劉福祥 劉軍

摘 要：針對(duì)技工院校電工電子類專業(yè)部分專業(yè)課教學(xué)中存在的“散”“虛”“遠(yuǎn)”“難”等問(wèn)題，本文以單片機(jī)課程為例，結(jié)合本課程特點(diǎn)和本專業(yè)學(xué)生的實(shí)際情況，從教學(xué)場(chǎng)景、教學(xué)資源、學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)等方面探究迭代思維在技工院校單片機(jī)課程教學(xué)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：迭代思維；技工教育；單片機(jī)

隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，新知識(shí)、新產(chǎn)品乃至新職業(yè)都在不斷涌現(xiàn)，這促使技工院校專業(yè)建設(shè)更加注重開(kāi)放、創(chuàng)新、共享的理念，緊跟產(chǎn)業(yè)調(diào)整步伐，豐富教學(xué)內(nèi)容，完善教學(xué)資源，創(chuàng)新教學(xué)方法。在新時(shí)代背景下，筆者以單片機(jī)課程為例，結(jié)合課程特點(diǎn)和技工院校學(xué)生的實(shí)際情況，探究迭代思維在技工院校單片機(jī)課程教學(xué)中的應(yīng)用，以期為電工電子類專業(yè)相關(guān)前導(dǎo)、后續(xù)課程提供借鑒和思考。

一、迭代思維的基本概念和應(yīng)用價(jià)值

漢語(yǔ)詞典中，“迭”釋義為輪流、替換。百度百科解釋“迭代”是一種重復(fù)反饋過(guò)程的活動(dòng)，迭代法被描述為一種不斷用變量的舊值遞推新值的過(guò)程，與之相對(duì)應(yīng)的是一次性解決問(wèn)題。迭代思維源于數(shù)學(xué)領(lǐng)域，一般應(yīng)用于計(jì)算機(jī)等專業(yè)，近年國(guó)內(nèi)高校和職業(yè)院校也對(duì)迭代思維在其他專業(yè)的應(yīng)用開(kāi)展了研究和實(shí)踐。例如， 秦磊華以提升學(xué)生硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力為目標(biāo)，給出了硬件迭代的設(shè)計(jì)方法與推廣價(jià)值；黃瀟瀟基于對(duì)重塑職業(yè)素質(zhì)教育的研究，認(rèn)為迭代思維能促進(jìn)創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新素質(zhì)教育；高媛媛、胡曉榮實(shí)證分析了基于迭代思維的教學(xué)模型在培訓(xùn)工作中的推廣價(jià)值。

2022年3月，人力資源社會(huì)保障部在前期開(kāi)展3批共31個(gè)技工院校一體化教學(xué)改革試點(diǎn)專業(yè)的基礎(chǔ)上，印發(fā)《推進(jìn)技工院校工學(xué)一體化技能人才培養(yǎng)模式實(shí)施方案》，在全國(guó)技工院校推進(jìn)工學(xué)一體化技能人才培養(yǎng)模式的實(shí)施，重點(diǎn)實(shí)施課程標(biāo)準(zhǔn)制定、教學(xué)資源開(kāi)發(fā)、教學(xué)方法應(yīng)用、教學(xué)場(chǎng)地建設(shè)、教師隊(duì)伍建設(shè)等任務(wù)，這對(duì)各技工院校專業(yè)建設(shè)、課程設(shè)置、教學(xué)方法等都起到了重要的指導(dǎo)作用。工學(xué)一體化教學(xué)是將理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合、將學(xué)生能力培養(yǎng)和工作崗位需求緊密對(duì)接的教學(xué)，其非常重要的教學(xué)特點(diǎn)是從以教師教授為中心向以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心轉(zhuǎn)變，通過(guò)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的過(guò)程，獲得知識(shí)、能力和綜合素質(zhì)的提升。

從課程與課堂的視角來(lái)看，迭代思維的快速反應(yīng)、精準(zhǔn)定位、微小創(chuàng)新、持久改進(jìn)及以用戶為中心等特征與工學(xué)一體化教學(xué)的契合度較高。首先，應(yīng)用迭代思維，嘗試把課程周期分解成若干小周期來(lái)完成，又在實(shí)現(xiàn)若干小周期循環(huán)改進(jìn)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)課程的循環(huán)改進(jìn)；其次，在具體的操作上，每個(gè)學(xué)生都可以在小功能模塊的基礎(chǔ)上，不斷加工、完善，以實(shí)現(xiàn)自身想法，又可以將數(shù)個(gè)小功能的模塊整合起來(lái)，構(gòu)建結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、功能更完善的綜合性項(xiàng)目；最后，能有效解決周期冗長(zhǎng)的問(wèn)題，從始至終都有階段性的評(píng)估和反饋，讓學(xué)生在主動(dòng)學(xué)習(xí)、不斷試錯(cuò)中提高，這對(duì)提高課堂效率有著重要的意義。

