任務(wù)后,首先分析任務(wù),然后完成項目制作需要的硬件電路設(shè)計,用Protues繪制PCB圖,完成PCB板的焊接,編寫軟件程序,程序的仿真和調(diào)試等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因每個環(huán)節(jié)的難度不均,所以分組時應(yīng)注意采取優(yōu)勢互補的方式進(jìn)行合理的分組,并要控制組員的規(guī)模。另外在學(xué)生制作過程中,老師參與到學(xué)生的問題討論中,給予學(xué)生實時的指導(dǎo)和幫助。

3.2.3 學(xué)生作品展示,教師點評講解

學(xué)生完成任務(wù)后需要對小組的成果進(jìn)行PPT展示交流分享經(jīng)驗。在項目過程中,不同小組設(shè)計的硬件電路和軟件編程方法都可能不同,實現(xiàn)的彩燈閃爍效果也可能不同。通過作品的展示,小組間可以互相學(xué)習(xí),學(xué)到一些新穎獨特的想法,深化學(xué)習(xí)效果。此過程中還采用組內(nèi)和組間互評,以及教師總結(jié)點評的方式對作品進(jìn)行評價。

3.3 課后—總結(jié)反思

課后學(xué)生需要查找不足,教師需要對學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行綜合的評價,并反思教學(xué)過程的不足之處加以改進(jìn)。教師也可以將學(xué)生作品撰寫評語上傳到單片機網(wǎng)絡(luò)平臺上學(xué)生自行下載,并通過微信公眾號和機電家園網(wǎng)分享優(yōu)秀的作品,并鼓勵學(xué)生用微信、QQ、微博等網(wǎng)絡(luò)工具分享出去,增強學(xué)生的成就感。部分學(xué)生將作品下載后制作成作品集,作為畢業(yè)設(shè)計的第一手資料和實習(xí)應(yīng)聘的籌碼,受到了非常好的效果。

4 教學(xué)效果分析

此項目主要對2013級、2014級的機電學(xué)生進(jìn)行了在單片機網(wǎng)絡(luò)平臺上的課后問卷調(diào)查,2013級是采用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式,2014級采用“任務(wù)驅(qū)動＋翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,2014級的課堂滿意度達(dá)到了90%,遠(yuǎn)高于2013級的73%。單片機更新?lián)Q代非?？?從事單片機開發(fā)需要持續(xù)的充電學(xué)習(xí)?！叭蝿?wù)驅(qū)動＋翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式的創(chuàng)新,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,主動性,也增強了學(xué)生在社會行業(yè)中的生存能力。

5 結(jié)束語

作為“互聯(lián)網(wǎng)＋”背景下的單片機教師,應(yīng)該順應(yīng)時代發(fā)展探索新的教學(xué)模式,“任務(wù)驅(qū)動＋翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式應(yīng)用在單片機課程中教學(xué)效果顯著,但同時對老師也提出了更高的要求,因此此模式在以后教學(xué)中的持久應(yīng)用還需要更深入的探索和實踐。

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