張繪敏

(河南應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院,河南 鄭州450042)

0 引言

單片機(jī)已經(jīng)發(fā)展了近30年,目前已經(jīng)滲透到生活的各個(gè)領(lǐng)域,幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。單片機(jī)作為高職院校機(jī)電專業(yè)的專業(yè)核心課程,不僅要求學(xué)生掌握繁雜的基礎(chǔ)知識(shí),更要求他們能夠利用單片機(jī)解決應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題。而很多高職院校在教學(xué)方法方面形式單一,致使學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性降低,不能達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果,更不能適應(yīng)單片機(jī)就業(yè)崗位的需求。如何調(diào)整單片機(jī)教學(xué)方法以適應(yīng)社會(huì)對(duì)該崗位的人才需求已成為一個(gè)亟待解決的問題。

1 單片機(jī)課程教學(xué)現(xiàn)狀

以河南應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院為例,單片機(jī)課程自2011年起做了重大的變革,黃雙成老師開發(fā)的《基于網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)的項(xiàng)目化單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》作為單片機(jī)課程的核心教材,此教材采用以“項(xiàng)目為導(dǎo)向,任務(wù)為驅(qū)動(dòng)”的教學(xué)模式,將全書基礎(chǔ)篇以制作單片機(jī)彩燈控制器為項(xiàng)目,分為17個(gè)任務(wù)和兩個(gè)考核項(xiàng)目。應(yīng)用篇以交通燈控制系統(tǒng)、數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、雙機(jī)通信系統(tǒng)和太陽能熱水器水溫、水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等四個(gè)項(xiàng)目案例的單片機(jī)應(yīng)用來學(xué)習(xí)這門課程。教材設(shè)計(jì)思路清晰,以易理解的彩燈控制器項(xiàng)目引入,任務(wù)由淺入深,循序漸進(jìn),涵蓋了單片機(jī)硬件和軟件方面的所有知識(shí)點(diǎn)。

課程還開發(fā)了單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程中心平臺(tái),提供教學(xué)需要的PPT、教學(xué)設(shè)計(jì)方案、制作素材和實(shí)例、測(cè)試程序代碼、考試系統(tǒng)、任務(wù)書等配套資源,老師按照“下發(fā)任務(wù)書－完成任務(wù)－相關(guān)知識(shí)－再下發(fā)任務(wù)書－再完成任務(wù)－小結(jié)測(cè)試”的思路組織教學(xué),學(xué)生可以登錄網(wǎng)站進(jìn)行課程的學(xué)習(xí)。在平臺(tái)上還可以在交流互動(dòng)欄目線上解決學(xué)生的疑難問題,有效的提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。經(jīng)過五年的教學(xué)實(shí)踐,大大提高了單片機(jī)的教學(xué)和學(xué)習(xí)成效。

2 單片機(jī)課程教學(xué)現(xiàn)存在的問題

學(xué)校在單片機(jī)課程改革方面取得了很大的成效,但也存在了一些不足：

(1)學(xué)生學(xué)情方面：高職機(jī)電專業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力很強(qiáng),彩燈控制器制作過程中的焊接任務(wù)完成的非常好,但是由于學(xué)生知識(shí)基礎(chǔ)水平參差不齊,在任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式下,學(xué)生領(lǐng)取到了同樣的任務(wù),取得的成效差異很大,呈現(xiàn)出“高開低走”的態(tài)勢(shì)。

(2)教學(xué)交互方面：課堂教學(xué)時(shí)間緊迫導(dǎo)致學(xué)生實(shí)踐時(shí)間不足。任務(wù)驅(qū)動(dòng)模式下知識(shí)的講解、項(xiàng)目的實(shí)操及學(xué)生評(píng)價(jià)都在課堂上完成,為完成教學(xué)內(nèi)容只能壓縮學(xué)生的實(shí)踐時(shí)間,學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐中遇到的問題得不到充分及時(shí)的解答。并且很少學(xué)生會(huì)課下去網(wǎng)站平臺(tái)咨詢問題,與老師交流少,知識(shí)技能的內(nèi)化欠佳。

