高職單片機類課程自我效能感提升的策略研究與實踐

郭玲　梁文禎　李姝驍

摘 要：單片機類課程是智能控制行業(yè)的核心課程，市場需求度高，但是課程結(jié)束，滿足市場崗位能力要求的學(xué)生并不多。為了提高學(xué)生就業(yè)競爭力，圍繞著學(xué)生自我效能感的提升進(jìn)行教學(xué)改革，通過對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)情景、師生關(guān)系三個方面的研究，本文設(shè)計了循序漸進(jìn)的項目式教學(xué)內(nèi)容，引入微課、實踐式、演講互動等教學(xué)方法改變教學(xué)情境，并以“第三課堂”理念構(gòu)建新型的師生關(guān)系，最終提升了學(xué)生的綜合素質(zhì)。

關(guān)鍵詞：高職院校；自我效能感；課堂教學(xué)

中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1005-1422（2016）03-0042-03

信息技術(shù)雖然過了摩爾定律每18個月器件就更新一次的高峰期，但是與傳統(tǒng)行業(yè)相比，更新速度依然很快，這給電子信息硬件層的學(xué)習(xí)者帶來很大挑戰(zhàn)，經(jīng)常是剛剛掌握了一款處理器的開發(fā)維護(hù)技術(shù)，新的處理器又出現(xiàn)了，常常有應(yīng)接不暇之感。因此，“不斷學(xué)習(xí)”“終身學(xué)習(xí)”“持續(xù)學(xué)習(xí)”是技術(shù)型人才必須具備的能力。研究表明，自我效能感高的人更愿意付出時間接受挑戰(zhàn)，相信自己可以獲得成功，與之相比，自我效能低的人更傾向于繞過需要動腦筋的問題，覺得所有任務(wù)都在自己的能力范圍之外，因而也經(jīng)受更多的痛苦和焦慮。面對人才競爭日益激烈的大環(huán)境，高職課程的教學(xué)環(huán)節(jié)更應(yīng)該在課程學(xué)習(xí)的過程中注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，增強他們的自我效能感，讓學(xué)生在獲取知識的過程中，發(fā)現(xiàn)自己，肯定自己。

一、單片機類課程特點

所謂單片機，就是單片微型計算機，人們熟知的有51和ARM兩個典型系列。單片機類課程屬于硬件開發(fā)類課程，涉及微機原理、嵌入式編程、外圍電路設(shè)計等，綜合性較強，是高職電子信息、自動化等專業(yè)的核心課。課程要求學(xué)生能讀懂電路、會按照任務(wù)需求設(shè)計電路并編寫嵌入式程序，除了掌握硬件開發(fā)技能，相當(dāng)一部分學(xué)生還應(yīng)具有創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)的能力。課程有一定難度，而高職學(xué)生普遍具有基礎(chǔ)差、畏難情緒重的特點，一旦學(xué)習(xí)不順利就會選擇放棄，從而喪失了繼續(xù)學(xué)習(xí)的積極性。如果按照傳統(tǒng)的單片機教學(xué)方法，老師講，學(xué)生做幾個驗證實驗，學(xué)生很難從單片機知識的符號表征，提升到知識的深度學(xué)習(xí)——知道單片機的意義，進(jìn)行一般控制電路的設(shè)計。

在課程教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)：如果學(xué)生某次編程成功了，那么他就很有興趣進(jìn)行下一個任務(wù)的開發(fā)，相反，如果學(xué)生第一次編程失敗或者有缺課行為，知識脫節(jié)了，他就很難開展新知識的學(xué)習(xí)，欠賬越多，自信心越小。因此，學(xué)生自身行為的成敗經(jīng)驗會影響效能感，成功經(jīng)驗會提高效能期望，反復(fù)的失敗會降低效能期望。另外，當(dāng)學(xué)生認(rèn)為自己的成功主要是因為自己努力的結(jié)果，而不是照搬老師的例子，其成就感就更加強烈。

在單片機教學(xué)中，還有這樣的現(xiàn)象：同樣的知識點，教師講過一遍，學(xué)生可能似懂非懂，但是邀請學(xué)生上來講一遍，可能全班學(xué)生都有恍然大悟的表情。這就是替代經(jīng)驗，就是學(xué)生從與他們情況類似的榜樣身上，看明白了自己的不足和優(yōu)勢，然后明白了知識。

