張曉培 何永玲 李紅星 莊 遠 陶利民

（北部灣大學(xué)機械與船舶海洋工程學(xué)院，廣西 欽州 535011）

0 引言

“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，高等學(xué)校的授課模式發(fā)生了一系列的改變，傳統(tǒng)的授課模式不能滿足社會的發(fā)展，而混合式教學(xué)模式同時兼顧了線上課堂和傳統(tǒng)課堂兩者的優(yōu)勢，在高校不同學(xué)科教育中得到了廣泛的推廣[1-3]。

在網(wǎng)絡(luò)社會成長起來的高校學(xué)生則為信息化教學(xué)的順利實施提供了改革基礎(chǔ)條件[4]，隨著教育信息化發(fā)展的不斷深入，實施混合式教學(xué)將成為C語言與單片機技術(shù)及應(yīng)用課程教學(xué)改革發(fā)展的新契機。本文著重討論我校C語言與單片機技術(shù)及應(yīng)用課程如何實現(xiàn)線上線下混合式教學(xué)實踐。

1 教學(xué)過程中存在的問題

C語言與單片機技術(shù)及應(yīng)用課程作為我校機電類專業(yè)的核心課程之一，隨著工程認證的提出，以學(xué)生為中心和以結(jié)果為產(chǎn)出的教育模式在我校機械類課程中逐漸滲透，但傳統(tǒng)的教學(xué)過程中存在的問題也越來越明顯，主要有以下幾個方面：

1.1 教材內(nèi)容銜接不緊

C程序設(shè)計是學(xué)習(xí)51單片機的基礎(chǔ)，現(xiàn)在的高校大多數(shù)采用的是兩門課程分開，由于學(xué)時的大力壓縮，學(xué)生兩門課程銜接不緊，學(xué)生學(xué)起來難度比較大。教學(xué)資源不夠豐富。

1.2 不同課程間關(guān)聯(lián)不密切

機電類的同學(xué)，微機原理、電工電子技術(shù)等專業(yè)基礎(chǔ)課水平較差，上述課程尚不能靈活應(yīng)用于專業(yè)課，需要進行以專業(yè)課為龍頭的交叉綜合訓(xùn)練，才能有所提升。然而這些先修課程繁、多和雜，傳統(tǒng)的教學(xué)很難將幾門課程緊密聯(lián)系起來。

1.3 學(xué)生自學(xué)能力差

改變現(xiàn)行的教學(xué)理念，提倡以學(xué)生為中心，因此需要把主動權(quán)交給學(xué)生，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

1.4 課堂教學(xué)理念陳舊

忽略情感價值觀塑造，課程育人功能不全；只重視知識傳授，忽略思維的培養(yǎng)；在教學(xué)過程中多采用多媒體，現(xiàn)代信息技術(shù)手段缺乏。

1.5 學(xué)習(xí)空間比較局限

傳統(tǒng)學(xué)習(xí)局限于課堂和實驗室,在空間和時間上都有局限。

1.6 教學(xué)效果評價單一

考核評價多以期末考試為主，過程評價不明顯；以課本知識考核為主，忽略素質(zhì)和能力的培養(yǎng)。

針對上述問題C語言與單片機技術(shù)及應(yīng)用課程組對該課程進行了探索和研究。鑒于“互聯(lián)網(wǎng)+”在教育行業(yè)中的優(yōu)勢，課程組使用了線上線下混合的教學(xué)模式，并在教學(xué)的過程中進行了研究和實踐，研究的內(nèi)容主要包括教學(xué)理念、方法及途徑等幾個方面。

2 課程改革的理念、方法及途徑

2.1 改革理念

結(jié)合OBE教學(xué)理念，以學(xué)生為中心、翻轉(zhuǎn)課堂為平臺、慕課堂為載體，將思政元素貫穿教學(xué)過程中，最終以能力培養(yǎng)為目標。

2.1.1 以學(xué)生為中心

實踐過程中，教師和學(xué)生的角色有所改變。以教師為主導(dǎo)，對課程進行組織、引導(dǎo)、總結(jié)；以學(xué)生為中心，對課程內(nèi)容進行討論、探究和講解。

2.1.2 三課堂

在課程的實踐中為了知識和能力的同時培養(yǎng)，主要以翻轉(zhuǎn)課堂、慕課堂和思政課堂為平臺。翻轉(zhuǎn)課堂注重知識傳播的雙向性；慕課堂實現(xiàn)線下課堂教學(xué)智能化；課堂思政強化專業(yè)知識育人。

2.1.3 以能力為目標

該課程的實踐性很強，能力培養(yǎng)是該課程需要達到的課程目標之一。在教學(xué)過程以項目驅(qū)動為主，可以有效地應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力。

