“金課”視角下“單片機”課程教學改革與實踐

田素玲 陳明穎

摘 要：文章闡述在“金課”視角下，針對機電類專業(yè)學生在“單片機”課程教學中存在的問題，根據人才培養(yǎng)目標，以學生為中心，確定教學方法，進行教學改革的實踐。將知識點融入具體的案例和任務中，做到少教多學、先學后教、以學定教、以學評教，使學生在完成案例任務的同時掌握相對抽象的知識;注重反饋環(huán)節(jié)，完善評價機制，達到鍛煉學生的工程實踐能力和培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的目的。

關鍵詞：教學改革;反饋環(huán)節(jié);工程實踐;評價機制

0 ? 引言

近期，教育部發(fā)布了一系列關于一流本科建設的文件，從“新時代高教40條”到“六卓越一拔尖”，再到“雙萬計劃”等，全面開展一流本科建設，推進高質量本科教育的步伐。

單片機在工業(yè)生產和日常生活中應用廣泛，從無人機、AGV小車、自動化生產線到家用機器人、智能門鎖、汽車智能控制等，處處都有“單片機”的身影，一臺汽車上就有上百個單片機，單片機技術在這些產品的控制領域起到核心作用?！皢纹瑱C”作為機械電子工程和機器人工程的專業(yè)課程，是應用型本科院校培養(yǎng)實用型控制方向人才的重要課程。培養(yǎng)學生的應用能力與創(chuàng)新思維，滿足應用型本科院校課程的人才培養(yǎng)要求。本文以“單片機”課程為例，探討創(chuàng)建一流本科課程建設中的一些體會。

1 “金課”視角下“單片機”課程教學中存在的問題

“單片機”一直是機電類專業(yè)難度系數比較大的課程，其理論抽象，實踐性較強，應用傳統(tǒng)方法教學，效果不甚理想。2018年，教育部明確提出全面整頓教育教學秩序，嚴格本科教育教學過程管理，并要求各高校全面梳理各門課程的教學內容，打造“金課”[1]。從“金課”視角看，傳統(tǒng)的“單片機”課程教學弊端凸顯。

1.1? 教學大綱固定化

教學大綱可以看成“教與學”之間的“教學合同”，將學生比作教學產品。通過這份詳細“合同”，明確教學目的，細化細節(jié)，是為社會提供的詳細“產品說明書”。而現行教學大綱模塊比較獨立，按知識點分配學時，從知識點到對應案例設計、講授方法、作業(yè)布置、實驗設計、考核方式等，“教”與“練”相互獨立，“學”與“考”各自為政。傳統(tǒng)教學大綱以“教”為主，忽視“學”這個主體，“教”“學”“考”相互分離，評價機制“滯后”。

1.2? 教學模式傳統(tǒng)化

（1）傳統(tǒng)教學模式以“教”為中心，教學內容單元化，固定時間、固定學時、固定內容、固定教室，“教室”“教師”“教材”貫穿整個教學過程?！皢纹瑱C”是一門理論性和實踐性都很強的課程，教學課程仍然以“課堂講解”+“實驗練習”+“問題剖析”為主，沒有充分發(fā)揮“以學生為中心”的教學理念，缺乏引導學生興趣的環(huán)節(jié)，導致學生對理論知識理解模糊，實踐操作能力又不強。

（2）由于疫情原因，大部分學校開設線上課程。正式開學后，又將線上課程全部轉為線下，使得線上線下分離，不能有效融合線上與線下的優(yōu)勢。

（3）實驗內容缺乏創(chuàng)新[2]。教學仍以課本為主，實驗教學大部分都是驗證性的，缺乏對學生解決問題和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（4）考核方式單一化。課程的考核采用“期末考試+平時成績+課內實驗”的形式[3]，期末成績占比重大，并以卷面考試為主。這種評價方式不能全面考核學生對知識和技能的掌握情況，不利于對學生的實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2 “金課”視角下“單片機”課程教學改革

2.1? 教學導向轉變

以“學生”為中心，以學生“學習”為中心，以“學習效果”為中心。整體課程以向學生傳授知識為主，引導學生自主學習，發(fā)現問題，解決問題，突出創(chuàng)新性，增加課程挑戰(zhàn)性，優(yōu)化整個知識體系。