二、單片機類課程教學(xué)改革策略

從以上可以看出，要提升學(xué)生的自我效能感，讓他們愛上學(xué)習(xí)，最重要的就是在傳遞知識的過程中，讓學(xué)生感到自己可以成功，就是自己有能力聽懂教師所講的內(nèi)容，能夠掌握技能，讓他們意識到自己擁有這樣的技能，可以勝任單片機開發(fā)任務(wù)。為了達(dá)成這樣的目標(biāo)，我們從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)情景、師生關(guān)系三個方面進(jìn)行了研究。

（一）設(shè)計循序漸進(jìn)的項目內(nèi)容，逐步提升開發(fā)能力

單片機類課程知識可以分為三部分：

在上述三類知識中，單片機結(jié)構(gòu)與功能是本門課程的基礎(chǔ)知識，難點是電路設(shè)計和編程。很多學(xué)生看到一個任務(wù)要求，會無從下手，即使有思路，書寫的程序因為不規(guī)范，也會編譯不通過，勉強編譯通過了，結(jié)果卻與預(yù)期的不一樣，這樣導(dǎo)致很多學(xué)生覺得這門課程很難，發(fā)出自己根本不是這塊料的喟嘆，然后放棄。針對高職學(xué)生的學(xué)習(xí)特點，最好的方法就是循序漸進(jìn)地展開知識點，以項目式的方法讓學(xué)生反復(fù)練習(xí)，訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維能力和運用編程語言的能力。一個項目就是一個具體的電子產(chǎn)品，在完成工作任務(wù)的過程中，學(xué)生要思考軟硬件的組成方法和器件原理，從簡單的發(fā)光二極管開始，到有開關(guān)控制的led矩陣，再到傳感器信號的檢測，項目的內(nèi)容不斷遞進(jìn)，其關(guān)系如圖所示，每個項目的工作流程都會反復(fù)重復(fù)，但是具體內(nèi)容在不斷擴展，因此隨著項目的推進(jìn)，學(xué)生的職業(yè)能力也在不斷提升。

（二）提供良好的教學(xué)情境，讓學(xué)生主動快樂地學(xué)習(xí)

（1）微課的應(yīng)用

得益于以計算機和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心的信息技術(shù)，教學(xué)不僅可在課堂上開展，在課后一樣可以開展。在單片機類課程的教學(xué)中，程序都是在交叉編譯工具中書寫，學(xué)習(xí)伊始，一些學(xué)生總是丟三落四，要么忘記添加文件，要么忘記生成hex文件，為此，錄制教師的操作過程，供學(xué)生反復(fù)觀看，以降低學(xué)習(xí)難度。另外，每個項目的開發(fā)步驟重復(fù)，同樣錄制視頻，教師帶領(lǐng)學(xué)生分析項目需求以及難點，然后給出思路以及應(yīng)用到的知識點，最后書寫完整程序并進(jìn)行下載調(diào)試。整個視頻有聲音講解、有電腦操作及電路圖手工繪制，視頻結(jié)尾，提出更高層次的任務(wù)讓學(xué)生進(jìn)行練習(xí)。

微課教學(xué)得益于翻轉(zhuǎn)課堂的啟發(fā)，但是又不僅僅是翻轉(zhuǎn)課堂，視頻并非每次上課前分發(fā)，而是根據(jù)知識點錄制。微課教學(xué)的好處是不言而喻的，因為視頻短小精悍，每個視頻教學(xué)的任務(wù)明確，有聲音講解，有步驟演示，所以非常適合反復(fù)觀看，迎合了學(xué)生們圖文并茂視聽享受的需求。

（2）充分利用實驗器材，提高學(xué)生的動手能力

紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。提高學(xué)生的動手能力，就是讓學(xué)生親身體驗，親自實踐，通過發(fā)揮學(xué)生的主體作用，將教材講義內(nèi)化為自己的知識，得到能力的提升。這個過程是一個緩慢的過程，學(xué)生需經(jīng)歷下面四個步驟：