2.2 改革方法及途徑

基于互聯(lián)網(wǎng)+在教學(xué)上的優(yōu)勢，課程主要在教學(xué)活動、教學(xué)組織和方法等方面進行了改革。

2.2.1 教學(xué)內(nèi)容

基于C語言與單片機技術(shù)及應(yīng)用這門課程實踐性強的特點，教學(xué)內(nèi)容主要從課堂內(nèi)容、強化創(chuàng)新能力和思政元素這三個方面進行改革，如圖1所示。

圖1 教學(xué)內(nèi)容

（1）優(yōu)化課堂內(nèi)容。以硬件資源—程序設(shè)計—軟硬件結(jié)合為主線的課程內(nèi)容升級；以學(xué)科發(fā)展新進展、實踐發(fā)展新經(jīng)驗，社會需求新變化為目標。教學(xué)內(nèi)容主要包括線上和線下兩部分，針對中國大學(xué)慕課現(xiàn)有單片機技術(shù)和C語言程序設(shè)計是兩門不同的課程，基本上都是分開的問題。課程組采用了張毅剛教授的慕課資源，在原有課程資源的基礎(chǔ)上進行了改革，主要有以下兩部分：

第一部分，線上C語言程序設(shè)計部分，采用教學(xué)團隊自己建立的學(xué)習(xí)資源，包括小視頻、習(xí)題、測試題等，主要在慕課堂上實踐。

第二部分，線上單片機部分，前七章主要采用張毅剛教學(xué)團隊的慕課資源，包括PPT、微視頻、測試題、案例分析等，后面的單片機技術(shù)及接口技術(shù)等采用團隊自制教學(xué)資源，包括PPT、微視頻、測試題等。

該改革適應(yīng)在線學(xué)習(xí)的特點，課程內(nèi)容遵循“學(xué)習(xí)者中心”理念，做到了問題化、案例化。多樣的課程資源能夠滿足學(xué)生個性化的學(xué)習(xí)需求，在課前、課中和課后得到了充分利用，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)突破了時空限制，提升了課程學(xué)習(xí)的階段性、連貫性、系統(tǒng)性和有效性。

（2）強化創(chuàng)新能力。

針對理論基礎(chǔ)設(shè)計的實驗與綜合項目，可以有效地實現(xiàn)理論與實踐的結(jié)合，同時依托大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、互聯(lián)網(wǎng)+和學(xué)科競賽進一步強化實踐創(chuàng)新能力。

（3）挖掘思政元素。

C語言與單片機技術(shù)及應(yīng)用這門課程是機電類基礎(chǔ)專業(yè)課程，實踐性很強的一門課程。從學(xué)習(xí)和實踐中可以挖掘工匠精神、實踐出真理及社會熱點芯片事件為主的思政元素，實現(xiàn)將知識傳授與價值引領(lǐng)相結(jié)合的教學(xué)效果。

2.2.2 教學(xué)活動

筆者日前從有關(guān)部委及權(quán)威人士處獲悉，包括農(nóng)村土地征收、集體經(jīng)營性建設(shè)用地入市、宅基地制度改革在內(nèi)的“三塊地”改革試點即將收官，近期還將重點完成承包地確權(quán)登記頒證工作。按照計劃，土地確權(quán)登記及“三塊地”改革試點均要在今年年底前完成。接下來將進入農(nóng)村土地改革三項試點總結(jié)評估期，在此基礎(chǔ)上加快土地管理法修改。

課程采用在線MOOC學(xué)習(xí)和線下課堂教學(xué)混合教學(xué)，可以在特殊環(huán)境下加入QQ課堂討論,同時鼓勵學(xué)生進行實踐能力的拓展與創(chuàng)新。

首先，線上慕課學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，教師指導(dǎo)學(xué)生利用“中國大學(xué)MOOC”線上課程豐富的自主學(xué)習(xí)資源，利用短小精悍的微視頻、圖文資料、評論，加上單元測驗、課程作業(yè)和答疑，進行深化學(xué)習(xí)、學(xué)以致用。

其次，充分利用課堂，實現(xiàn)良好的師生互動。要充分利用線下教學(xué)的優(yōu)點，最大化實現(xiàn)教學(xué)效果，實現(xiàn)學(xué)生對知識的掌握。線下課堂教學(xué)包括導(dǎo)入、提問、重點—難點—疑點講解、實操實訓(xùn)、交流研討、分享展示、小結(jié)等教學(xué)環(huán)節(jié)。鼓勵學(xué)生參加機電創(chuàng)新等學(xué)科競賽或通過畢業(yè)論文的形式達到實踐能力的拓展和創(chuàng)新。

2.2.3 教學(xué)組織

教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體。采用線上線下、個體學(xué)習(xí)、小組合作的方式。