2.2? 教學內容網絡化

打破“塊狀”知識結構，構建網絡化知識體系。將課程章節(jié)由傳統(tǒng)的硬件結構、C51語言、中斷系統(tǒng)、定時器、串行口、并行口等章節(jié)排布變?yōu)榫唧w的項目，例如：電子琴、跑馬燈、交通燈、定時器、電機驅動、無線循跡小車控制等排布章節(jié)。

與相關課程合理融合。針對學生單獨學習C語言比較枯燥，學習后不能靈活運用，以及學生在后續(xù)課程學習“單片機”時遺忘C語言，需要學習單獨章節(jié)重新喚醒記憶等問題，將C語言與“單片機”課程合成為一門課，通過案例和項目，讓學生在學習單片機硬件的同時掌握C語言的編程方法與技巧。

2.3? 教學環(huán)節(jié)合理化

教學內容層次化。將每個項目具體設置基礎案例、提高階段案例和擴展項目3個層次，并設計相應的講稿與實例，將理論體系與實踐體系相融合[3]。采用線上線下混合式教學方法。引入“學習通”線上教學平臺，提高學生學習的自主性，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

課前，將相關學習文字資料和視頻資料上傳，布置預習任務。學生隨時隨地進行課前預習，按要求完成預習作業(yè)，在平臺上提出問題、發(fā)布觀點、進行討論。教師根據學生預習情況調整課堂教學方案，培養(yǎng)學生批判性和對話性的創(chuàng)新思維。

課中，將學生預習情況導入新課，以具體項目為支撐，分層次布置具體任務驅動教學，突出學生學習的自主性和中心性。學生分組討論，完成任務，在51開發(fā)板或者仿真軟件中檢驗，所使用開發(fā)板原理如圖1所示。學生完成后展示講解，其他小組提出問題，進行討論改進。在掌握具體知識點的同時，培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維和解決問題的工程能力[4]。

課后，根據學生的預習情況與課上教學情況布置作業(yè)，作業(yè)呈階梯型，體現靈活性。學生通過“學習通”客戶端上傳作業(yè)，在討論區(qū)進行討論;教師可以及時批改并反饋給學生，形成閉環(huán)教學。

增加激勵機制。以上每個環(huán)節(jié)都增加競賽環(huán)節(jié)，學生既是參賽者，又是評委，評選出每個項目的優(yōu)勝小組，以賽促學，激勵學生學習，培養(yǎng)學生的團隊合作精神。

2.4? 完善評價機制

科學、合理的評價機制能夠更加全面地考核學生的學習能力和創(chuàng)新能力?？己嗽u價方式主要包括：“課堂出勤”+“課堂表現”+“卷面考核”+“項目設計+“項目實現”+“項目答辯”等環(huán)節(jié)。其中，前兩項占總分數的30%，重視過程考核，著重考查學生對知識的掌握程度、應用能力、創(chuàng)新能力、解決問題能力與團隊合作能力。

3 ? 結語

通過教學方式的改革實踐，有效調動了學生學習的積極性，加深了學生對所學專業(yè)技術知識的領悟。學生通過主動查閱資料、制定方案、動手制作、編程實踐，鍛煉了動手能力，培養(yǎng)了團隊協(xié)作精神，總體達到了提高學生創(chuàng)新思維和工程實踐能力的目的。

[參考文獻]

[1]教育部辦公廳.關于實施一流本科專業(yè)建設“雙萬計劃”的通知（教高廳函〔2019〕18）[EB/OL].（2019-04-09）[2020-05-20].http：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2019-12/03/content_5458035.Htm.

[2]張本文.單片機原理實踐教學與項目驅動結合改革初探[J].電腦知識與技術，2020（3）：155-156.

[3]王紅茹，唐煒，王后連，等.基于OBE理念的機械類專業(yè)“單片機”課程教學改革與實踐[J].科技與創(chuàng)新，2020（5）：66-68.

[4]袁新娣，曾祥華，劉玲麗，等.基于智慧課堂的單片機教學改革與實踐[J].教育教學論壇，2020（51）：187-189.

（編輯 何 琳）