為了讓學(xué)生通過實踐掌握單片機開發(fā)技術(shù)，給每個學(xué)生配備了學(xué)習(xí)開發(fā)板，以及各種零部件，大多數(shù)學(xué)生都可以完成第1步，然后停留在第2步，少數(shù)學(xué)生能完成第3步提升了自己的能力。在這個過程中，教師的作用就是引導(dǎo)督促學(xué)生克服困難，令他們將頭腦中的知識逐步應(yīng)用到實踐中，走完動手實踐的完整步驟。給學(xué)生配備開發(fā)板和各種零部件，僅是促成學(xué)生動手去做它，在做的過程中出現(xiàn)各種錯誤，就要引導(dǎo)他們解決困難，我們將問題歸納為三方面：語法錯誤、程序流程錯誤和電路錯誤。針對每種錯誤，進(jìn)行了專項練習(xí)。以編程語言為例，數(shù)據(jù)類型、邏輯運算、算術(shù)運算，要從符號上升到具體意義是有困難的，在教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生將運算結(jié)果輸出到開發(fā)板上端口led燈上進(jìn)行驗證，學(xué)生就理解了數(shù)據(jù)類型和邏輯運算結(jié)果的特點。實訓(xùn)課程要求學(xué)生親手制作單片機開發(fā)電路板，通過在面包板上搭建電路，學(xué)生掌握單片機開發(fā)流程，從畫電路圖開始，進(jìn)行布板、焊接元器件，最后調(diào)試電路。通過這個過程，芯片、電子元器件不再是符號，而是有意義的實物，電路原理圖也不再是一堆線條，而是可以與實物對照的圖紙。通過這樣的專項練習(xí)，學(xué)生的錯誤率顯著下降，由于成功率提高，學(xué)習(xí)主動性明顯提高。

（3）演講互動

在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，高職學(xué)生是樂于表現(xiàn)自己的，因此設(shè)計一些課堂提問、匯報演講環(huán)節(jié)，讓學(xué)生自己歸納提煉知識點，通過交流和敘述，自我補充知識。演講匯報可以是課堂上一個小任務(wù)的現(xiàn)場演示，也可以是綜合題目課后作業(yè)的演講。演講互動的教學(xué)符合大學(xué)生學(xué)習(xí)的心理特征，相比與教師交往的意愿，他們更愿意與同齡人交往。在參與演講互動的實踐中，學(xué)生們是自己加工演講材料，當(dāng)認(rèn)真準(zhǔn)備后取得教師好評、同學(xué)認(rèn)可時，他們持續(xù)學(xué)習(xí)的激情得到了加固，而水平差不多的學(xué)生通過學(xué)習(xí)和模仿，堅信通過努力自己也可以取得好成績，激發(fā)了他們的上進(jìn)之心。

（三）建立新型的師生關(guān)系

（1）用情感激勵學(xué)生，構(gòu)建第三種課堂

俗話說：“溫言一句暖三冬，惡語傷人六月寒?！苯處熢谡n堂上，除了傳承知識，還在塑造學(xué)生的心靈，但是現(xiàn)實的情況常常令教師灰心，不管教師怎么用心，學(xué)生上課不積極不主動，甚至開小差的情景并不少見，究其原因，教師與學(xué)生這對課堂上的共同體聯(lián)系并不緊密，通常都是教師按照教學(xué)內(nèi)容滿堂灌，即使偶有提問促進(jìn)學(xué)生思考，也是教師手拿韁繩，學(xué)生被操縱著。要改變這種情況，必須讓學(xué)生真正成為課堂的主體。

日本學(xué)者稻川三郎提出了第三種課堂的觀念，他將舊式的以教師為中心，近乎強制灌輸教科書內(nèi)容的教學(xué)方法課堂，稱為第一種課堂，將有課堂互動，但依舊是教師為中心的教學(xué)稱為第二種課堂，他認(rèn)為這兩種課堂形式都無法適應(yīng)現(xiàn)代社會飛速發(fā)展的需要。第三種課堂的主體是每位學(xué)生，學(xué)生將走到教學(xué)的最前沿，以培養(yǎng)學(xué)生們掌握學(xué)習(xí)能力的教學(xué)，也是培養(yǎng)能適應(yīng)未來社會的人的教學(xué)，教師的作用主要是輔導(dǎo)、幫助，學(xué)生依靠自己的能力去學(xué)習(xí)。這種課堂從知識本位向?qū)W生本位讓步，標(biāo)志著21世紀(jì)國際教育發(fā)展的新潮流。另一位日本學(xué)者佐藤學(xué)也提出了類似的“潤澤的課堂”觀念。