(3)教學(xué)方法方面：?jiǎn)纹瑱C(jī)課程我們已經(jīng)采用了任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式,取得了很大成果。但是教學(xué)模式還是以課堂教學(xué)過程為主,課下很少學(xué)生會(huì)去學(xué)習(xí)這門課程。而我們老師的課堂任務(wù)主要就是“授業(yè)解惑”,“授業(yè)”我們做到了。對(duì)于解惑,經(jīng)實(shí)踐表明學(xué)生的課堂疑惑很少,這是因?yàn)閷W(xué)生不注重課前的預(yù)習(xí)環(huán)節(jié),課后也不注重總結(jié)反思,只靠教師在課堂上的精心設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”,大大抹殺了學(xué)生的創(chuàng)新和自主學(xué)習(xí)的能力。

為解決上述三點(diǎn)問題,筆者在2014級(jí)學(xué)生的單片機(jī)課程教學(xué)中引入了“任務(wù)驅(qū)動(dòng)＋翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式。一方面教師將每個(gè)任務(wù)知識(shí)點(diǎn)做成微課,學(xué)生能夠根據(jù)自身基礎(chǔ)靈活安排新知識(shí)的學(xué)習(xí)時(shí)間,提前預(yù)習(xí)下節(jié)課的內(nèi)容,彌補(bǔ)學(xué)生間的差異性;另一方面縮短了教師課堂講授新知識(shí)的時(shí)間,留出更多的課堂實(shí)踐用于學(xué)生的項(xiàng)目實(shí)踐,學(xué)生技能深度得以加強(qiáng),并且課后老師和學(xué)生經(jīng)過總結(jié)反思會(huì)使學(xué)習(xí)知識(shí)更加固化于心。

3 “任務(wù)驅(qū)動(dòng)＋翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式在單片機(jī)課程中的應(yīng)用

“任務(wù)驅(qū)動(dòng)＋翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式由課前自主學(xué)習(xí)、課中任務(wù)實(shí)施和課后總結(jié)反思三個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成。筆者分別從以下三個(gè)環(huán)節(jié)闡述該教學(xué)模式在單片機(jī)課程中的應(yīng)用。

3.1 課前—自主學(xué)習(xí)

“任務(wù)驅(qū)動(dòng)＋翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式中,學(xué)生課前預(yù)習(xí)非常重要,在單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上我們已經(jīng)設(shè)計(jì)有部分教學(xué)資料,而知識(shí)點(diǎn)的微課錄制是我們后期新加的教學(xué)資源,微課需要發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上供學(xué)生學(xué)習(xí)。教師同時(shí)也把學(xué)習(xí)資源發(fā)布到微信和機(jī)電家園網(wǎng)上,附上文件超鏈接,便于學(xué)生下載微課。學(xué)生可通過電腦、手機(jī)、iPad等多種途徑觀看教師發(fā)布的微課視頻。在學(xué)習(xí)中學(xué)生可以暫停、回放視頻,這就照顧到了不同學(xué)習(xí)程度的學(xué)生。當(dāng)他們遇到不懂的問題時(shí)可以通過網(wǎng)絡(luò)查找相關(guān)資料、反復(fù)觀看視頻或在網(wǎng)絡(luò)交互平臺(tái)上向同學(xué)、老師提問,或者可將問題用筆記本記錄下來到課堂上解決。

3.2 課中—組織課堂活動(dòng)

Zaid Ali Alsagoff教授指出翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的最大挑戰(zhàn)并不在于如何制作視頻,如何進(jìn)行有效的“線上”活動(dòng),而是如何創(chuàng)造鼓舞人心、面對(duì)面的課堂學(xué)習(xí)?！叭蝿?wù)驅(qū)動(dòng)＋翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式中,教師還需要精心設(shè)計(jì)課堂教學(xué)活動(dòng)思路,充分發(fā)揮學(xué)生的探究性。課堂活動(dòng)主要有學(xué)生提出問題、教師解答問題、學(xué)生討論教師個(gè)性化輔導(dǎo)、學(xué)生作品PPT展示、教師講解點(diǎn)評(píng)等。

