單片機(jī)原理及應(yīng)用課程多元化教學(xué)改革與實(shí)踐

袁小翠　于禎　郭波　曾瑄

【摘 要】本文以工程教育認(rèn)證為指導(dǎo)，分析單片機(jī)原理及應(yīng)用這門課程教學(xué)存在的問(wèn)題，對(duì)該門課程進(jìn)行多元化教學(xué)改革，并以南昌工程學(xué)院為例進(jìn)行實(shí)踐，提出將移動(dòng)教學(xué)平臺(tái)學(xué)習(xí)通app引入到課堂教學(xué)中，提高課堂氛圍，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性;采用基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法提高學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力，提升教學(xué)質(zhì)量;以多元化考核方式評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)該門課程的掌握程度。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī);項(xiàng)目驅(qū)動(dòng);學(xué)習(xí)通

中圖分類號(hào)： TP368.1-4;G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）22-0108-002

0 引言

工程教育認(rèn)證是國(guó)際通行的工程教育質(zhì)量保證制度，有助于構(gòu)建質(zhì)量監(jiān)控體系，提高教育質(zhì)量，促進(jìn)工程教育與工業(yè)界的聯(lián)系[1-2]。工程教育以成果為導(dǎo)向，突出綜合性、實(shí)踐性和創(chuàng)新性，盡可能把工程實(shí)踐與素質(zhì)教育結(jié)合起來(lái)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)用和創(chuàng)新能力[3]。

《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程是電子和自動(dòng)化類等專業(yè)的核心課程之一，是一門理論性與實(shí)踐性都很強(qiáng)的綜合性課程。首先，學(xué)生需要掌握單片機(jī)的基本理論知識(shí)，完成元器件的連接和調(diào)試工作;其次，學(xué)生要掌握軟件編程能力，在硬軟件實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行聯(lián)調(diào)。最后，通過(guò)對(duì)該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生在理論和實(shí)踐上利用單片機(jī)進(jìn)行硬、軟件開發(fā)的能力。經(jīng)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和調(diào)研發(fā)現(xiàn)單片機(jī)教學(xué)效果不理想存在以下問(wèn)題：

（1）傳統(tǒng)的“老師講、學(xué)生聽(tīng)”的教學(xué)方法，抑制了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

傳統(tǒng)的單向授課模式，師生之間缺乏有效的交流與互動(dòng)，教師一味地機(jī)械講理論，學(xué)生只能被動(dòng)接受，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)不足，學(xué)習(xí)自覺(jué)性較差，課堂學(xué)習(xí)氛圍不濃厚。

（2）學(xué)生動(dòng)手和綜合應(yīng)用能力不強(qiáng)。

許多學(xué)生雖然可以在考試中獲得高分，但是實(shí)際進(jìn)行操作、設(shè)計(jì)和應(yīng)用時(shí)卻效果很差，甚至有些學(xué)生無(wú)從下手。只從理論分?jǐn)?shù)中不足以衡量學(xué)生對(duì)該門課程的掌握程度和評(píng)價(jià)學(xué)生的綜合水平和創(chuàng)新能力。

對(duì)《單片機(jī)原理和應(yīng)用》課程進(jìn)行多元化教學(xué)改革，將移動(dòng)教學(xué)引入到課堂中提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生在教學(xué)中的參與度，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力;以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，提高學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力等。

