翻转课堂对话参与式育人模式在高校信息工程类实践教学中的应用研究

王强，高婷婷，田崇瑞，姜斌，吴琼

摘 要：翻转课堂改变了传统教学中的师生角色，学生在学习过程中不再是被动接受知识，而是根据自身情况主动学习。本文针对传统单片机类课程教学中存在的问题，结合翻转课堂、科技竞赛、蓝墨云班课、五星教学法、对话参与教学法各自优势，对课前、课中和课后教学设计以及期末考核方式等环节进行了教学改革，并提出了一种适合于工科类课程的22432创新教学模式。实践表明，教学模式改革激发了学生学习兴趣和实践动手能力，表现在学生能够发挥潜能，不但掌握单片机核心技术，而且能够设计简易的科技作品，从而为后续课程的学习和就业奠定了良好基础。

关键词：翻转课堂;单片机;教学改革;发挥潜能

一、引言

众所周知，翻转课堂以学生为中心，学生是主角，教师充当着“导演”的角色。通过翻转课堂，教师不再是填鸭式教学，而是转变为以问题为导向的引导，学生们能够更好地发挥潜能，更深地掌握所学的知识。单片机课程一直以来是电子技术、自动化控制、通信等电类专业的骨干课程，具有很强的实用性和实践性。从近年学生就业情况来看，信息技术类用人单位大都要求学生掌握单片机技术，因此单片机技术掌握好的学生受到社会各个用人单位的青睐。单片机的翻转课堂的教学改革，能够促进学生自主学习能力的提高，提升学习效率，为将来走上社会从事单片机相关的的设计、组装、调试、售后、维护技术服务等工作打下坚实的基础。研究翻转课堂对话参与式教学模式关系到信息工程类学生的实践能力、分析问题和解决问题的能力能否符合用人单位的标准，也关系到国家科学技术水平的提高。

二、单片机教学中存在的问题

1.教师以讲授法教学为主，学生更多的是被动学习，上课听不懂、跟不上、玩手机等现象存在。学生掌握知识是通过知识灌输来实现的，不是学生积极主动接受的。授课过程学生的语言表达能力、知识运用能力、创新能力、团队协作能力的培养体现的较为片面。

2.教师平时没有深入实验室，比如指导学生进行科技创新，开发作品、项目，导致自身实践能力有限，上课时主要以理论为主，对学生实践宽度、高度的指导和解答不够。

3.教师上课偏重于知识体系的完整性，忽略了人的认知规律，多是以单片机的结构功能为主线，让初学者难以理解，没有充分联系工程实践。软硬件结合不够完善，使初学者感到内容庞杂，枯燥无味，无法形成单片机应用系统的完整概念，很容易丧失学习信心。

4.学生课后实践环节较少，遗忘率高，作业相互抄袭，先理论后实验的教学方式，实践教学基本上是验证性的几次课内实验，难以形成单片机应用系统的开发与设计的能力，因而不能达到项目经验丰富的水平，更达不到培养学生综合实践能力的要求。

5.考核方式大多采用期末一卷式的形式，大多数学生考试基本是机械的背诵，过后就忘。忽视平时对知识的积累和能力的训练，此种考核与评价方式，体现不出实践教学的重要性，不能较全面地考查学生的实践与应用能力。

通过上述现状分析，现行教学模式严重影响了教学效果和教学质量，不能更好地体现教与学过程中学生的学习主体作用和教师的教学主导地位。翻转课堂教学理念自 2011 年引入中国后，获得了众多教育者和一线教师实践者的重视，它给传统的教学模式提出新的转机，也给高等教育的课堂教学模式变革带来全新的视野。课题组在几年来翻转课堂教学实践中摸索经验，提出的翻转课堂对话参与式教学模式主要目的是努力解决高校信息工程类课程在传统教学过程中存在的问题和弊端。

三、翻转课堂对话参与式教学模式的提出

（一）形成“以学生为中心”的教学模式

积极构建“五星教学法”，将聚焦问题、激活旧知、示证新知、应用新知、融会贯通五个过程与课程体系有机的结合，采用翻转课堂对话参与式教学方式，以学生为主题，根据课程内容和学生特点，对教学方法进行综合设计。改进现有的教学方法，充分挖掘现代科技手段开展多种形式教学，完善蓝墨云班课等多媒体辅助教学系统，充分依托新型的Mooc+Spoc的教学手段为教学服务。充分发挥创新实验室的作用，努力为学生自主学习搭建舞台，鼓励学生在实验室進行创新活动，在教授学生理论知识的同时注重专业实践能力的培养。