3.2.1 學(xué)生提出問題,教師解答問題

學(xué)生在單片機(jī)彩燈控制器項(xiàng)目制作預(yù)習(xí)中遇到的問題以及看完微課視頻后在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上學(xué)生測(cè)驗(yàn)結(jié)果反映的問題教師需要總結(jié)一一給學(xué)生答疑,教師盡量采用提問的方式逐步引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立探究的能力。完成之后教師分配具體的任務(wù),學(xué)生收到項(xiàng)目書開始具體分組實(shí)施。

3.2.2 學(xué)生協(xié)作探究,教師個(gè)性化輔導(dǎo)

學(xué)生在收到任務(wù)后,首先分析任務(wù),然后完成項(xiàng)目制作需要的硬件電路設(shè)計(jì),用Protues繪制PCB圖,完成PCB板的焊接,編寫軟件程序,程序的仿真和調(diào)試等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因每個(gè)環(huán)節(jié)的難度不均,所以分組時(shí)應(yīng)注意采取優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的方式進(jìn)行合理的分組,并要控制組員的規(guī)模。另外在學(xué)生制作過程中,老師參與到學(xué)生的問題討論中,給予學(xué)生實(shí)時(shí)的指導(dǎo)和幫助。

3.2.3 學(xué)生作品展示,教師點(diǎn)評(píng)講解

學(xué)生完成任務(wù)后需要對(duì)小組的成果進(jìn)行PPT展示交流分享經(jīng)驗(yàn)。在項(xiàng)目過程中,不同小組設(shè)計(jì)的硬件電路和軟件編程方法都可能不同,實(shí)現(xiàn)的彩燈閃爍效果也可能不同。通過作品的展示,小組間可以互相學(xué)習(xí),學(xué)到一些新穎獨(dú)特的想法,深化學(xué)習(xí)效果。此過程中還采用組內(nèi)和組間互評(píng),以及教師總結(jié)點(diǎn)評(píng)的方式對(duì)作品進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3.3 課后—總結(jié)反思

課后學(xué)生需要查找不足,教師需要對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行綜合的評(píng)價(jià),并反思教學(xué)過程的不足之處加以改進(jìn)。教師也可以將學(xué)生作品撰寫評(píng)語上傳到單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上學(xué)生自行下載,并通過微信公眾號(hào)和機(jī)電家園網(wǎng)分享優(yōu)秀的作品,并鼓勵(lì)學(xué)生用微信、QQ、微博等網(wǎng)絡(luò)工具分享出去,增強(qiáng)學(xué)生的成就感。部分學(xué)生將作品下載后制作成作品集,作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的第一手資料和實(shí)習(xí)應(yīng)聘的籌碼,受到了非常好的效果。

4 教學(xué)效果分析

此項(xiàng)目主要對(duì)2013級(jí)、2014級(jí)的機(jī)電學(xué)生進(jìn)行了在單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上的課后問卷調(diào)查,2013級(jí)是采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式,2014級(jí)采用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)＋翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,2014級(jí)的課堂滿意度達(dá)到了90%,遠(yuǎn)高于2013級(jí)的73%。單片機(jī)更新?lián)Q代非?？?從事單片機(jī)開發(fā)需要持續(xù)的充電學(xué)習(xí)?！叭蝿?wù)驅(qū)動(dòng)＋翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式的創(chuàng)新,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,主動(dòng)性,也增強(qiáng)了學(xué)生在社會(huì)行業(yè)中的生存能力。

5 結(jié)束語

作為“互聯(lián)網(wǎng)＋”背景下的單片機(jī)教師,應(yīng)該順應(yīng)時(shí)代發(fā)展探索新的教學(xué)模式,“任務(wù)驅(qū)動(dòng)＋翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式應(yīng)用在單片機(jī)課程中教學(xué)效果顯著,但同時(shí)對(duì)老師也提出了更高的要求,因此此模式在以后教學(xué)中的持久應(yīng)用還需要更深入的探索和實(shí)踐。

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