論翻轉課堂視角下的《單片機原理及應用》課程項目化教學模式

其曼古麗·加馬力丁

（烏魯木齊職業(yè)大學信息工程學院，新疆 烏魯木齊 830002）

1引言

《單片機原理及應用》是自動化專業(yè)課程之一，其實踐性和工程性等特點顯著。在新課程改革的要求下，加強對學生的實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)也變得越來越重要。翻轉課堂是全新的教學模式之一。它要求學生在上課之前通過觀看教師提供的教學視頻，獨立完成課程知識傳授的任務；在課堂上，要加強小組討論、問題解決以及課堂作業(yè)等，將知識進行內化。所以說，開展翻轉課堂教學，學生在課外可以結合自身的能力水平來合理安排自己的時間，制定出可行、合理的學習方法，開展個性化學習[1]。同時，通過面對面交流，賦予學生充足的時間來進行問題探究和小組研究，改變被動聽課的局面。此外，課堂更多的時間交給了學生，鞏固了學生的主體地位，教師可以借此來觀察學生的表現(xiàn)，并給予學生相應的反饋和引導。因此，開展翻轉課堂教學，將其融入到單片機原理教學中，結合課程項目化教學，確保學生充分掌握單片機的工作原理，并將課程項目化教學模式的作用充分發(fā)揮出來，順應了新課程改革的發(fā)展趨勢。

2 基于翻轉課堂的《單片機原理和應用》課程項目化教學模式的必要性分析

通過翻轉課堂教學的實施，可以貫徹落實好“因材施教”，強化教學個性化指導，激發(fā)學生的學習熱情和潛能，積極主動地參與到課堂教學中來。單片機技術來是集電子、物聯(lián)網(wǎng)等于一身的主流技術[2]。人們生產(chǎn)生活方式的變化，加上自動化和智能化水平的提升，使得單片機技術在各個行業(yè)領域得到廣泛應用，但是多數(shù)學生在學習單片機技術以后，并沒有充分了解。所以，基于翻轉課堂積極開項目化教學，可以通過實踐項目來引導學生，學生可以逐漸了解單片機實際開發(fā)的電路設計和編程思想，將抽象化的理論知識簡單化，進而有助于培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新思維能力[3]。具體來說：

2.1 有利于提高學生的工程應用能力

根據(jù)現(xiàn)代教育相關規(guī)定要求，必須積極開展項目教學，為社會培養(yǎng)出一大批技能應用型人才。在以往傳統(tǒng)實訓教學模式的影響下，如果采用固定硬件的實驗箱，會對學生設計創(chuàng)新思路產(chǎn)生一定的限制，屬于驗證性實驗，學生需要對理論知識進行驗證。而通過項目化教學，突破了以往傳統(tǒng)實訓教學模式的限制，學生可以充分了解工程實踐領域的具體任務，培養(yǎng)學生自身的工程應用能力。此外，項目化教學模式還可以通過計算機進行虛擬仿真，實現(xiàn)單片機軟硬件的協(xié)同設計，進而確保學生課程學習效率的提升。

2.2 有利于創(chuàng)新教學方式

現(xiàn)階段，加強項目化教學改革至關重要，在實訓課程中，以項目任務為載體，可以不斷細分任務中所包含的知識點，引導學生記牢、記透所學知識點。而且各項新任務可以在原有任務的基礎上增加難度，融入更多的理論知識，逐漸深入。尤其在項目化教學提供的開放式環(huán)境[4]，可以為學生參與互動討論、小組競賽提供便利，實現(xiàn)由被動學習向主動學習的順利過渡。

3 基于翻轉課堂的《單片機原理及應用》課程項目化教學模式的具體建議

3.1 確定項目內容，調整課程教學結構

(1)教學項目內容的確定，是教學效果的重要影響因素，要以提高學生的崗位能力為主，確定最為適宜的教學項目內容。

以工作任務“w ifi小車制作項目”為例，該w ifi小車以單片機作為控制核心，其模塊主要包括運動模塊、遙控模塊等。對于w ifi小車各個功能部分，要加強不同學習情境的設計[5]，進一步強化對學生分析和設計單片機應用程序技能的訓練。對于w ifi小車的功能設計來說，其擴展性特征比較強，這主要與它具備的功能和控制方法是密不可分的，比如功能越多，可以擴大所需技術和器件種類的范圍。所以選擇w ifi小車作為教學項目，可以將功能設計的可擴展性充分體現(xiàn)出來。