（二）对话参与式教学的核心

按照首都师范大学张老师对“对话参与式教学”的深入理解。他提出，课堂上师生双方应有一种真诚倾听的意识，处处体现着民主、平等和尊重。创设尊重、自由、无压力的课堂氛围，搭建主动积极介入和参与的交流平台，弘扬追根溯源的“思”之精神，鼓励学生大胆言说，保持开放宽容的心态，培养学生创新能力，做到真诚倾听，锻炼学生的思维方式，鼓励和引导学生多角度思维。

（三）建立以检验能力为核心的考核体系

在期末考试和平时学习中形成以“是否掌握和运用技术能力”为标准的考核体系。如期末作品答辩任务留下来后，同组人员可以选择同一题目，便于学习。不同分数段以及同一分数段实现的功能可以调整，保证基础的类似，但是还要充满个性化的发挥，如考前或考中提出发挥性的问题。平时分数改革如下：自学创新分+出勤及表现分。自学分包括;自学笔记、作业任务、课上及课下提出创新想法、有独到见解，思维等老师讲解基础外的行为;出勤及表现分包括：出勤，上课参与程度等。在某方面表现特别突出的学生根据情况可顶替其它方面分，如：自己课下设计作品等。一般课前都会留任务，完成上课所讲的任务及拓展任务，还有预习任务。可以事先指定学生做准备，充当老师的角色，课上让学生准备讲关键的内容和思路，边讲大家边讨论，其他同学提问加分，形成“以学生为中心”的反转课堂参与对话式教学等。答辩考核主要考核学生的程序设计能力和创新能力。根据人才培养目标，优化实践教学内容，减少验证型实验的学时，增加设计型和综合型实验的学时。实验内容的设置要与本门学科的发展相适应，注重内容和知识更新，注重学生的实验教学效果的考核和管理。课程设计是重要的实践环节之一，课程设计应该从课程设计的题目选择、组织形式、教学方法、测试和调试、报告的书写、考核的方式方法可以采取作品答辩形式，可以从学期初开始留课程设计任务，将任务贯穿到一学期进行学习，到期末集中考核和答辩。

（四）翻转课堂对话参与式教学方法以简单、高效为主，以单片机上课为例，过程如表1。

（五）教学模式的总结

我们提出的翻转课堂对话参与式育人模式可以总结为：教师应该非常热爱、认真地上这门课，将创新实验室获奖成果贯穿到到课堂中，将创新实验室培养模式普及到受益面更广的全专业学生，在教学模式上大胆改革，灌输学生带着目标、天天学、线上线下学的思想，探索并实施了一套行之有效的翻转课堂对话参与式教学模式，总结为22432模式：2：瞄准2个相关岗位目标;2：假期前学生自行购买开发板，进行任务的布置与指导;4：课下以小组形式听视频、记笔记、编程序、讨论分享;3：指上课分ABC档木桶效应式进行考核，解答，任务驱动讲解;2：期末考试必须设计出实物作品，进行ppt答辩。学生学完该门课程可以培养自学能力，创新能力，设计出自己的作品，制作出吸引人的简历，较容易找到专业对口的研发工作，该模式可以为高校所有信息工程类实践性较强的课程借鉴。

四、结束语

翻转课堂通过问题探究、协作学习、问题解决和成果展现等方式培养学生的自学能力。课题组成员指导学生进行科技创新多年，获得了黑龙江省挑战杯金奖1项，银奖3项，铜奖5项为代表的科技竞赛获奖40余项，发现一种现象：学生如果通过单片机技术的培养，在大学期间能够多参加科技竞赛，设计出两个以上作品，很容易找到专业对口的研发工作。这就使得课题组成员积极参与教学改革，将创新实验室培养模式扩展到单片机等信息工程类课程，使学生广泛的受益。单片机的学习遗忘率高，只有经常学，反复学，理论与实践结合，方能取得好的效果，所以需要教师灌输学生一种把单片机课程当成一门伴随自己一生的技能来学习的态度。这样才能培养具有较强的工程实践能力和创新意识的应用型人才。事实表明，通过对本课程的教学模式改革，提高了学生的自主学习能力，单片机设计与开发能力，增加了学生的学习积极性，提升了参加学科竞赛的成绩，进而提高了就业质量。