陳韻秋， 童 威， 黃啟萍

(1.安徽文達(dá)信息工程學(xué)院， 安徽 合肥 231201；2.安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 安徽 合肥 230051)

0 引言

近幾年來，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展迅猛，智能化在我們的生活中處處體現(xiàn)，日常生活中方方面面各個領(lǐng)域幾乎都有單片機的蹤影，未來關(guān)于單片機的相關(guān)應(yīng)用也只會愈發(fā)廣泛、深入。各大高校對單片機課程的開設(shè)以及具體教學(xué)都予以極大的重視[1]。課堂教學(xué)在當(dāng)今社會的發(fā)展大環(huán)境下的改革也是必不可少的，現(xiàn)階段是信息化社會，把飛速發(fā)展的信息化技術(shù)同課堂課程教學(xué)活動融合也是當(dāng)今高校教學(xué)的必然趨勢。文章將“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式通過一定的調(diào)整適應(yīng)，應(yīng)用到“單片機原理及應(yīng)用”這門課程的教學(xué)實踐中，一來實現(xiàn)了傳統(tǒng)課堂教學(xué)與現(xiàn)代信息的結(jié)合，二來也能夠通過這種新的教學(xué)模式給學(xué)生帶來新的體驗新的收獲以及新的思考。

1 翻轉(zhuǎn)課堂的含義

“翻轉(zhuǎn)課堂”顧名思義核心就在于“翻轉(zhuǎn)”，簡單來說就是把課堂上老師和學(xué)生的身份進行“翻轉(zhuǎn)”，把知識學(xué)習(xí)的決定權(quán)交到學(xué)生手上。充分利用當(dāng)今社會的信息化設(shè)備工具，將相關(guān)知識的講解內(nèi)容由教師整理提供后，學(xué)生在正式上課前獨立自主的進行學(xué)習(xí)，從而在實際上課時能夠充分利用好面對面課堂的寶貴時間，能夠在課堂上節(jié)省下對于新知識的理解所占用的時間，從而更專注于對于知識的更深層次的理解和應(yīng)用，這種學(xué)習(xí)方式使得學(xué)生對于新課程學(xué)習(xí)的參與感更強，也使得學(xué)習(xí)過程變得更加靈活主動[2]。

翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式中，對于課程講解視頻而言一定要短小精悍，時長應(yīng)控制在十幾分鐘之內(nèi)，每個視頻針對性也應(yīng)該較高，以保證學(xué)生能夠在課前更加集中高效的自主學(xué)習(xí)。這并不表示視頻就是課堂的核心和主要內(nèi)容，學(xué)習(xí)視頻只是關(guān)于新知識的簡單理解，真正的深入學(xué)習(xí)在于課堂上的活動。學(xué)生在課前完成了相關(guān)新知識的學(xué)習(xí)后，在課堂上根據(jù)自己課下觀看視頻所習(xí)得知識，來完成教師布置的任務(wù)實現(xiàn)知識的自主內(nèi)化。其中在課堂上學(xué)生將知識內(nèi)化的形式有很多，可以是小組討論、分組協(xié)作，也可以是采取學(xué)生代表上臺講，其他學(xué)生提出自己的意見和見解等形式。在這種學(xué)習(xí)模式下，課堂上學(xué)生的主體地位愈發(fā)明顯，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和參與感都有顯著提升，教師也能夠通過學(xué)生的表現(xiàn)在提供即時性的幫助和指導(dǎo)的同時，更加高效的了解到學(xué)生對知識的掌握情況及教學(xué)重難點情況。

2 翻轉(zhuǎn)課堂在單片機課程中的必要性

“單片機原理及應(yīng)用”課程作為很多高校專業(yè)的核心課程，其重要性不言而喻，特別是隨著社會發(fā)展，許多專業(yè)人才的需求變大，而單片機的應(yīng)用也十分廣泛普遍，因此培養(yǎng)出優(yōu)秀的單片機專業(yè)性人才也是高校教育的重點。要想學(xué)習(xí)好這門課程，關(guān)鍵在于要培養(yǎng)起學(xué)生的主動性和積極性，但是對于學(xué)生而言，學(xué)習(xí)該門課程還是容易產(chǎn)生畏難情緒，因此在課堂上盡可能大的發(fā)揮學(xué)生的主動性和參與感就顯得尤為必要。這就是翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用到單片機課程中的優(yōu)勢[3]。

將翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用到單片機課程中能夠極大程度上解決學(xué)生在學(xué)習(xí)完新課后的茫然懵懂的感受，以學(xué)生為主體、以教師為輔助、以實踐為核心的教學(xué)模式也能夠引導(dǎo)學(xué)生積極自主、循序漸進的對單片機電路的設(shè)計與開發(fā)有著更為清晰、明確的認(rèn)識，并對學(xué)生的實際動手能力以及思維創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有積極效果。

3 基于翻轉(zhuǎn)課堂的單片機課程設(shè)計

翻轉(zhuǎn)課堂在投入課堂使用的過程中利用高科技電子產(chǎn)品將學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體地位發(fā)揮至最大化，并將教師從傳統(tǒng)意義上的教學(xué)主體轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W(xué)輔助地位，與傳統(tǒng)的老師在臺上說，學(xué)生在臺下聽的教學(xué)模式相反，注重培養(yǎng)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力以及團隊協(xié)作能力。在此，根據(jù)學(xué)生情況以及教學(xué)實際情況，展現(xiàn)出翻轉(zhuǎn)課堂的課程設(shè)計情況及實施架構(gòu)，如圖1所示。

翻轉(zhuǎn)課堂的架構(gòu)中體現(xiàn)出了一個完整的課程設(shè)計實施情況。將老師的教和學(xué)生的學(xué)，進行創(chuàng)新。課前學(xué)習(xí)新知識，課堂上則是主要讓學(xué)生利用自己課前所習(xí)得知識進行討論操作，使得學(xué)生能夠快速而有效的將所學(xué)知識加以應(yīng)用。教師也能夠直觀看出學(xué)生對于知識的掌握情況，從而將面對面課堂的時間側(cè)重于學(xué)生對于知識的融會貫通，進而充分保證了課堂上的時間的高效性[4]。并且課堂上采取的翻轉(zhuǎn)課堂形式使得學(xué)生在相互討論中進一步內(nèi)化知識，而教師也要對各個同學(xué)的成果進行評價并對本次課知識進行針對性總結(jié)，進而搭建起較為清晰的知識架構(gòu)。與此同時，教師還需要對自己進行自我評價，根據(jù)課堂表現(xiàn)情況、學(xué)生掌握情況對教學(xué)內(nèi)容進行針對性的改進。

圖1 翻轉(zhuǎn)課堂的課程設(shè)計情況及實施架構(gòu)

4 單片機課程在翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式下的應(yīng)用

根據(jù)前文中關(guān)于翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式概念以及相關(guān)課程設(shè)計實施架構(gòu)，在此以計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)近50位學(xué)生為實施對象，并分配好5至6位學(xué)生為一小組，對“單片機技術(shù)及應(yīng)用”課程中相對較為基礎(chǔ)的“點亮LED燈”一課為例，進行實際實踐，從而研究翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式和實施架構(gòu)具體實施到實際教學(xué)過程中的教學(xué)情況、學(xué)生掌握情況以及學(xué)生自學(xué)能力、創(chuàng)新能力和實際動手操作能力的培養(yǎng)情況。

4.1 課前(知識傳遞)

教師根據(jù)自己的教學(xué)大綱和教學(xué)計劃來對本次課程所需學(xué)習(xí)的知識進行切片劃分，切分為四個知識模塊，分別是LED燈的硬件結(jié)構(gòu)模塊、LED燈的點亮功能實現(xiàn)原理模塊、程序架構(gòu)模塊以及硬件電路搭建模塊。針對各個模塊進行課件的制作，分模塊錄制十分鐘左右講解視頻。模塊化劃分知識點能夠充分利用學(xué)生的課下時間進行碎片化學(xué)習(xí)，同時十分鐘左右的時長也能更為集中的學(xué)習(xí)相關(guān)知識。

利用學(xué)習(xí)教學(xué)平臺，提前一周發(fā)給學(xué)生相關(guān)視頻和課件資料，同時布置相關(guān)任務(wù)，比如每組分派代表談?wù)剬W(xué)習(xí)成果和主觀上的本次課的重難點，這樣一來促進學(xué)生積極學(xué)習(xí)，有任務(wù)就有動力；二來也能夠促進學(xué)生主動借助互聯(lián)網(wǎng)或圖書館查閱相關(guān)資料，并且與其他同學(xué)相互交流溝通共同學(xué)習(xí)。