二、課程教學(xué)的現(xiàn)狀及問(wèn)題分析

單片機(jī)是應(yīng)用最廣泛、最典型的控制器之一。單片機(jī)課程是電工電子類專業(yè)的重要課程之一，具有較強(qiáng)的綜合性和實(shí)踐性，非常實(shí)用，也非常需要實(shí)操教學(xué)。

當(dāng)前，在單片機(jī)課程教學(xué)中，很多技工院校會(huì)采用以理論教學(xué)為主、實(shí)驗(yàn)為輔的教學(xué)方式，這種方式實(shí)踐與理論結(jié)合的較少，不符合技工院校學(xué)生的特點(diǎn)，教學(xué)效率不高。而很多技工院校嘗試將理論課與實(shí)驗(yàn)課整合，教師在講解理論知識(shí)后，馬上指導(dǎo)學(xué)生做相應(yīng)練習(xí)，總體上一般分為理論講解、示范操作、學(xué)生操作及教師巡回指導(dǎo)、總結(jié)評(píng)價(jià)等步驟。筆者所在學(xué)校于2009年開(kāi)始按照上述方式，實(shí)施了單片機(jī)課程理實(shí)一體化教學(xué)，教學(xué)采用以計(jì)算機(jī)仿真為基礎(chǔ)，以項(xiàng)目為主導(dǎo)，以實(shí)現(xiàn)硬件功能為目標(biāo)的教學(xué)方式，在培養(yǎng)學(xué)生的技能水平和創(chuàng)新意識(shí)方面取得了一定的成效。但是，隨著學(xué)生基礎(chǔ)能力的變化和教學(xué)改革的深入，單片機(jī)課程教學(xué)出現(xiàn)了“散”“虛”“遠(yuǎn)”“難”等問(wèn)題。“散”，即單片機(jī)課程具有綜合性特點(diǎn)，涉及數(shù)模電、傳感器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)等多方面知識(shí)，因此教師在教學(xué)進(jìn)程中會(huì)選取較多的案例去闡述相關(guān)知識(shí)，導(dǎo)致課程知識(shí)點(diǎn)過(guò)多，整體結(jié)構(gòu)比較散，操作復(fù)雜，部分學(xué)生不能聚焦關(guān)鍵點(diǎn)，進(jìn)而不能很透徹地理解課程知識(shí)，導(dǎo)致基礎(chǔ)不扎實(shí)，而無(wú)法進(jìn)行有效實(shí)踐；“虛”，即教師為保證課堂教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)效率，采用了較多仿真案例，并力求保證仿真電路的可行性，但隨著課程教學(xué)的深入，過(guò)多的仿真反而會(huì)降低學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，也遠(yuǎn)離了工程實(shí)踐初衷；“遠(yuǎn)”，即本課程最后會(huì)通過(guò)制作PCB板、安裝調(diào)試等步驟體驗(yàn)實(shí)際項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程，但是由于從程序分析到安裝調(diào)試“路程”較長(zhǎng)，部分學(xué)生還未到達(dá)此過(guò)程，就因?yàn)槁?tīng)不懂、學(xué)不會(huì)而失去了學(xué)習(xí)興趣，感覺(jué)距離工程項(xiàng)目越來(lái)越遠(yuǎn)，缺少了成就感和獲得感，更缺少愉快的工程體驗(yàn)；“難”，即前三點(diǎn)綜合下來(lái)，不免會(huì)有學(xué)生感覺(jué)理論知識(shí)難懂、實(shí)踐操作枯燥，只能反復(fù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)論，卻無(wú)法解決工作上的問(wèn)題，進(jìn)而產(chǎn)生對(duì)本課程重要性、實(shí)用性的懷疑，導(dǎo)致了學(xué)生感覺(jué)難學(xué)、教師感到難教現(xiàn)象的出現(xiàn)。

三、迭代思維應(yīng)用于教學(xué)的實(shí)踐

結(jié)合專業(yè)課程設(shè)置方案和相關(guān)課程實(shí)施方案，經(jīng)過(guò)綜合考慮，筆者決定從教學(xué)場(chǎng)景、教學(xué)資源、學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)等方面開(kāi)展實(shí)踐。

