王曉曄 溫顯斌 王春東 楊守瑞

摘? 要： 本文探索了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在單片機(jī)課程教學(xué)中的改革，針對(duì)單片機(jī)教學(xué)過程中的現(xiàn)狀和存在的問題，提出了相應(yīng)的改革措施和案例，學(xué)生對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式反應(yīng)良好。

關(guān)鍵詞： 翻轉(zhuǎn)課堂;單片機(jī);教學(xué)改革

中圖分類號(hào)： G642? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A? ? DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2020.10.080

本文著錄格式：王曉曄，溫顯斌，王春東，等. 翻轉(zhuǎn)課堂在單片機(jī)課程教學(xué)中的應(yīng)[J]. 軟件，2020，41（10）：304305

【Abstract】： This paper explores the reform of flipped classroom teaching mode in the teaching of single-chip microcomputer course. In view of the current situation and existing problems in the teaching process of single-chip microcomputer， the corresponding reform measures and cases are put forward. Students have a good response to the flipped classroom teaching mode.

【Key words】： Flipped classroom; Single Chip microcomputer; Teaching Reform

0? 引言

單片機(jī)作為計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)中的一門核心課，具有較高的專業(yè)性和實(shí)踐性，涉及計(jì)算機(jī)的硬件和軟件兩部分，要求學(xué)生具有較高的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐動(dòng)手能力，對(duì)于電路的設(shè)計(jì)和編程能力都有較高的要求，因此學(xué)習(xí)起來有一定的難度[1-3]。同時(shí)根據(jù)往年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)單片機(jī)的學(xué)習(xí)興趣不高，有一定的畏難情緒。因此，將翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)理念引入到單片機(jī)教學(xué)中，教師將教學(xué)課件，學(xué)習(xí)任務(wù)提前發(fā)放給學(xué)生，學(xué)生在課下自學(xué)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，在課堂上向教師提問、進(jìn)行小組討論或者做學(xué)習(xí)匯報(bào)，這樣可以大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，發(fā)揮他們的主觀能動(dòng)性，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行專業(yè)探究和實(shí)踐。

1? 單片機(jī)課程教學(xué)的現(xiàn)狀與存在問題分析

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)的迅速發(fā)展，人們獲取信息的渠道更加多樣，獲取信息的成本更加低下，使得人們的視野正在不斷擴(kuò)大;同時(shí)信息技術(shù)日新月異的更新，使得單片機(jī)相關(guān)教師所需不斷學(xué)習(xí)的知識(shí)世界也在不斷的擴(kuò)張，使得傳統(tǒng)的教育方式已經(jīng)很難適應(yīng)這種快速的發(fā)展，簡(jiǎn)單的課堂教學(xué)已經(jīng)不能提起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在單片機(jī)的課堂教學(xué)中，由于其涉及數(shù)字電路、計(jì)算機(jī)組成、C語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言等軟硬件的理論基礎(chǔ)知識(shí)，使得課程的理論性強(qiáng)、內(nèi)容抽象、不易掌握，而且在課堂教學(xué)中，因?yàn)闆]有辦法直接進(jìn)行實(shí)物展示，不直觀，對(duì)于缺乏想象力的學(xué)生來說，提不起學(xué)習(xí)的興趣。同時(shí)對(duì)于理論不扎實(shí)的學(xué)生會(huì)增加難度，降低學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，而且傳統(tǒng)的教學(xué)過程，通常的授課模式是教師在講臺(tái)上根據(jù)自己的課件講解，沒有辦法兼顧到各個(gè)層次的學(xué)生的掌握情況，因此輔導(dǎo)也會(huì)比較少，影響了教和學(xué)的有效銜接。

單片機(jī)課程的實(shí)踐教學(xué)往往是穿插在理論學(xué)習(xí)之中，主要的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生只需要按照電路圖連線，復(fù)制粘貼相關(guān)代碼，就可以完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)所做的實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)不深刻，在調(diào)試電路和程序方面的能力得不到很好的提高，不能發(fā)揮實(shí)踐教學(xué)的真正目的。