4.2 課中(知識內(nèi)化)

翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式中，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，是課堂上的主角，教師主要是輔助、引導(dǎo)和監(jiān)管學(xué)生進行相關(guān)操作[5]。以“點亮LED燈”為課堂任務(wù)主線，并在其進行過程中，設(shè)計一些涉及課下學(xué)習(xí)中相關(guān)知識的子任務(wù)。其中子任務(wù)的模式即在學(xué)生分組進行主線任務(wù)操作過程中設(shè)定好時間節(jié)點，采用提問和分組表述發(fā)言的方式，引發(fā)學(xué)生循序漸進的掌握、內(nèi)化相關(guān)知識。

在學(xué)生進行實踐操作時，教師要時刻關(guān)注各個小組的實踐及完成情況來確認(rèn)學(xué)生對于知識的掌握情況。這里教師所要做的不同于傳統(tǒng)課堂模式，需要把話語權(quán)交給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生，使其交流順暢、思維符合設(shè)計規(guī)范。在學(xué)生們遇到問題的時候，采用啟發(fā)式提問、引導(dǎo)式教學(xué)，使得學(xué)生培養(yǎng)出自己分析問題解決問題的能力。在課堂中遇到了共性問題，則統(tǒng)一講解。

在實驗項目實踐完成后，分小組展示實踐成果，派代表對小組的實踐情況進行匯報，并進行各組間互評。以此促進學(xué)生間協(xié)作能力，并能夠使得學(xué)生在聽取他人的設(shè)計思路、實踐中遇到的問題的過程中，得到新的思路與啟示。除小組間評分，教師也需對各組同學(xué)進行評判，包括積極主動性、知識掌握情況、實踐操作情況和成果展示情況四個方面。并將該評判結(jié)果記入平時成績中。以此對學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性產(chǎn)生積極引導(dǎo)。

4.3 課后(知識升華)

面對面課堂結(jié)束后，學(xué)生需要對自己所在小組完成的成果進行分析，主要分析自己在操作過程中出現(xiàn)的問題和實踐成果上的不足，進而提出改進優(yōu)化的方向，并將自己的體會進行小組匯總發(fā)給教師，作為本次課的課后作業(yè)。教師也需要對課程進行教學(xué)反思和精進，并收集整理優(yōu)秀小組的表現(xiàn)情況和實踐成果情況，并及時記錄課堂上同學(xué)帶來的新思路，以豐富自己的教學(xué)資料。使得教師在該教學(xué)模式下提升自己的專業(yè)能力和教學(xué)素養(yǎng)。

5 翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式應(yīng)用于單片機課程中出現(xiàn)的問題

根據(jù)前文描述很明顯能夠看出將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式融入到單片機課程中，能夠大大改善由于單片機課程的枯燥導(dǎo)致的學(xué)生的畏難情緒，并在開展課程的過程中培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作能力、自主學(xué)習(xí)能力以及獨立發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力。對于教師的教學(xué)能力也有積極正面的影響。但是在實際實施過程中，也顯現(xiàn)出一些問題。

(1)由于課程初步知識的學(xué)習(xí)是學(xué)生在課前獨立進行，在設(shè)計教學(xué)活動時，無法確切清晰的了解學(xué)生的掌握情況，使得課堂上教學(xué)環(huán)節(jié)開展的子任務(wù)的設(shè)置合理性有所欠缺，針對性不夠。

(2)在學(xué)生遇到問題時，采取啟發(fā)式提問引導(dǎo)學(xué)生自主解決問題的過程中，有時會難以把握學(xué)生的能力，學(xué)生不能回答出來相應(yīng)問題進而解決。給學(xué)生帶來一定程度上的挫敗感，降低了學(xué)習(xí)興趣。

(3)在實際操作過程中，教師雖然身份有所轉(zhuǎn)變，更偏向于輔助作用。但是教師的主導(dǎo)地位不能被弱化。對于一些缺乏積極主動性的學(xué)生要及時督促，對學(xué)生之間的討論也要注意是否順應(yīng)課堂，并且還要求教師有較強的控場能力。否則翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式的效果還不如傳統(tǒng)課堂。