第三種課堂其模式建構(gòu)的方向是“生命課堂”，它的主要特點就是以學(xué)生的發(fā)展為根本，它的主要模式是先學(xué)后教。生命課堂的目標(biāo)就是將課堂建設(shè)成為一個教師與學(xué)生共同參與的學(xué)習(xí)型共同體。只有這樣的課堂，才能培養(yǎng)出學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，才能建立起學(xué)生的自我效能感。

上面提到的循序漸進(jìn)項目式的教學(xué)、微課教學(xué)、提高開發(fā)板、增加演講匯報的機會等，都是第三種課堂的實踐。但是這個過程中，教師必須放下姿態(tài)，以平等的身份對待學(xué)生，教學(xué)過程中，尊重和重視學(xué)生的每一次發(fā)言和每一個提問，學(xué)生和教師共同成長。

（2）以樂觀熱情的教學(xué)態(tài)度去影響學(xué)生

教師都希望學(xué)生擁有積極向上的生活態(tài)度，但是現(xiàn)階段高校學(xué)生，特別是高職院校學(xué)生卻多少有些消極。從高考競爭到專業(yè)選擇，從學(xué)費到求職，學(xué)生們幾乎是一進(jìn)校門，就開始直面事關(guān)自身前途命運的各種現(xiàn)實問題，不了解專業(yè)特點，對專業(yè)沒興趣，缺乏目標(biāo)，是導(dǎo)致大學(xué)生態(tài)度消極的主要原因。另一方面，因為自身實力與目標(biāo)存在差距，學(xué)生感到灰心的也大有人在。作為專業(yè)課教師，要收集專業(yè)信息，用真實的勵志故事鼓舞和影響學(xué)生，通過與生活生產(chǎn)息息相關(guān)的項目練習(xí)，讓學(xué)生自己意識到電子信息的重要性，激發(fā)學(xué)生的求知激情和追求真理的欲望。只有教師傾注全部的熱情，教育教學(xué)才會點起一堆篝火，學(xué)生有了求知的欲望，學(xué)習(xí)才有了動力。否則，學(xué)生的學(xué)習(xí)，必然是蜻蜓點水，敷衍了事。學(xué)習(xí)熱情。

三、成效與結(jié)論

經(jīng)過一輪的教學(xué)實施，課程結(jié)束，組織了問卷調(diào)查和學(xué)生代表座談會，結(jié)果表明，學(xué)生在下面幾個方面有了進(jìn)步。

1.讀書的能力

由于學(xué)習(xí)過程中引領(lǐng)大家閱讀教材，啟發(fā)學(xué)生自己閱讀項目任務(wù)的背景知識，而且對專業(yè)詞匯進(jìn)行了重點講解，因此學(xué)生基本掌握了專業(yè)詞匯，能快速進(jìn)入到語境，讀起書來不覺得困難。

2.推理分析的能力

學(xué)習(xí)過程是循序漸進(jìn)的推動過程，單片機里有許多電路，學(xué)生學(xué)會了把各個知識點串起來，由已知的電路模塊就可以搭建演變出更多的電路。

3.總結(jié)歸納的能力

學(xué)到一定程度，就讓學(xué)生嘗試歸納一些散落的知識，進(jìn)行知識整理。比如中斷的書寫總結(jié)為一句話就是：“中斷開，設(shè)參數(shù)，中斷函數(shù)不可少”，它很好地歸納了各種中斷源的開啟處理過程。

4.書寫程序的能力

單片機最終要歸結(jié)到程序書寫。書寫程序好比作文，老師要一句句檢查，從小程序開始，到開發(fā)大程序。具備一定書寫能力后，開始進(jìn)行模塊包裝，書寫復(fù)雜程序。

學(xué)完這門課程后，學(xué)生對這門學(xué)科有了更加深刻而全面的了解，在學(xué)習(xí)的過程中，找到了獲取知識的滿足感，自發(fā)形成了更進(jìn)一步學(xué)習(xí)的動力，不會再懼怕學(xué)習(xí)新的知識。只有學(xué)生具有競爭力，高職教育才有存在價值，否則只能被邊緣化，后期，我們開展了32位機的學(xué)習(xí)，教學(xué)難度顯著降低。

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責(zé)任編輯 何麗華