2? 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)

網(wǎng)絡(luò)提供了豐富多樣的學(xué)習(xí)資源，通過網(wǎng)絡(luò)可以學(xué)習(xí)著名高校的線上課程，可以通過視頻學(xué)習(xí)各種電路的搭建和軟件的編程，傳統(tǒng)教育與之相比顯得過于死板。如何讓學(xué)生的思維留在課堂上是教學(xué)改革的關(guān)鍵。這就要求教師精心設(shè)計(jì)課堂教學(xué)內(nèi)容和組織形式，讓學(xué)生在課堂上做必需要的事情，任務(wù)要明確，成果要便于評(píng)估。 因此，改革課堂的教學(xué)內(nèi)容和形式成為當(dāng)前亟待解決的問題之一。翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式為教師保持規(guī)律性授課的同時(shí)，將課堂的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，使學(xué)生成為了課程的主導(dǎo)，學(xué)生擁有更多學(xué)習(xí)自主權(quán)，可以自主選擇學(xué)習(xí)的方式和知識(shí)來源，通過小組討論和研究，來解決學(xué)習(xí)中遇到的各種問題[4-6]。

在翻轉(zhuǎn)課堂中，教師不需要在課堂上講授知識(shí)，大部分的學(xué)習(xí)內(nèi)容和知識(shí)需要學(xué)生在課外自主完成[7-10]。由于單片機(jī)是一門比較成熟的課程，在慕課平臺(tái)、學(xué)堂在線、嗶哩嗶哩等網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)上有大量的視頻學(xué)習(xí)資源，教師依據(jù)培養(yǎng)方案和任務(wù)目標(biāo)將知識(shí)碎片化，提前將需要學(xué)習(xí)的視頻或電子書經(jīng)過篩選提供學(xué)生自主學(xué)習(xí)，教師可以根據(jù)自己班級(jí)的學(xué)生的理論基礎(chǔ)，錄制相應(yīng)的短視頻，供學(xué)生提前預(yù)習(xí)課程。在每次上課前發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)和在課堂上討論的主題。

我院還建設(shè)了網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，教師可以將錄制的教學(xué)視頻上傳到平臺(tái)中，以便于學(xué)生搜索和查找知識(shí)點(diǎn)。學(xué)生也可將學(xué)習(xí)過程中感興趣的學(xué)習(xí)資源上傳給教師，經(jīng)教師審核沒問題后，上傳到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，從而確保學(xué)習(xí)資源的豐富化和視角的多樣化。同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，每門課程都有討論區(qū)，學(xué)生可以利用討論區(qū)，就所學(xué)習(xí)的知識(shí)發(fā)表自己的看法、觀點(diǎn)或者展示自己的學(xué)習(xí)成果。同時(shí)，學(xué)生可以提出學(xué)習(xí)中遇到的各種問題，教師和學(xué)生們可以在討論區(qū)一起探討難點(diǎn)和疑點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生們走向解決問題的正確思路。教師可以根據(jù)學(xué)生在平臺(tái)上的提問、解答、討論等學(xué)習(xí)活動(dòng)，為學(xué)生的學(xué)習(xí)能力打分，有利于綜合全面地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，為后續(xù)的課程評(píng)分提供依據(jù)。

3? 翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)踐教學(xué)

