基于ATPDCA的單片機技術及應用課程信息化教學設計與實踐

◆寧金葉 周惠芳

基于ATPDCA的單片機技術及應用課程信息化教學設計與實踐

◆寧金葉 周惠芳

針對電子類專業核心課程單片機技術及應用進行信息化教學設計，以“簡易秒表的設計與制作”項目教學為例，基于ATPDCA的教學模式設計教學內容，提高學生學習的興趣和信息化素養，最終達到提升學生核心職業素養的目標。

單片機技術及應用；信息技術；信息化教學設計

10.3969/j.issn.1671-489X.2016.12.122

1　引言

ATPDCA是基于典型工作任務或工作項目的教學模式，分為項目分析（Analyze）、知識傳授（Teach）、方案制訂（Plan）、項目實施（Do）、項目檢查（Check）、評價總結（Action）6個環節。它結合建構主義理論教學和PDCA工作模式教學的優勢［1］，充分利用現代化的信息技術合理安排課程教學內容，優化教學過程中的各個環節，從傳統的單一教學方式向生動有趣的信息化教學方式轉變，引導學生從被動學習向主動探究性學習方式轉變，最終優化教學效果［2］。

本文以單片機課程教學中“簡易秒表的設計與制作”工作項目為例，從教學前端分析、教學設計分析、教學資源建設、教學組織實施和教學效果反饋五個方面進行信息化教學設計的探討。此外，基于ATPDCA教學模式，重點介紹教學組織實施過程的信息化教學設計與實踐。

2　教學前端分析

教學前端分析是教學設計的邏輯起點。首先是學習需求分析，依據行業及職業崗位需求調研，以項目對接崗位來培養學生的職業技能，從而確定課程的項目學習內容。此外，從兩個方面重點分析高職高專學生的學習特點：在智力因素方面，深入分析授課對象現有的知識、技能水平；在非智力因素方面，綜合考慮高職學生對教學內容的認知特點與學習態度。

依據單片機課程標準，確定項目知識、技能、態度三維教學目標。考慮到項目的教學內容包含數碼管顯示、中斷技術應用等眾多內容，通過對知識點的提煉和粒子化的處理，歸納出教學重點與教學難點。在教學實施過程中，采用先進的教學模式結合現代化的信息技術手段，優化教學設計過程，突出重點，突破難點。

3　教學設計分析

教學設計是教學組織的靈魂。基于建構主義的教學理念［3-4］，遵循ATPDCA教學模式，充分利用移動教學和微視頻教學的優勢。以實際項目為載體，以學生為中心，教師引導學生主動完成項目的學習。在教學方法的選擇上，以項目引領和任務驅動為主導，以信息化教學手段為支撐。綜合運用思維導圖、情境激勵法等多種教學方法，調動學生學習的積極性，促進自主學習，從而踐行做中教、做中學的職業教育原則。

4　教學資源建設

教學資源是教學組織實施的“腳手架”。在教學資源建設上，以“情境化”和“精細化”的理念設計和開發課程網絡資源，以“扁平化”和“集成化”的理念組織實施課程網絡資源。目前，本課程的項目教學主要借助三種方式來建設課程網絡資源。

首先，充分利用世界大學城的平臺優勢，借助其授課、資料查詢與下載、在線交流、課程考試等眾多功能為學生創建一個信息化的知識共享空間，從而解決課程信息量大的難題。

其次，自主開發手機微信公眾平臺，利用微信推送項目信息，進行學習交流，使學生的學習能夠隨時隨地進行。

最后，重點建設單片機微視頻資源庫，利用視覺感知來強化教學效果。

5　教學組織實施

信息化手段優化了教學實施過程。下面是基于ATPDCA教學模式的具體教學組織實施過程［3］。

項目分析環節（Analyze） 課前，充分利用微信公眾平臺推送項目信息，組織學生在課前完成新知識的預習和項目方案的構建預習。在課堂上，通過真實的秒表與數字鐘產品實例情境激勵學生學習的興趣，利用在線電子任務書引導學生進入項目的學習。

作者：寧金葉，湖南電氣職業技術學院講師、電工電子教研室主任，研究方向為電氣工程及自動化；周惠芳，湖南電氣職業技術學院副教授，研究方向為電機及自動控制技術（411101）。

新知識傳授環節（Teach） 知識傳授包括知識點復習和新知識傳授兩個部分，重點是新知識的傳授。針對單片機新知識原理抽象難懂的問題，課程組自主開發單片機Flash動畫庫，用生動形象的動畫化解知識的難點，從而解決了項目知識原理抽象難懂的問題。此外，在課堂上，學生還可通過實訓室的電腦或手機終端登錄世界大學城平臺，點擊相應項目便可進入圖、音、文、視、動并茂的知識空間，進行項目知識與技能的學習。

