孫雷

【摘 要】單片機課程是電子信息類專業(yè)的核心課程，為了提高這門課程的教學效果和教學質(zhì)量，提出新的教學方式來探索教學改革，SPOC將優(yōu)質(zhì)的MOOC資源與傳統(tǒng)課程的優(yōu)勢相結(jié)合，具有小規(guī)模私有定制、線上MOOC、線下課堂接受導師輔導的特點。借鑒SPOC實現(xiàn)單片機課程的教學流程的重構(gòu)與創(chuàng)新，賦予學生有效的學習體驗，提升學生的創(chuàng)新素質(zhì)。

【關(guān)鍵詞】SPOC；課堂翻轉(zhuǎn)；教學模式

0 引言

海口經(jīng)濟學院作為應用型本科大學，培養(yǎng)的學生應具備高素質(zhì)技術(shù)和技能，我們正在探索人才培養(yǎng)和行業(yè)、社會的無縫對接，多種形式的教學改革是提高人才培養(yǎng)的有效途徑，本文分析了我校電子信息工程專業(yè)的單片機課程教學存在的問題，利用SPOC教學平臺把傳統(tǒng)的課堂教學方式的優(yōu)勢和在線學習的優(yōu)勢結(jié)合起來，對教學模式進行了探索和實踐。

1 單片機課程的性質(zhì)和特點

1.1 課程的性質(zhì)

單片機課程是電子信息工程專業(yè)的核心課程之一，課程任務是從應用的目的出發(fā)，通過對51系列單片機結(jié)構(gòu)的剖析，使學生獲得有關(guān)單片機的硬件基本概念、基本知識和單片機應用系統(tǒng)的設計編程知識；使學生能用C51進行程序設計，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。

1.2 課程的要求

（1）基本要求：通過理論教學與實驗教學，讓學生了解單片機的基本工作原理；掌握51單片機的硬件結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)組成、C51程序設計以及單片機系統(tǒng)的應用技術(shù)。

（2）提高性要求：熟悉單片機硬件系統(tǒng)與擴展電路的設計；能夠采用匯編語言或C51編程自行設計單片機應用系統(tǒng)。

（3）技能性要求：通過學習MCS-51單片機原理及應用技術(shù)課程，培養(yǎng)學生應用與之類似的系列單片機技術(shù)，通過學習單片機技術(shù)來實現(xiàn)電子產(chǎn)品的智能化，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。

2 當前單片機課程教學存在的問題

2.1 “以教為主”的單一方向知識傳播，不能激發(fā)學生的積極創(chuàng)造能力

以教師為課程主體的教學方式，是多年的傳統(tǒng)教學方式，理論教學中，如果老師講授的時間超過15分鐘，一些學生的注意力就會發(fā)散；課程的實驗教學中，一些學生只是反復模仿老師的示范操作，為了快速完成實驗，不求甚解，缺乏思考和反復驗證推敲。所以， “以教為主”的單一方向傳播知識的方式，已經(jīng)不能適應現(xiàn)在的教育教學需求。

2.2 實踐教學環(huán)節(jié)薄弱，不利培養(yǎng)學生實踐綜合能力

這門課程的實踐性非常強，固有的實驗學時已經(jīng)不能滿足部分學生的求知欲望，有些學生經(jīng)常在課下繼續(xù)進行實驗的驗證和探求?，F(xiàn)有的教學模式中，理論授課占60%，先理論后實驗，而且基本為驗證性實驗，難以培養(yǎng)學生的開發(fā)和設計能力。實驗課程中，主要采用KeilC51編程軟件和仿真軟件Proteus結(jié)合使用，在后期的課程設計中使用實驗開發(fā)板來進行，實驗課堂的時間有限，學生只能按照老師的規(guī)范操作，下載程序后，在仿真軟件或者開發(fā)板上觀察實驗效果。

2.3 以考代評，缺乏對學生的真實能力的評價環(huán)節(jié)

單片機課程的考核方式以閉卷筆試為主，采用“3+7”模式，即實驗成績30分，期末筆試成績70分。并且實驗成績也主要以書寫實驗報告來評定成績，由于課上時間有限，老師不能一一的檢查、驗收每位學生真實的實踐操作水平，所以傳統(tǒng)的以試卷來考核的方式也存在弊端。

3 基SPOC的MOOC與翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)合的教學模式設計與實施

3.1 MOOC與SPOC的有效結(jié)合構(gòu)建課程

現(xiàn)代先進的教育技術(shù)大量涌現(xiàn)，只有高效、具有強大生命力的教學方法才能滿足我們的教學需要，滿足學生的求知渴望。如今，MOOC的傳入在教育領域的興起，給高等學校的教育帶來了新方法、新機遇、新挑戰(zhàn)。MOOC（ Massive Open Online Course） 即大規(guī)模開放性在線課程，又稱“慕課”，由加拿大學者 Dave Cormier 和 Bryan Alexander 于 2008 年提出[2]。我們借助MOOC實現(xiàn)單片機課程教學效果提升，其思路就是： 轉(zhuǎn)變?yōu)檎n堂教學工具，進入SPOC時代，將傳統(tǒng)的 “堂上聽、堂下答疑” 翻轉(zhuǎn)為 “堂上討論、線上學習”。SPOC（small private online courses），即小規(guī)模私有在線課程，由哈佛大學繼MOOC之后提出的，SPOC中的small和private相對于MOOC中的massive和open而言[2]，SPOC是MOOC的發(fā)展和補充，在教學理念上較相似。SPOC是MOOC與學校課堂教學的深度結(jié)合與應用，SPOC更加能滿足線上（on line）與面對面（face to face）混合教學的需要，可以適當?shù)慕档徒虒W成本，加強教學質(zhì)量，提升學生的學習效率。