在制作單片機w ifi小車過程中，可以劃分為4種不同的學習情境，如圖1，旨在讓學生充分掌握單片機知識，并加強對學生的職業(yè)崗位能力的培養(yǎng)。其中，各個學習情境還包括子情境，以訓練學生單片機基礎技術與基礎器件的集成能力為例，具體詳見表1。

圖1 學習情境整體設計

表1 學習情境表

(2)基于項目化教學思路模式，突破了以往傳統(tǒng)圍繞理論知識學習的教學思維模式，要求加強對學生實際應用能力和實踐工作能力的培養(yǎng)，以任務項目為基準來設計教學內容體系。在設計單片機基礎課程項目化教學內容過程中，不能過于強調講解單片機的架構和工作原理，要以真實的工作任務與項目為主，積極整合教學內容。

3.2 開展翻轉課堂教學，實施課堂全過程管理

(1)講解課前知識

教學要結合教學目標制作項目的PPT和教案，將項目中的重難點錄制為微課，并提供網(wǎng)絡資源，比如網(wǎng)易云課堂、微課程等。通過對學生學習基礎、學習能力等實際情況的了解，教師可以將項目進行細化，具體為多個子任務，引導學生循序漸進完成整個項目。在這個過程中，教師要借助新型媒介來實現(xiàn)教學資源的共享，比如通過QQ群或微信群，積極構建教學共享平臺，構建單片機課程教學網(wǎng)站，以供教師和學生進行交流和互動。教師要提前將教學資源發(fā)布到網(wǎng)站上，學生通過網(wǎng)站可以實時搜索所需的學習資源，結合自身的學習能力選做教師布置的分層任務，如果遇到問題，要加強與師生的交流與研討，進而順利完成課前任務。

(2)課上知識內化

在課堂教學中，在把知識和技能都融入在教學任務當中，通過運用啟發(fā)式、討論式、參與式以及協(xié)作式等教學方式，讓學生能夠作為主體進行學習，培養(yǎng)學生的自主學習能力、實踐能力、交流能力以及團隊合作能力。對于教師而言，要密切關注項目實際進展情況，注重對學生的引導和幫助，避免出現(xiàn)偏離項目的現(xiàn)象，確保設計思維的準確性。比如在觀察各組情況中，發(fā)現(xiàn)一些同學對計數(shù)溢出采用JB指令查詢，這時教師要引導學生深入分析JB、JBC之間的差異，引導學生正確的思維認知。

(3)鞏固課后知識

在課后，學生可以借助網(wǎng)絡自主擴展單片機的學習，并積極參加課外科技創(chuàng)新活動。教師要進行總結和歸納，對于優(yōu)秀的項目作品，要提供給全班同學進行展示和學習，并作為全新的教學案例，實現(xiàn)學習資源的共享，從而鞏固課堂教學。

3.3 以實踐為導向，掌握項目化教學內容

以單片機功能模塊為單位，加強囊括各個知識點的任務項目的設計，構建具有代表性的項目，具體詳見表2。在講解過程中，要集中整合理論知識和實踐技能，最大限度地發(fā)揮學生的學習熱情。在學習中，還要注重引導學生的分析能力[7]，提高解決實際問題的能力，確保學生在完成任務項目中能夠具備單片機的應用編程實踐能力。

表2 單片機課程項目化教學內容

同時，在項目設計時，對于個別學習能力較強的學習，教師要對各個項目的設計方法進行創(chuàng)新。比如：可以將原有采用模擬溫度傳感器改為DS18B20等數(shù)字溫度傳感器，確保較高的測量精度；也可以將多功能數(shù)字時鐘進行擴展功能，將采用系統(tǒng)內部定時器作為時鐘更改為采用DS12C887等專用時鐘芯片。通過這種教學方法的應用，可以滿足不同學習能力的學生需求，掌握好學習內容的難度性。

4 結束語

綜上所述，基于翻轉課堂視角下，加強單片機原理的學習，積極開展項目化教學，不斷提高教學質量和水平，將培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新工作能力落實到位，更好地適應社會人才崗位的需求，從而為社會提供源源不斷的技能應用型人才。