方案制訂環節（Plan） 方案制訂環節，主要采用師生共同討論的方式，將本項目分解為三個子任務來進行實施：任務1，硬件電路設計；任務2，源程序設計與調試；任務3，電路的組裝與調試。化整為零的任務分解方式，不僅有效地降低了項目實施的難度，而且利于小組學生分工協作，確保完成項目實施任務。

項目實施環節（Do） 項目實施階段采用小組分工協作的方式，以3人為一組進行分配，并參照真實的企業崗位要求和任務要求對學生進行角色分工。例如：硬件工程師負責項目的硬件電路設計與整改，軟件工程師負責源程序編寫與調試，測試工程師負責產品功能測試與總結匯報。此外，為了確保項目順利實施，還可以組織學生以小組為單位，以項目為中心，設計思維導圖，優化項目管理，實現實時監督，并提高學生的抽象思維能力。

具體任務實施階段中，任務1“硬件電路設計”是項目教學的重點，涉及的知識面廣，操作難度高，教學效果難以監測。為此，項目教學中引入PROTEUS電路仿真，從而在很大程度上解決了項目硬件設計難度大的問題。

電路設計完成后需要進行任務2“源程序設計與調試”。在項目教學中，數碼管顯示及定時、計數函數是編程的難點。在實際的項目教學中，可以引入單片機開發小工具軟件，該類軟件可自動生成模塊代碼，從而有效解決部分學生編程難的問題。

最后是任務3“電路的組裝與調試”階段。在以往的教學中，學生很容易出現焊接錯誤和元器件浪費等問題，可以引入多媒體與網絡信息教學，通過在線播放焊接工藝視頻的方式，組織學生一邊看，一邊學，一邊做，從而提高學生的職業素養并確保產品的焊接工藝。

針對本項目最大的教學難點——產品的功能調試與故障排除，課程團隊重點開發Flash常見故障庫，化抽象為形象。在調試過程中，學生遇到調試難題可以先通過故障庫尋找相似故障點，進行虛擬學習，然后將所學知識與技能運用到具體操作中去，從而確保產品功能的實現。

項目檢查環節（Check） 產品調試成功后，學生依據世界大學城的在線電子任務書完成本項目的檢查工作，主要從產品外觀、功能、性能和9S管理等方面實施檢查，并填寫項目檢查報告。

評價總結環節（Action） 評價環節包含項目評分和項目總結兩個部分。

項目評分由學生自評、互評和教師評價三個部分構成。學生通過單片機實訓室的考核評分系統進行在線的自評和互評，教師綜合評價之后，系統可自動生成學生的項目綜合成績。此外，該評分系統還可自動生成班級成績排名表，幫助學生明確自己在班級的技能水平排行情況，以此為動力，反思個人在項目學習中的不足，并改進下一階段的項目學習。

項目總結則是通過小組自薦和教師推薦的方式，選擇優秀小組進行項目總結匯報，主要從項目設計思路、自疑、自評、作品展示等方面進行闡述。最后，任課教師將從知識、技能、態度三方面進行總評，指出在項目實施整個過程中學生的可取之處與不足之處，并給出改進的方向。

6　教學反饋分析

項目教學效果的反饋主要是利用課余時間，組織學生登錄世界大學城在線測試平臺，完成項目相關知識點的測試。一方面可以幫助學生及時復習和鞏固知識點，另一方面則有助于任課教師及時了解學生對知識點的掌握情況，為下一階段的課程教學做好準備工作。

此外，教師和學生可以通過手機微信公眾平臺進行知識疑難點與學習建議的溝通交流，方便快捷的移動式教學不僅符合高職學生的學習特點，也為日后的項目教學改進提供了新的方向。

7　結語

從傳統教學到現在信息化教學轉型過程中，整個課程組團隊自主開發和建設了一系列有特色的軟件資源和課程資源來支撐和設計信息化項目教學。但是由于教學課程與教學內容的不同，信息化教學設計的方式也可能存在較大的差異性。因此，在實際的信息化教學設計過程中，切不可依葫蘆畫瓢，而應根據具體的教學內容、教學要求和學生特點，遵循以學生為中心的原則，靈活和創新地運用信息化教學設計方式方法，優化教學過程，最終實現學生核心職業素養的不斷提升。■

［1］周哲民，張麥秋.基于PDCA和構建主義創新職業教育教學新模式［J］.當代教育論壇：管理研究，2011（12）：96-98.

［2］王寅龍，李前進，等.信息化教學設計的過程、方法及評價要點探究［J］.中國教育信息化：基礎教育，2011（3）：15-18.

［3］莎莉.在情境中的學習：基于建構主義學習理論的教學設計思想［J］.課程教育研究，2015（17）：14-15.

［4］劉都亮.基于建構主義的大學英語自主性學習探究［J］.英語廣場：學術研究，2013（3）：73-74.

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1671-489X（2016）12-0122-02