基于施瓦布實踐性課程理論的單片機教學(xué)設(shè)計

朱娟，岳曉峰，張煒

(長春工業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院,吉林長春,130021)

0 引言

單片機課程是機電專業(yè)的重要核心課程，具有很強的實用性，近年來，隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，單片機課程的教學(xué)方法也需要不斷改革。為了有效提高學(xué)生的單片機應(yīng)用及創(chuàng)新能力，各承擔(dān)單片機教學(xué)的研究者們在教學(xué)方法上開展了大量的研究，周春明、崔寧等將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式應(yīng)用于單片機課程教學(xué)中，進行了課程教學(xué)內(nèi)容改革、網(wǎng)絡(luò)課堂建設(shè)、考核體系建設(shè)、課程資源建設(shè)等；林瑾提出了TOPCARESCDIO模式的《單片機原理與接口》課程教學(xué)改革方法，將構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)、運作模式應(yīng)用于單片機教學(xué)中，讓學(xué)生通過課程教學(xué)及實踐掌握TOPCARES-CDIO8大核心能力；馬春燕進行了基于“口袋機”的“單片機原理與接口技術(shù)”課程開放式教學(xué)探索。郭媛進行了以學(xué)生科技競賽促進單片機課程改革的研究，都取得了一定的改革效果。

施瓦布的名字就是隨著他的實踐性課程理論思想在教育界廣為人知的，施瓦布的實踐性課程理論思想核心價值正是從實踐的技術(shù)旨趣的角度闡述并指出缺乏實踐意義課程改革的錯誤，為我國實踐性課程研究的提供了理論依據(jù)。本文將施瓦布實踐性課程理論應(yīng)用于單片機教學(xué)中，以提高單片機課程的教學(xué)效果。

1 單片機課程現(xiàn)狀

單片機課程是我校機械電子工程專業(yè)的核心課程，是學(xué)校的優(yōu)質(zhì)核心課程，是一門理論與實踐緊密相連的課程，目前的單片機教學(xué)存在幾個誤區(qū)，（1）教學(xué)模式比較單一，為了解決這一問題，針對單片機課程教學(xué)模式，先后有任務(wù)驅(qū)動型、理實一體化、線上線下混合等教學(xué)模式的探討，可見，單一的教學(xué)模式無法滿足單片機課程的需求；（2）教學(xué)方法多依賴于教師的喜好，在教學(xué)前已經(jīng)預(yù)設(shè)出教學(xué)的結(jié)果，這嚴(yán)重影響了學(xué)生探究的興趣；（3）考核方式仍以期末考試為主，這不能很好的引導(dǎo)學(xué)生將重心放在動手實踐中。單片機教學(xué)還有很大的提升空間。

2 將施瓦布理論應(yīng)用于單片機教學(xué)的思路

施瓦布理論應(yīng)用于單片機課程授課環(huán)節(jié)，需要從課程大綱、課程日歷、教學(xué)方式和考核方式四個方面進行設(shè)計，將施瓦布的探究式理論貫穿于教學(xué)環(huán)節(jié)始終，首先，調(diào)研單片機技術(shù)現(xiàn)狀，根據(jù)施瓦布流動式探究理論不斷修正單片機課程大綱，然后設(shè)計系列實踐項目，根據(jù)施瓦布實踐性理論設(shè)計項目式教學(xué)日歷，鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)，根據(jù)施瓦布探究式學(xué)習(xí)理論設(shè)計新的教學(xué)模式，并設(shè)計考核學(xué)生實踐能力的考核方法。

3 基于施瓦布理論的單片機教學(xué)環(huán)節(jié)