傳送帶打包的實(shí)驗(yàn)是單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)中的一個(gè)綜合性教學(xué)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)的硬件包含復(fù)位電路、光敏三極管、中斷系統(tǒng)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和數(shù)碼管的顯示電路，如圖1所示。光敏三極管用于測(cè)試傳送帶上的有沒有產(chǎn)品，定時(shí)/計(jì)數(shù)器用于統(tǒng)計(jì)傳送帶上通過的產(chǎn)品數(shù)量，中斷系統(tǒng)用于啟動(dòng)打包操作，數(shù)碼管用于顯示當(dāng)前已經(jīng)打包的包裝數(shù)量。通過對(duì)這個(gè)綜合性實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)設(shè)計(jì)，圖1中的每個(gè)模塊都可以設(shè)計(jì)成一個(gè)子任務(wù)，每個(gè)子任務(wù)又包含若干個(gè)知識(shí)點(diǎn)，提前將這些子任務(wù)布置給學(xué)生，能夠讓學(xué)生在課前熟悉和掌握實(shí)驗(yàn)中所用到的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生在課前預(yù)習(xí)的同時(shí)，設(shè)計(jì)自己的任務(wù)并且實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能，為后續(xù)的課堂教學(xué)做好鋪墊。

傳送帶打包的設(shè)計(jì)系統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容主要用到并行口的輸入輸出、常用的輸入輸出設(shè)備、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和中斷系統(tǒng)等內(nèi)容。在翻轉(zhuǎn)課堂的設(shè)計(jì)過程中，對(duì)學(xué)生按照“提出問題——分析問題——解決問題”的思路進(jìn)行引導(dǎo)，將學(xué)生按照各個(gè)模塊進(jìn)行分組，學(xué)生通過積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)，能夠?qū)⒏鱾€(gè)知識(shí)點(diǎn)有序的串連起來，再利用小組討論、協(xié)作的形式，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在項(xiàng)目開始之前，教師可以將知識(shí)點(diǎn)的簡(jiǎn)短視頻、疑難點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)等發(fā)布在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上。課堂上，教師主要起引導(dǎo)作用，參與各個(gè)小組的討論、知識(shí)點(diǎn)的支撐和問題的解答等，讓學(xué)生一步一步地進(jìn)行完成系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)，最終解決實(shí)際問題。

4? 基于翻轉(zhuǎn)課堂的單片機(jī)教學(xué)模式考核

翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐能力都非常重視，因此現(xiàn)有的教學(xué)評(píng)價(jià)體系有可能會(huì)影響教學(xué)的效果。本文針對(duì)單片機(jī)課程的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式考核評(píng)價(jià)體系進(jìn)行了改革。第一，學(xué)生課程總評(píng)的組成需要體現(xiàn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，總評(píng)成績(jī)包括兩部分，平時(shí)成績(jī)60%，結(jié)課考試成績(jī)40%，改變了傳統(tǒng)教學(xué)中，只重視結(jié)課考試，考前背兩天，就能考試及格的情況。第二、平時(shí)成績(jī)又被拆解成幾部分，主要包括以下幾點(diǎn)，針對(duì)課堂表現(xiàn)和課后作業(yè)的打分，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)討論積極性的打分， 隨機(jī)抽取學(xué)生撰寫的論文或總結(jié)進(jìn)行評(píng)價(jià)和提問的打分，讓學(xué)生分組討論、思考、設(shè)計(jì)、回答情況的打分。通過多種形式的考核方式改革，促成了單片機(jī)課程的翻轉(zhuǎn)課堂發(fā)揮到最好的教學(xué)效果。

5? 結(jié)論

今年疫情期間，所有的課程需要線上教學(xué)，使得翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式得到了更好的實(shí)施， 翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)效果比傳統(tǒng)的教學(xué)模式有了一定的進(jìn)步，學(xué)生學(xué)習(xí)有了一定的主動(dòng)性，而且課堂上學(xué)生發(fā)言踴躍，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性有了很大提高，學(xué)生對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方式非常滿意。但是，翻轉(zhuǎn)課堂也給教師的教學(xué)工作帶來了很多工作量，包括尋找好的學(xué)習(xí)資源和視頻，錄制自己的教學(xué)視頻，網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的答疑交流等，占用了教師大量的時(shí)間。

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