单片机原理及应用课程中的多元化教学方法实践

时间：2024-05-04

文/刘霄潘庆先孙红霞

单片机原理及应用在计算机等电气类专业中是一门很重要的必修课，也是一门理论和实践结合紧密的工程应用类课程，掌握好这门课有助于把高校学生培养成国家紧需的高质量、有协作精神、有创新创业能力的高级工程应用人才。单片机原理及应用内容和知识点是对学生而言比较抽象晦涩的。我们就多年的单片机教学实践经验和积累，利用多元化的教学手段和方法，做了若干改进和提高。

1 单片机教学目前状况

1.1 多数的传统教学方式

传统教学方式是教师课堂理论讲授，学生单向接收，师生之间缺乏互动。课外提交纸质的作业,这种方式单一而且难以杜绝抄袭。由于多数实验室提供的都是教学专用的实验箱，所以实验过程多为验证性实验，课程设计也存在同样问题，实践环节遏制了学生独立思考的兴趣，限制了动手能力和创新的能力的提高。

1.2 少数的翻转课堂加慕课教学方式

翻转课堂加慕课，这种教学方式基本颠覆了传统的教学方式和流程，学生利用课外的时间，在教师的指导下，通过网上各类教学平台，完全自主学习课程，在课堂上，师生互动完成教学任务。但是对于单片机原理及应用这种专业性很强的大班教学来说，若所有的教学知识点都采用这种教学方式，那么学生学习的难度和时间、课堂可控度加大。

2 多元化教学实践改革

多元化教学方式是，课堂理论环节由传统授课加雨课堂、选择性翻转课堂；课外作业由博客博文提交；实践环节使用项目驱动方式相辅相成；期末考核也由传统笔试和以上环节考核组成。

2.1 多元化的理论教学方式

2.1.1 传统教学方式加雨课堂

传统的教学方法，是大班集中课堂理论教学。这种教学方式对习惯接受应试教育的我国青少年来说，它的优势是在45 分钟的安静课堂氛围内，学生能够精力集中掌握大部分的知识点。但心理学家研究发现，学生精力集中的时间大约在30 分钟左右，超过了这个时间，学生感觉紧张疲劳、兴趣索然，注意力涣散。所以我们在课堂理论教学中引入雨课堂，雨课堂是将多种教学手段融入到PPT 和微信中的一个插件。教师课前将各种教学资源发送到学生手机，学生利用喜闻乐见的微信接收，教师设定时间限制敦促学生课前预习，学生可以利用微信向老师传递预习中的问题，方便教师掌握每个学生预习情况，有针对安排课堂授课方法和时间。课堂中，学生用微信输入课堂暗号或手机扫码进入课堂，节省了教师点名时间，学生随时用手机标注教师课件中疑点或者难点便于教师统计，教师课堂教学30 分钟后，教师开放雨课堂的教学互动模式，场景切换，学生大脑疲劳解除，师生弹幕互动，投稿、限时答题、随机提问等，师生互动，生生互动，由于发送弹幕是匿名的，学生没有压力地提出问题或者给出问题答案，学生角色也由被动变为主动。雨课堂不仅可以精确提供每个学生答题情况，还可以精确统计出学生每个知识点的掌握的情况。教师课后根据完整的数据分析和分类汇总，总结教学情况，进一步完善调整教学内容。传统的授课方式和雨课堂互动并行的多元化教学，将师生课前课中课后的教和学完美融合起来。

2.1.2 选择性翻转课堂

翻转课堂是时下流行的一种新的教学模式，利用多媒体信息技术，以学生课下自主学习为主，教师课上讲授为辅。国内绝大多数学生是通过应试教育进入高校的，自主学习的能力有待于提高，对于普通高校，这个问题会更加明显，特别对于单片机这种专业性很强的课程，每个知识点都让学生自主掌握显然不可能。如果每节课都要进行翻转，学生需要花费大量时间自主学习或者制作相应资料，使很多学生觉得课程越来越难学，或者疲于应付，最终彻底放弃学习。我们主张把学生能够自学的基础内容由学生自主学习来完成，选择性进行翻转课堂。例如，单片机教材中编程语言选用的是C51，语法语义和前期学过的标准C 是一样的，只是在标准C 的基础上进行适合8051 内核单片机硬件的扩展，对于编程语言这一章，我们采用了翻转课堂教学方法。让学生课下分组制作相关PPT或视频，课上由学生充当教师讲解、分析程序，组员进行补充，其他组同学观摩比较，教师引导或进行加深拓展，整个教学过程学生兴趣盎然，激活了学生的主体意识，提高了学生的参与度和积极性，引领学生从被动学习过渡到自主学习。

2.1.3 博客提交课外作业

在单片机这门课，我们要求教师和学生在专业IT 博客网站注册博客，教师在博客里发布作业，学生通过博文提交作业，作业形式是灵活多样的，可以是程序、程序运行的视频、截图等。教师学生相互关注、点评作业，甚至网站上的其他专业高手都可以点评指导，学生可以在网站上发问交流寻求帮助，既减少了教师的工作量，又拓展了学生解题的思路。其优势还在于学生可以规范编程，及时得到最优的帮助，把机械的抄袭降到最低，而且通过专业网络平台的交流，学生还可以了解专业和行业需求的结合点和距离，使学生有了学习的动力和目标。

2.2 项目驱动的实践教学环节

根据《国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》文件精神，我校充分利用产学研合作协同育人项目和科技大赛积极推进教学改革，结合我校近几年来一直积极参与的一些赛事：“蓝桥杯”大赛、“西门子杯”挑战赛、全国大学生电子设计大赛等国内知名的大赛，我们把校企协同育人项目和大赛的成果融入到单片机实践教学中，把实践任务按照递进层次划分成若干相互关联的子项目，配合使用开放实验室，把学生合理搭配分组，小组合作分期完成实践任务。鼓励有兴趣的学生积极参与到教师科研项目和各类大赛中，以教学促进科研和大赛，形成教学、科研和大赛的良性循环。

2.3 多元化的考核方式

学生雨课堂的综合成绩占到期末考核成绩的15%；博客博文提交的作业成绩占到期末考核成绩的10%；在实践环节里，根据实验子项目，进行阶段性考核，根据学生提交的阶段性的实验结果、实验视频、设计报告和小组内同学之间互评结果，这部分综合成绩占到期末考核成绩的25%；期末笔试成绩占到50%。这种多元化的考核方式，合理给出学生掌握课程知识体系的评价结果，这种考核方式摈弃了学生为了考试而考试的想法，激励了学生从理论到实践全方位掌握课程知识体系，锻炼了学生运用信息化手段的能力。