（1）教學(xué)環(huán)境。本課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境主要包括“中國大學(xué)MOOC”網(wǎng)頁端、APP移動端、微信小程序“慕課堂”和QQ直播等四種方式。線下課堂教學(xué)主要在多媒體教室和單片機實驗室進行。

（2）教學(xué)模式。本課程采用30%在線慕課學(xué)習(xí)+70%課堂教學(xué)。線上慕課學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，教師指導(dǎo)學(xué)生利用“中國大學(xué)MOOC”線上課程豐富的自主學(xué)習(xí)資源，利用微視頻，加上單元測驗和答疑，進行深化學(xué)習(xí)、學(xué)以致用。線下課堂教學(xué)包括導(dǎo)入、提問、重點—難點—疑點講解、實操實訓(xùn)、交流研討、分享展示、小結(jié)等教學(xué)環(huán)節(jié)。以活動為載體，加強師生互動、生生互動，具體如圖2所示。

圖2 C語言與單片機技術(shù)及應(yīng)用教學(xué)模式

根據(jù)知識的特點，在教學(xué)過程中，靈活運用案例教學(xué)法、參與式教學(xué)法、模擬示范法、實操實訓(xùn)法等教學(xué)方法，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效果。

2.2.5 教學(xué)手段

針對這門課程和線上線下混合課程的特點，在教學(xué)過程中，主要采用4種教學(xué)手段。關(guān)鍵知識點、課程主線采用傳統(tǒng)板書；慕課堂、QQ群課堂、中國大學(xué)慕等采用互聯(lián)網(wǎng)+現(xiàn)代信息技術(shù)；案例軟件模擬采用Keil、Proteus、VC++6.0等仿真軟件；實驗演示采用單片機開發(fā)板實物。

2.2.6 教學(xué)評價

針對教學(xué)評價單一等問題，該課程形成性評價+終結(jié)性評價各占50%。采取“線上+線下”的方式進行課程成績評定。形成性評價：平時（線上）占25%，實驗（線下）占25%，總結(jié)性評價：期末考試成績（線下）占50%。期末考試采用閉卷、筆試的形式。

3 改革成效

根據(jù)課程改革的方法，該課程進行了3個學(xué)期的運行，通過比較以往的教學(xué)效果，實踐證明該課程在以下四個方面有明顯的成效。

3.1 學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力加強

學(xué)生為了在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺取得高分，間接地養(yǎng)成了預(yù)習(xí)的習(xí)慣，主要是提前做每小結(jié)測試題。

如果課前完不成的，就放到課后，由于測試提交日期的限制，被迫養(yǎng)成了課后復(fù)習(xí)的習(xí)慣，主要是做每小結(jié)測試題，通過平時預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，改掉了一些“考試靠突擊”的弊端。

學(xué)生在線上充分利用討論區(qū)的特點進行討論，加大了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，并提高學(xué)生的參與程度見圖3、圖4。

圖3 課程參與度

圖4 考核完成情況

3.2 評價更合理

在診斷性評價（學(xué)情調(diào)研）的基礎(chǔ)上，結(jié)合形成性評價（過程考核）和終結(jié)性評價（期末考試）形成多元性評價，該評價機制使得學(xué)生的學(xué)習(xí)效果評價更科學(xué)、合理。

3.3 使用慕課堂提高線上線下數(shù)據(jù)互通

通過使用中國大學(xué)慕課和慕課堂使得線上線下數(shù)據(jù)互通，有利于教師對教學(xué)數(shù)據(jù)進行保存和分析。

3.4 以案例教學(xué)法為主導(dǎo)，線上論壇與線下輔導(dǎo)有機結(jié)合，師生互動充分

針對在線課程輟學(xué)率高的問題，本課程主要采用案例教學(xué)法，通過典型案例仿真演示視頻、優(yōu)秀學(xué)生學(xué)習(xí)經(jīng)驗分享等激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。同時，通過機器人協(xié)會和機電協(xié)會競賽作品展示和經(jīng)驗分享推動學(xué)習(xí)共同體形成。優(yōu)秀作品展示如圖5所示。

圖5 基于51單片機的AGV小車優(yōu)秀作品

4 小結(jié)

C語言與單片機技術(shù)及應(yīng)用課程開展了以“案例驅(qū)動為方法、教師講授為引導(dǎo)、學(xué)生自學(xué)為主體”的線上線下混合式教學(xué)實踐。線上教學(xué)和線下課堂的優(yōu)勢互補，充分體現(xiàn)了以學(xué)生發(fā)展為中心，立德樹人的教學(xué)理念。通過實踐，學(xué)生的能力和教師的教學(xué)能力都得到了一定的提升，為其他課程混合式教學(xué)改革提供了較好的示范作用。