1 移動(dòng)教學(xué)平臺(tái)“學(xué)習(xí)通”在課堂教學(xué)中的應(yīng)用

我國(guó)大部分高校的理論課的教學(xué)方法是采用集中授課，一般45分鐘一節(jié)課。研究表明，學(xué)生的集中精力的時(shí)間大約在30分鐘內(nèi)，超過(guò)這個(gè)時(shí)間學(xué)生精力渙散。此外，受傳統(tǒng)教學(xué)模式的影響，學(xué)生在課堂中的參與度少，學(xué)生很少提問(wèn)，甚至不敢提問(wèn)。課上學(xué)生玩手機(jī)現(xiàn)象嚴(yán)重，充分利用手機(jī)的優(yōu)勢(shì)對(duì)課堂進(jìn)行管理是一種新型的教學(xué)模式。因此，我們?cè)谡n堂中引入了“學(xué)習(xí)通”移動(dòng)教學(xué)平臺(tái)，“學(xué)習(xí)通”是由超星公司推出的移動(dòng)教學(xué)平臺(tái)[4]，教師利用該平臺(tái)可以進(jìn)行教學(xué)資源建設(shè)和管理?！皩W(xué)習(xí)通”具有簽到、投票、選人、搶答、主題討論、評(píng)分、測(cè)驗(yàn)、問(wèn)卷調(diào)查、分組任務(wù)等功能。學(xué)生下載學(xué)習(xí)通app，教師在學(xué)習(xí)通創(chuàng)建課程和對(duì)應(yīng)的班級(jí)，讓學(xué)生加入到對(duì)應(yīng)的班級(jí)中。課前，教師創(chuàng)建好教學(xué)內(nèi)容、編輯課程任務(wù)、上傳教學(xué)資料（包括課件、教學(xué)視頻、各類教學(xué)文檔和項(xiàng)目等資料）;課中，教師可以利用app對(duì)學(xué)生進(jìn)行快速簽到、發(fā)布主題討論、任務(wù)分組，教師可以根據(jù)討論結(jié)果和任務(wù)完成情況實(shí)時(shí)給學(xué)生打分，還可以通過(guò)手機(jī)搖一搖進(jìn)行選人回答問(wèn)題等，通過(guò)一系列的教學(xué)活動(dòng)活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和學(xué)習(xí)興趣;課后，教師可以發(fā)布調(diào)查問(wèn)卷，根據(jù)調(diào)查問(wèn)卷和課堂反饋，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和方法。

1.1 基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式的教學(xué)方法實(shí)踐

單片機(jī)是實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，盡管這門課程單獨(dú)開設(shè)了實(shí)驗(yàn)課，但實(shí)驗(yàn)內(nèi)容大部分為驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，，實(shí)驗(yàn)板上的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有限，且學(xué)生一般在固定的實(shí)驗(yàn)課上進(jìn)行實(shí)踐。因而學(xué)生實(shí)踐機(jī)會(huì)少，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容缺乏創(chuàng)新性，教學(xué)效果一般不夠理想。然而，這門課程更多的是需要學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐和進(jìn)行項(xiàng)目開發(fā)，因此，在這門課程中引入項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法。具體實(shí)現(xiàn)方法：

教師在教學(xué)上，以項(xiàng)目開發(fā)方式引領(lǐng)教學(xué)。教師設(shè)計(jì)或者選擇項(xiàng)目并發(fā)布到“學(xué)習(xí)通”，以項(xiàng)目串聯(lián)課本中的知識(shí)點(diǎn)，將項(xiàng)目中的理論知識(shí)分解到每個(gè)章節(jié)的任務(wù)中，打破理論與實(shí)踐教學(xué)的分離。學(xué)生的課后利用protues軟件進(jìn)行仿真，課后作業(yè)為完成某個(gè)設(shè)計(jì)，具體操作如下：

（1）教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，在每組中搭配成績(jī)優(yōu)異和學(xué)習(xí)落后的學(xué)生，優(yōu)異的學(xué)生帶領(lǐng)和指導(dǎo)落后的學(xué)生一起學(xué)習(xí)和完成任務(wù)，6-8人每組。

（2）讓每組學(xué)生自己選題，圍繞單片機(jī)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)，教師審核學(xué)生選題，教師不指定題目主要是不限制學(xué)生的和創(chuàng)新性。

