“3+3+3”教學(xué)模式在單片機(jī)課程中的應(yīng)用與研究

王影　梁凱　劉麒　李碩　譚丁誠(chéng)　劉佳龍

【摘 要】針對(duì)當(dāng)前社會(huì)對(duì)單片機(jī)人才質(zhì)量要求的提高，我國(guó)各大工科院校對(duì)單片機(jī)教學(xué)改革的弊端，提出了“3+3+3”教學(xué)模式在單片機(jī)課程中的應(yīng)用與研究。將單片機(jī)課程的知識(shí)體系分為“基本理論、知識(shí)延伸、實(shí)踐應(yīng)用”三個(gè)層次，按教學(xué)效果分別以“微課MOOC、翻轉(zhuǎn)課堂、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)”三種教學(xué)形式，在“網(wǎng)絡(luò)覆蓋地、多媒體教室、實(shí)訓(xùn)基地”三種教學(xué)場(chǎng)所進(jìn)行教學(xué)組織，教師可根據(jù)具體教學(xué)目標(biāo)，進(jìn)行多種教學(xué)手段、不同教學(xué)模式的靈活設(shè)計(jì)。旨在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率、拓寬學(xué)生理論基礎(chǔ)、增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力。

【關(guān)鍵詞】微課MOOC；翻轉(zhuǎn)課堂；現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)： G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）06-0023-002

【Abstract】In order to improve the quality of the single-chip computer talents in the current society，the application of the "3+3+3" teaching model in the single-chip computer curriculum is proposed in the major engineering colleges in China. The SCM curriculum knowledge system is divided into three levels： "Basic theory， knowledge extension， practice and application". According to the teaching effect， three teaching forms are "Micro class MOOC， flipping classroom， and on-site teaching". In the "network coverage， multimedia Classrooms and practical training bases are organized in three teaching areas. Teachers can make flexible design of various teaching methods and different teaching modes according to specific teaching objectives. It aims at cultivating students' interest in learning， improving student learning efficiency， broadening the theoretical foundation of students， and enhancing students' hands-on practical ability.

【Key words】Micro-class MOOC；Flipping classroom；On-site teaching

單片機(jī)技術(shù)是現(xiàn)代電子工程領(lǐng)域一門(mén)迅速發(fā)展的技術(shù)，它的發(fā)展極大地推動(dòng)了電子工業(yè)的前行，社會(huì)對(duì)單片機(jī)技術(shù)硬件設(shè)計(jì)工程師的需求增長(zhǎng)相當(dāng)迅速，該課程的重要性也越來(lái)越明顯。在工科高等院校的教育改革過(guò)程中，人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到實(shí)踐環(huán)節(jié)的重要性。但是在重理論、輕實(shí)踐觀念的長(zhǎng)期影響下，教學(xué)改革的深度并不明顯。實(shí)踐教學(xué)作為理論教學(xué)的驗(yàn)證與補(bǔ)充的狀況沒(méi)有得到根本的轉(zhuǎn)變。我國(guó)各大工科院校單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程開(kāi)設(shè)多年來(lái)，期間盡管也進(jìn)行過(guò)改革，但也僅僅是內(nèi)容、學(xué)時(shí)上的調(diào)整， 比如增加實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)、增設(shè)選修的設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容等。實(shí)踐教學(xué)和理論教學(xué)還是屬于同一門(mén)課程， 也就是常說(shuō)的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)。隨著實(shí)踐教學(xué)改革深入，越發(fā)顯現(xiàn)出這種教學(xué)模式的不足[1-2]。單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程是一門(mén)需要深入思考、反復(fù)推敲、不斷實(shí)踐、不斷積累經(jīng)驗(yàn)的課程。所以要想讓學(xué)生真正獲得知識(shí)和技能，就要改變當(dāng)前的教學(xué)模式、改革教學(xué)的方式方法。