3.1 單片機課程知識點分析

目前單片機課程一般包括四大方面的內(nèi)容，單片機基礎(chǔ)準(zhǔn)備，包括單片機硬件基礎(chǔ)和編程語言基礎(chǔ)；單片機基礎(chǔ)應(yīng)用仿真，一般會包括單片機軟件應(yīng)用、單片機定時/計數(shù)器、單片機中斷，單片機串行通信等接口及單片機外圍電路；傳感器應(yīng)用，一般會包括溫濕度傳感器、光電傳感器、霍爾傳感器、聲音傳感器、煙霧傳感器等；單片機項目實踐，如電子鐘的設(shè)計、液位控制系統(tǒng)設(shè)計等。各知識點講解情況如表1所示。

表1 單片機課程知識點講解分配

3.2 課程教學(xué)日歷的設(shè)計

課程的教學(xué)日歷反映本門課授課過程，每節(jié)課講什么內(nèi)容，知識點是什么，占用多少個學(xué)時，等，傳統(tǒng)的日歷按照知識點展開，每節(jié)課幾個知識點，為了重視實踐性，教學(xué)日歷也應(yīng)該體現(xiàn)出實踐主導(dǎo)的教學(xué)過程。

傳統(tǒng)的教材按章節(jié)進行劃分，為了體現(xiàn)項目驅(qū)動的思路，對教材的章節(jié)進行整合，打破章節(jié)的順序，用項目式教學(xué)方法引導(dǎo)課堂，將知識點融合到項目的實現(xiàn)過程中，用10個左右項目貫穿本門課程，將教學(xué)知識點融入到項目實施過程中。圍繞項目開展過程進行知識點的講解，知識點由淺入深，項目實施環(huán)節(jié)不斷線。

3.3 教學(xué)方式的改革

根據(jù)施瓦布理論，課程在設(shè)計中應(yīng)留出一部分自主學(xué)習(xí)的內(nèi)容，讓學(xué)生親自動手進行探究。倡導(dǎo)教材和教師的課堂講授都應(yīng)該充滿不確定性的案例、差異性的解釋和構(gòu)成學(xué)科原理的焦點問題。對施瓦布來說，教學(xué)不是向?qū)W生直接灌輸既成的結(jié)論，而是要讓學(xué)生體會充分的不確定性，理解科學(xué)的本質(zhì)。

針對目前課堂中存在的問題，應(yīng)該徹底改變教學(xué)方法，由項目引導(dǎo)課堂的進行，學(xué)生為了完成某個項目而學(xué)習(xí)，為了實現(xiàn)某個功能而操作，這樣既能提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能鍛煉學(xué)生的動手能力，所以設(shè)計的教學(xué)模式包括項目任務(wù)布置，相關(guān)知識講解，編程演示，同學(xué)分組研究，課下資料查找，學(xué)生實際操作，總結(jié)討論，讓學(xué)生以主人翁的形式參與到課堂中來。

3.4 考核方式的改革

傳統(tǒng)的試卷式考核對于實踐性課程來說存在很多弊端，如部分實踐性不強的學(xué)生可以通過考前磨刀快速提升成績，而實踐能力強的學(xué)生也會因為馬虎等成績平常，這并不能考核出學(xué)生的真實水平，為了考核出學(xué)生的實踐能力，需要在平時表現(xiàn)中開始記錄，重視學(xué)生的操作過程。針對單片機課程中的項目，設(shè)計的考核方式包括平時考核和期末考核兩部分，平時考核學(xué)生每一個項目的基本功能實現(xiàn)情況，是否有拓展功能，實驗手冊撰寫情況，根據(jù)每次表現(xiàn)給出平時的總成績，期末考核綜合設(shè)計的水平，平時成績和期末成績共同構(gòu)成學(xué)生的成績。

4 總結(jié)

基于施瓦布實踐性課程理論的單片機課程教學(xué)，可以讓學(xué)生邊學(xué)習(xí)邊練習(xí)，做中學(xué)，有助于提高學(xué)生的實踐動手能力，也有利于提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力，重視過程性考核，可以真實考核學(xué)生的實際能力，這種教學(xué)模式真正的提高了學(xué)生全方位的能力，可為社會培養(yǎng)優(yōu)秀的單片機人才。