（3）項(xiàng)目組組長(zhǎng)管理項(xiàng)目設(shè)計(jì)和開發(fā)的進(jìn)展，每個(gè)人在項(xiàng)目中完成不同的功能和模塊，學(xué)生可以借助protues軟件進(jìn)行仿真和實(shí)驗(yàn)，或者直接制作實(shí)物，并且在學(xué)習(xí)通app上傳題目信息和每周進(jìn)展。

（4）每組制作ppt講解所設(shè)計(jì)的作品，根據(jù)作品完成情況、難易程度，講解效果和設(shè)計(jì)報(bào)告評(píng)價(jià)綜合設(shè)計(jì)成績(jī)。

1.2 多元化的考核方式

采用多元化考核方式來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生，學(xué)習(xí)通的綜合成績(jī)占到期末考核成績(jī)的15%;平時(shí)理論作業(yè)占10%;實(shí)踐和設(shè)計(jì)成績(jī)占25%，這么部分成績(jī)主要根據(jù)學(xué)生設(shè)計(jì)作品的難易程度、ppt制作和講解情況、設(shè)計(jì)報(bào)告和小組內(nèi)同學(xué)之間互評(píng)結(jié)果來(lái)打分;期末筆試成績(jī)占50%。這種多元化的考核方式使學(xué)生擯棄為了考試而死記硬背理論知識(shí)的想法，激發(fā)了學(xué)生的動(dòng)手和創(chuàng)新能力。

2 主要成效

（1）教師隊(duì)伍得到鍛煉，教師與時(shí)俱進(jìn)。

實(shí)施本課程教學(xué)改革兩年來(lái)，教師專業(yè)水平得到很大的提高，指導(dǎo)學(xué)生參加大學(xué)生挑戰(zhàn)杯、互聯(lián)網(wǎng)+創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、電子設(shè)計(jì)大賽獲得了優(yōu)異的成績(jī)，促進(jìn)了教師不斷探索新知識(shí)和提升教學(xué)水平。

（2）理論實(shí)踐相統(tǒng)一，提高學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力。

以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，引領(lǐng)學(xué)生教、學(xué)、做，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中找到成就感，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。從工程實(shí)際需求出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題和創(chuàng)新能力，使學(xué)生能夠較快地融入企業(yè)，參與實(shí)際的設(shè)計(jì)工作。

（3）提升了教學(xué)質(zhì)量，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

采用學(xué)習(xí)通和項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法后，課堂氛圍變得更活躍，改善了學(xué)生上課打瞌睡現(xiàn)象，學(xué)生在完成設(shè)計(jì)的同時(shí)遇到問(wèn)題也能夠主動(dòng)和同學(xué)討論或者向老師請(qǐng)教，落后的學(xué)生怕拖小組后退也表現(xiàn)地更積極向上，優(yōu)異的學(xué)生在指導(dǎo)落后學(xué)生的同時(shí)也找到了成就感，班級(jí)學(xué)習(xí)氛圍明顯改善。讓學(xué)生自己展示設(shè)計(jì)作品提高了同學(xué)們的即興演講能力、語(yǔ)言表達(dá)能力、邏輯思維能力。

3 結(jié)語(yǔ)

以工程專業(yè)認(rèn)證為指導(dǎo)對(duì)單片機(jī)進(jìn)行的教學(xué)改革，提高學(xué)生的就業(yè)水平、綜合能力和創(chuàng)新能力。將移動(dòng)教學(xué)平臺(tái)引入到課堂中，調(diào)動(dòng)了課堂氣氛，間接提高了教學(xué)質(zhì)量。以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方法，不僅給學(xué)生拓展思維提供了方法，還提高了單片機(jī)課程教學(xué)的實(shí)用性和趣味性，增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，使學(xué)生熟練掌握課理論知識(shí)的同時(shí)能與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，提高其工程應(yīng)用能力及就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。這種多元化的教學(xué)方法和手段同樣對(duì)其他的課程也有推廣意義。

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