1 單片機(jī)原理及應(yīng)用教學(xué)現(xiàn)狀以及存在問(wèn)題的分析

隨著電子技術(shù)行業(yè)的快速發(fā)展，社會(huì)對(duì)單片機(jī)人才質(zhì)量要求的提高，我國(guó)各大工科院校幾乎都在對(duì)該課程做不同程度的教學(xué)改革。然而，改革的效果總有些不盡人意。

（1）傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)基本以教師為主體，學(xué)生為客體。單片機(jī)課程的特點(diǎn)：概念多、專(zhuān)有名詞多，內(nèi)容抽象，軟件編程使用低級(jí)的匯編語(yǔ)言，指令豐富，同時(shí)需要掌握每條指令的操作數(shù)來(lái)源和目的，在計(jì)算機(jī)內(nèi)部運(yùn)行的過(guò)程和占用的時(shí)間與空間等等。對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)難以適應(yīng)，感覺(jué)枯燥乏味入門(mén)較難。教師的課堂教學(xué)很難愉快的展開(kāi)！

（2）以現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的方式進(jìn)行授課。這種改革在一定程度上增強(qiáng)了學(xué)生們對(duì)單片機(jī)的感性認(rèn)識(shí)，提高了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。但是，老師在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，既要講授足夠信息量的知識(shí)點(diǎn)，又要指導(dǎo)所有學(xué)生實(shí)踐操作過(guò)程。而學(xué)生的理解及接受能力是千差萬(wàn)別的。因此，在現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)過(guò)程中，難免會(huì)出現(xiàn)學(xué)生兩極分化，老師顧此失彼的情況。教學(xué)效果不夠理想[3-5]。

（3）微課、MOOC等形式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)已成為當(dāng)今各學(xué)科教學(xué)改革的熱門(mén)話題，單片機(jī)課程的教學(xué)當(dāng)然不例外。然而，一味依賴網(wǎng)絡(luò)，也存在一些弊端，比如：傳統(tǒng)課堂講授過(guò)程中集體聆聽(tīng)相互感染的課堂氛圍以及臨時(shí)生成的問(wèn)題及精彩討論等環(huán)節(jié)將不復(fù)存在，學(xué)生的自覺(jué)學(xué)習(xí)能力也是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。

2 單片機(jī)原理及應(yīng)用有效的教學(xué)改革模式

針對(duì)當(dāng)前單片機(jī)教學(xué)存在問(wèn)題的分析，提出了新的單片機(jī)教學(xué)改革方法及改革模式，打破單片機(jī)枯燥、死板傳統(tǒng)的教學(xué)形式，跳出當(dāng)前單片機(jī)改革形式化的禁錮。針對(duì)教學(xué)目標(biāo)中不同的要求，靈活選用不同的教學(xué)手段和教學(xué)方法。提出“3+3+3”教學(xué)模式，將課程中易懂的原理性知識(shí)點(diǎn)采取課前網(wǎng)絡(luò)視頻分享，不同學(xué)生根據(jù)自身能力，酌情消化；有爭(zhēng)議可延伸的問(wèn)題以翻轉(zhuǎn)課堂的形式，采取分組討論、上臺(tái)展示、相互辯論等環(huán)節(jié)將知識(shí)深入，重新整合知識(shí)體系，真正做到因材施教；學(xué)生對(duì)課程理論知識(shí)點(diǎn)有了一定的理解后，進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，使學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合，有效提高了學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力。“3+3+3”教學(xué)模式在單片機(jī)課程中的應(yīng)用與研究?jī)?nèi)容如圖1所示：

（1）深入討論、研究課程的知識(shí)體系，將課程知識(shí)點(diǎn)科學(xué)有效地劃分為基本理論、知識(shí)延伸、實(shí)踐應(yīng)用三個(gè)層次。打破傳統(tǒng)單片機(jī)教學(xué)按部就班，知識(shí)點(diǎn)一一羅列的教學(xué)體系，采用以點(diǎn)帶面的原則，從一個(gè)知識(shí)點(diǎn)出發(fā)，引發(fā)學(xué)生思考，引出多條知識(shí)曲線，將知識(shí)進(jìn)行延伸。最終，組建新的知識(shí)體系。