應用MOOC的成果和SPOC的教學管理模式，逐漸改革單片機課程的教學。首先進行MOOC課程資源建設：一是，按照教學大綱的授課順序制作PPT課件，將知識點模塊化、項目化；二是，錄制講解短視頻，精講、透徹；三是，提供電子文檔，圍繞知識點詳細介紹；四是，編制典型練習題，與知識點同步，突出重點；五是，借助學校的網(wǎng)絡平臺，上傳資料；六是，在線回答學生提出問題。

圖1 基于SPOC的單片機課程建設構(gòu)成

基于SPOC的單片機課程的建設具有以下特點：

（1）人數(shù)規(guī)模適中：一個班學生一般在30人左右，符合SPOC中的small標準。

（2）學生知識結(jié)構(gòu)相似：學生為同專業(yè)或相近專業(yè)學生，他們的知識結(jié)構(gòu)、學科基礎等因素基本相同，符合private的標準。

（3）課程的知識點專題性強，知識點容易索引，適合MOOC課程的專題建設。

（4）學校成熟的網(wǎng)絡平臺：使用學?，F(xiàn)有網(wǎng)絡平臺，相關(guān)在線課程資料，如：PPT、短視頻、電子書等，方便上傳和下載，維護便利。endprint

3.2 基于SPOC的翻轉(zhuǎn)課堂構(gòu)建單片機教學

單片機課程的翻轉(zhuǎn)課堂構(gòu)建是對傳統(tǒng)課堂教學的一種逆序創(chuàng)新，將知識傳授和知識內(nèi)化兩個階段顛倒[3]，具體實施是學生在課前觀看新課程新知識點的短視頻和電子資料；課堂上進行問題討論，完成相應實驗；課后完成作業(yè)，對課程內(nèi)容深入理解，對疑問的問題教師可以在線答疑。這樣的構(gòu)建方式，讓學生選擇最適合自己的方式接受新知識，賦予了學生更多的自由； 而把知識內(nèi)化的過程放在課堂內(nèi)，以便于同學之間、師生之間有更多的交流。

圖2 單片機課程翻轉(zhuǎn)課堂構(gòu)成教學模式

3.3 案例實踐

按照上述的構(gòu)建模式，選擇單片機課程中的“定時/計數(shù)器”專題來進行案例例證，這節(jié)課的特點是：需要記憶性的概念、知識點多，實踐性要求也高。

課前：通過?？诮?jīng)濟學院校園網(wǎng)，發(fā)布知識點的PPT、短視頻、“定時/計數(shù)器”的設計案例、電子文檔、開發(fā)軟件等。要求學生反復觀看短視頻，了解這個專題的知識點，觀摩實例“利用定時/計數(shù)器T0的工作方式1，產(chǎn)生10ms的定時，輸出周期為20ms的方波”，在開發(fā)軟件中自己實踐，提出問題，做好課前準備。

課中（課堂翻轉(zhuǎn)）：由學生來講解“定時/計數(shù)器”的基本概念、相應的寄存器介紹、實例演示等，在這個過程中，其他同學和教師可以隨時提出問題，學生們一起來討論解決。課堂的實踐練習時間，根據(jù)教師提前發(fā)布的關(guān)于定時/計數(shù)器的拓展任務，例如：如何更改程序，實現(xiàn)輸出周期為1s的方波，學生在原有程序上進行修改調(diào)試，完成任務，這需要學生對硬件結(jié)構(gòu)和軟件編程非常熟悉。這樣的教學過程做到了教師引導，學生主導。

課后：根據(jù)課堂中的授課情況，改進課程難點的引導方式方法，整理教學素材，規(guī)范教學資源，使后續(xù)的課程更加簡明有效，演示清晰，效果最佳。教師同時在線批改學生作業(yè)，答疑解惑。期末學生成績，教師可以由學生課中的表現(xiàn)、課后的作業(yè)完成綜合評定。

4 小結(jié)

根據(jù)教學實踐，基于SPOC的課堂翻轉(zhuǎn)教學模式仍有許多問題值得深入探討。課前，教師需要建立課程資源，獨立的教師個體是無法完成的，這需要一個教學團隊來進行，教師的工作量大大提高了；課中，教師對學生的指導需要授課教師對該知識體系非常熟悉，知識面也要非常廣闊，對教師的教學能力和知識水平提出了更高的要求；課后，教師要定期布置作業(yè)，答疑，使學生能更好吸收掌握這部分內(nèi)容。

總之，SPOC教學使我們應用型本科教學發(fā)生了革命性變革，根據(jù)學生自己的學習計劃自主選擇學習時間，打破了學習進度、學習空間和學習時間的約束，增強了學生的自主學習能力，增強了師生交流解決問題的時間，激發(fā)了學生的創(chuàng)新意識。課程資源的建設也有利于資源共享，加強了師生的聯(lián)系，同時也促進了專業(yè)教師教學團隊的建設。

【參考文獻】

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