（一）創(chuàng)設(shè)可迭代的教學(xué)場(chǎng)景

為了滿足單片機(jī)課程及其前導(dǎo)課程和后續(xù)課程的教學(xué)需要，筆者所在學(xué)校對(duì)現(xiàn)有部分實(shí)驗(yàn)室加以改造，重構(gòu)了3個(gè)教學(xué)場(chǎng)景。第一，組建電子綜合實(shí)驗(yàn)室，搭建工作區(qū)、元件區(qū)、焊接調(diào)試區(qū)、資料查詢區(qū)等工作區(qū)域，配置電腦、打印機(jī)、投影儀等教學(xué)設(shè)備，可以滿足教學(xué)的常規(guī)需求。第二，組建電子技能訓(xùn)練室，配置焊臺(tái)、電腦、相關(guān)拓展書籍、調(diào)試工具、檢測(cè)設(shè)備、樹(shù)莓派等開(kāi)源硬件，以滿足部分學(xué)生課后探討、個(gè)性化學(xué)習(xí)、深入交流、創(chuàng)新實(shí)踐的需求。第三，組建技師研修綜合訓(xùn)練室，配備綜合工作臺(tái)、云平臺(tái)、3D打印機(jī)、切割機(jī)、精密檢測(cè)設(shè)備等綜合性資源，滿足較大型的、綜合性的、與企業(yè)對(duì)接更加緊密的項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、制作和改造需要。3個(gè)學(xué)習(xí)場(chǎng)景可以依據(jù)教學(xué)計(jì)劃和團(tuán)隊(duì)訓(xùn)練計(jì)劃，以班級(jí)或以組為單位交叉使用，相互配合，并能根據(jù)行業(yè)、企業(yè)需求變化加以調(diào)整。

（二）建立可迭代的教學(xué)資源

教學(xué)離不開(kāi)教材，根據(jù)課程特點(diǎn)和教學(xué)中的問(wèn)題歸納，筆者所在學(xué)?？偨Y(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，編寫了《單片機(jī)實(shí)用技術(shù)》校本教材，該教材在保持知識(shí)系統(tǒng)性的前提下，更加重視工程實(shí)踐，也取得了一定的教學(xué)成效。在此校本教材基礎(chǔ)上，不斷增補(bǔ)任務(wù)書、工作手冊(cè)等材料，用以作為學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的輔助參考材料。除此之外，筆者還嘗試使用“學(xué)習(xí)通”等互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)資源平臺(tái)，將重點(diǎn)章節(jié)資料、教師推薦的教學(xué)輔助資料、課后思考題目、新技術(shù)資料、項(xiàng)目資料等上傳，讓學(xué)生可以自主學(xué)習(xí)，并能主動(dòng)地進(jìn)行交流、討論、總結(jié)和反饋。

（三）強(qiáng)化迭代思維促進(jìn)學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)

為了使教學(xué)項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程更加接近企業(yè)實(shí)際工作過(guò)程，需將實(shí)際應(yīng)用中的成本控制、電源連接、驅(qū)動(dòng)能力、產(chǎn)品穩(wěn)定性、產(chǎn)品工藝等具體內(nèi)容滲透進(jìn)項(xiàng)目實(shí)施教學(xué)中，并適度增加課題規(guī)劃和課題報(bào)告等步驟，這樣可以讓學(xué)生在頭腦中形成一個(gè)完整的、實(shí)際項(xiàng)目的工作過(guò)程圖。對(duì)學(xué)生的學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)不能僅僅以考試結(jié)果為依據(jù)，而應(yīng)增加過(guò)程性評(píng)價(jià)內(nèi)容，做到考評(píng)結(jié)合。學(xué)生需要經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)制作、安裝調(diào)試、歸類整理、制作PPT文件或展板、互動(dòng)交流等過(guò)程完成學(xué)習(xí)任務(wù)，并面向師生匯報(bào)本組和個(gè)人的工作過(guò)程。這種的扁平化的評(píng)價(jià)過(guò)程能為學(xué)生提供廣闊的發(fā)揮空間，能夠在很大程度上激發(fā)學(xué)生活動(dòng)參與的主體意識(shí)，調(diào)動(dòng)其積極性，釋放迭代活力，也會(huì)為技工院校學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)、技師研修打下基礎(chǔ)。同時(shí)，教師也會(huì)在評(píng)價(jià)過(guò)程中不斷總結(jié)，不斷探索新方法、新技能，做到教學(xué)相長(zhǎng)。

四、結(jié)束語(yǔ)

筆者探究了迭代思維在電工電子類專業(yè)的應(yīng)用價(jià)值，并以單片機(jī)課程教學(xué)為例，從工作平臺(tái)、教學(xué)場(chǎng)景、教學(xué)資源、學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)等方面探索和實(shí)踐了迭代思維在教學(xué)中的應(yīng)用。實(shí)踐證明，應(yīng)用迭代思維能有效解決單片機(jī)課程教學(xué)中出現(xiàn)的“散”“虛”“遠(yuǎn)”“難”等問(wèn)題，能使更多的學(xué)生主動(dòng)地交流、討論和總結(jié)所學(xué)知識(shí)，并加以實(shí)踐應(yīng)用，不斷提高學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)質(zhì)量。

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[作者單位：寧波技工學(xué)校（寧波技師學(xué)院）]