（2）以各個(gè)基本理論知識(shí)點(diǎn)為核心，積極準(zhǔn)備教學(xué)素材，精心設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程，錄制精美教學(xué)片段。同時(shí)還包含與該教學(xué)主題相關(guān)的練習(xí)測(cè)試及學(xué)生反饋、教師點(diǎn)評(píng)等輔助性教學(xué)資源。網(wǎng)絡(luò)共享，學(xué)生可按照自身能力特點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)——“教中學(xué)”；容易理解的部分一帶而過(guò)，不易理解的部分重復(fù)觀看——“學(xué)中疑”；對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題，主動(dòng)思考，進(jìn)行潛意識(shí)的知識(shí)在加工——“疑中思”；最后，通過(guò)各種網(wǎng)絡(luò)途徑得到一定程度的解答——“思中尋”。

（3）老師作為有效的組織者，采用翻轉(zhuǎn)課堂的形式，讓學(xué)生成為主體，給學(xué)生創(chuàng)造上臺(tái)展示的機(jī)會(huì)——“講知識(shí)”；分享各自在網(wǎng)絡(luò)中獲得相關(guān)課程內(nèi)容的信息以及自主學(xué)習(xí)過(guò)程中引發(fā)的疑惑——“提顧慮”；以分組討論、相互辯論等形式，使知識(shí)得以延伸——“互討論”；老師的對(duì)大家共同關(guān)注的問(wèn)題進(jìn)行精妙的解答與點(diǎn)評(píng)——“精點(diǎn)評(píng)”。

（4）經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)資源共享、精彩翻轉(zhuǎn)辯論等環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解已經(jīng)有了一定的深度。最后，以現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的方式，將基本理論知識(shí)、知識(shí)延伸與實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合，用實(shí)踐來(lái)檢驗(yàn)理論——“做中學(xué)”；在反復(fù)的實(shí)踐中加深對(duì)知識(shí)的理解——“學(xué)中練”；當(dāng)遇到理論與實(shí)踐不符的情況時(shí)，得知理想與實(shí)際之間存在差異，往往需要多動(dòng)手靠經(jīng)驗(yàn)解決實(shí)際問(wèn)題——“練中解”；只要持之以恒，學(xué)生的理論功底及動(dòng)手實(shí)踐能力一定能有一個(gè)質(zhì)的飛躍——“終受益”。

3 改革成果

吉林化工學(xué)院“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程2013年被評(píng)為吉林省精品課程[6-7]，2016年被評(píng)為吉林省在線開(kāi)放課程。在互聯(lián)網(wǎng)+的背景下，以“3+3+3”教學(xué)模式為引導(dǎo)，以微課、MOOC、翻轉(zhuǎn)課堂以及現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)相混合的教學(xué)模式為教學(xué)改革手段[8]，課程組全體老師經(jīng)過(guò)兩年的精心建設(shè)，課程取得了一定的成績(jī)。課程改革以吉林化工學(xué)院，信息與控制工程分院電氣專(zhuān)業(yè)1504、1505兩個(gè)班級(jí)的80名學(xué)生為試點(diǎn)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)及翻轉(zhuǎn)課堂的嘗試。實(shí)踐過(guò)程中，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力也顯著提高，學(xué)習(xí)氛圍很濃，動(dòng)手實(shí)踐能力明顯增強(qiáng)。從期末考試成績(jī)上來(lái)看：電氣1504班及格率為100%，電氣1505班及格率為93%，成績(jī)明顯高于相同年級(jí)其它11個(gè)班級(jí)。

【參考文獻(xiàn)】

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