淺談傳統《單片機技術》課堂教學的改革與創新

王珺 楊振波 彭榮

廣州科技職業技術大學 廣東 廣州 510550

引言

《單片機技術》作為工科專業的必修課程之一，較高的理論基礎和實踐動手能力學生進行課程學習的前提條件，因此課程學習存在一定的難度[1]。隨著時代的發展與進步，傳統教學在高校單片機課程教育中面臨著諸多困境如何切實有效地提高學生的專業能力，以更好地滿足社會的需要，是提高教學質量和優化教學改革的終極目標。

1 復雜理論知識的碎片化教學及課堂翻轉

單片機課理論性強、學科知識內容抽象的特點，導致在傳統的課堂教學中無法較好地對“計算機語言”進行直接的實物展示，容易削弱學生的學習興趣，尤其是邏輯思維不強或者想象力稍弱的學生。同時，在為教師為主導的傳統教學課堂中，學生的學習情況反饋不順暢，對于各個層次學生的知識掌握和學習情況的了解存在一定難度，教與學無法得到有效銜接。

首先，在課堂教學創新中，可通過將常規知識點碎片化，提供與之相關的有趣味性，知識性的網絡視頻連接，以課前任務的形式分發給不同的學生小組。這在引發學生學習興趣的同時，還可以引導和培養學生主動查閱相關學科知識進行自主學習的習慣。在另一方面，通過安排各小組代表進行講解和分享的朋輩教育學習模式，學生在課堂學習中互幫互助，互相學習，有利于培養學生的自主和創新學習能力，提升學生課堂參與感和主人翁意識，進一步達到教學相長的效果。

其次，在針對學生較難理解的C語言編程方面，可以利用Scratch軟件的編程方法——將C語言碎片化后，再拼圖化，積木化。一條完整的語句需要不同積木的拼合與搭建，錯誤的語法和格式就像錯誤的積木，無法嵌入到程序中。

最后，在保證一定的理論基礎教學后，將課堂的主導權教給學生。讓學生以“客戶”的身份提出效果和設計要求，教師來回答相應的設計思路和方案雛形，讓學生切實體會到相關設計的流程方案和相關核心程序的靈活運用。

2 以OBE（成果導向教育）為基礎的實踐課程教學與“哈克尼斯圓桌”的引入

在傳統實踐課教學中，實驗內容大多為“經典”驗證性實驗，學生通過按照電路圖連線，復制粘貼相關代碼，就可以完成實驗內容，這一方面限制了學生的發散性思維，也限制了學生對電路設計意識和程序調試能力的上限。此外，在實踐過程中通常以一人一組，全體成員完成同一個實驗，忽略學生的個體性差異，也缺少對學生的團隊協作和思想交流能力的培養。

OBE理念強調學生個性化差異和自主學習能力的培養[2]，因此實踐課的任務不再是全班統一做一個固定化實驗項目，而是教師提出實踐課程的核心目的后，由學生根據自身情況自由選題和發揮，這就避免了一味地抄寫和復制完整程序的無效學習模式。例如，“單片機的定時器/計數器”的應用實踐課程中，可安排學生制作定時時鐘、倒計時計數器、順序循環、LED燈間隔閃爍等，雖實驗成果相同，但學生可以運用不同的程序語句來完成多樣的設計思路。

另一方面，OBE理念注重團隊精神的培養，提倡以2至4人為一組完成實踐任務，這既要求學生提升解決技術問題的能力，也培養了學生適應環境、協調關系、與他人合作等各方面的能力。

以“哈克尼斯圓桌”為雛形的實踐教室布置，可以圓桌會議，平等討論；還可以是小島狀，便于小組討論。在“圓桌”教學中，學生全身心投入進去，大家互相交流想法，互相批評指正，取代了競爭和單獨學習的方式。學生的學習意愿和學習效率被提高，有效提升了獨立思考、質疑和創新能力。

3 大作業式的考核形式與學生自我評價機制

傳統的作業考核以教師布置與講解為主導，作業答案有統一標準，實踐設計也以統一的程序結果和實驗報告為主，這種考核方式下，則忽略了學生對知識的自主性和思維的發散性，容易對工程設計形成刻板印象，影響教師與學生的有效交流與溝通。

以學生自身為主導的課程設計大作業報告中，要求學生羅列課前的查閱資料，設計思路，核心知識點以及實施方案和總結，并要求學生走上講臺，以“產品發布會”的形式完成答辯和評分階段。在一次完整教學章節結束后，通過發放學習效果自我評價表的形式，讓學生可以及時自我認可和比較，提升學習主觀能動性；同時，教師可及時接收到每個學生學習情況的真實反饋，及時完善教學方法與教學計劃。

總的來說，傳統的單片機課程設計無法加深學生對單片機應用系統的理解和認識，不利于培養學生的動手能力、開拓精神和工程設計意識[3]。筆者結合課程特點與自身實踐教學，做出了對傳統模式教學的改良與改革探討，實際過程中，教學質量、效果均有提升。作為一名專業教師，應勇于探索、勇于改革、勇于實踐，為培養出優秀的“卓越工程師”而努力，從而使學生專業能力得到實質性的提升[4]。