翻轉(zhuǎn)課堂在“微控制器應(yīng)用”課程中的嘗試與思考

彭遠(yuǎn)芳 黃曉峰 張靜

一、引言

“微控制器應(yīng)用”是應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)課程，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的分析問題、解決問題能力以及創(chuàng)新能力都具有十分重要的作用。其內(nèi)容主要包括51系列單片機(jī)I/O口的可編程控制、內(nèi)部資源（如中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器）的典型應(yīng)用、鍵盤/顯示器接口及其基本功能實(shí)現(xiàn)、串行通信的基本應(yīng)用，以及單片機(jī)典型小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。由于課程邏輯性強(qiáng)，與其他課程的關(guān)聯(lián)度大，加之高職學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)較弱，主動(dòng)學(xué)習(xí)意愿不夠強(qiáng)烈，故而教學(xué)效果不甚理想。而互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)課程及各類網(wǎng)上教學(xué)資源的興起，促使學(xué)生多渠道獲取知識(shí)成為可能，教師的職責(zé)也應(yīng)該從過去一味地向?qū)W生傳授知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹笇?dǎo)學(xué)生獲取知識(shí)。

二、“微控制器應(yīng)用”課程地位與教學(xué)現(xiàn)狀

“微控制器應(yīng)用”課程以電子電路的分析與實(shí)踐能力、電子線路板的設(shè)計(jì)能力為基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)以單片機(jī)為微控制器的典型小系統(tǒng)調(diào)試與開發(fā)的全過程，同時(shí)為后續(xù)課程如CPLD和FPGA應(yīng)用技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用等課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，為學(xué)生畢業(yè)后從事智能儀表、汽車電子及其他消費(fèi)類電子產(chǎn)品的調(diào)試、設(shè)計(jì)與制造，繼續(xù)學(xué)習(xí)與職業(yè)能力的提升起支撐作用。

經(jīng)過多年的教學(xué)實(shí)踐，該課程主要采用項(xiàng)目案例教學(xué)，教學(xué)內(nèi)容涵蓋I/O口可編程控制、顯示/鍵盤、單片機(jī)中斷資源的應(yīng)用、A/D和D/A技術(shù)。每個(gè)項(xiàng)目中的若干工作任務(wù)按難易分層設(shè)計(jì)，以適應(yīng)各層次學(xué)生需要。但實(shí)踐發(fā)現(xiàn)教學(xué)效果不盡人如意，究其原因主要存在著課程教學(xué)內(nèi)容多與少學(xué)時(shí)之間的矛盾。

三、 引入翻轉(zhuǎn)課堂

翻轉(zhuǎn)課堂使教師由知識(shí)的傳授者變?yōu)橐龑?dǎo)者，而教師的作用是幫助學(xué)生找到興趣點(diǎn)，解決其學(xué)習(xí)過程中遇見的問題。與傳統(tǒng)課堂相比，翻轉(zhuǎn)課堂更能體現(xiàn)“授人以魚，不如授之以漁”的教育思想，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)具有可持續(xù)學(xué)習(xí)能力的人而不是考試機(jī)器，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的熱情，培養(yǎng)其舉一反三的能力而不是機(jī)械地重復(fù)式訓(xùn)練。

1.教學(xué)設(shè)計(jì)

在“微控制器應(yīng)用”課程教學(xué)中，Proteus和Keil作為必備的編譯與仿真工具，需要學(xué)生盡快熟練掌握，但限于教學(xué)時(shí)數(shù)限制，教師沒有過多時(shí)間在課堂針對(duì)這兩個(gè)軟件的基本使用方法進(jìn)行過多的講解，因而筆者采取了翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式。下表給出了“仿真軟件的基本使用”的教學(xué)設(shè)計(jì)，其中對(duì)課前環(huán)節(jié)、課中任務(wù)及教師指導(dǎo)均作了具體安排。

為此課程組教師精心制作了7個(gè)關(guān)于Proteus和Keil軟件基本操作的微視頻，在開課之前對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，4名同學(xué)為一組，要求學(xué)生通過視頻學(xué)習(xí)這兩個(gè)軟件的基本操作。課堂上則以小組為單位通過抽簽確定任務(wù)單號(hào)，并以“接龍方式”定時(shí)完成所有任務(wù)單內(nèi)容。教學(xué)實(shí)施以小組為單位，多數(shù)學(xué)生為了集體榮譽(yù)都能夠積極參與其中，課堂互動(dòng)熱烈，加之任務(wù)單工作的時(shí)間限制，學(xué)生們惜時(shí)如金，從而提高了課堂學(xué)習(xí)效率，教學(xué)效果非常明顯。

2.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)帶來的思考

翻轉(zhuǎn)課堂對(duì)教師的教學(xué)水平、信息化教學(xué)技能、專業(yè)能力及對(duì)學(xué)生管理能力提出了更高的要求。教師課前如何對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精心設(shè)計(jì)、錄制微視頻、設(shè)置課堂教學(xué)環(huán)節(jié)、引導(dǎo)學(xué)生完成課程預(yù)習(xí)內(nèi)容；課中如何有條不紊地實(shí)施教學(xué)任務(wù)單，解答學(xué)生們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中存在的各種各樣的問題，收放自如地組織以小組為單位的討論、歸納總結(jié)與學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)，讓不同層次的學(xué)生都能夠?qū)W有所獲，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣繼而產(chǎn)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的意愿，這樣才能使課后作業(yè)及下次課的預(yù)習(xí)不流于形式，同時(shí)針對(duì)少數(shù)基礎(chǔ)好的學(xué)生，如何設(shè)計(jì)拓展與創(chuàng)新項(xiàng)目以引導(dǎo)其繼續(xù)深入地學(xué)習(xí)。

要做到這幾點(diǎn)，教師備課工作量將是傳統(tǒng)教學(xué)方式下的十倍之多，僅就微視頻而言，每段微視頻長(zhǎng)度為5～10分鐘，與教學(xué)錄像不同，它采用錄屏軟件并配有講解和字幕，而90分鐘的一節(jié)課程按照知識(shí)點(diǎn)大約需要錄制5～6個(gè)微視頻，每段微視頻還應(yīng)設(shè)置幾個(gè)小問題便于學(xué)生的預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)。而課堂上的教學(xué)管理更加考驗(yàn)教師的專業(yè)能力、組織管理和應(yīng)變能力。翻轉(zhuǎn)課堂中有充分的時(shí)間組織學(xué)生開展討論，教師如何駕馭這種開放的課堂環(huán)境、應(yīng)對(duì)多種多樣的問題甚至遭遇無法給出解決方案時(shí)的尷尬，這都需要教師的愛心和智慧。

教學(xué)實(shí)踐表明，被激發(fā)起學(xué)習(xí)熱情的學(xué)生的潛能是巨大的，但并非所有學(xué)生都能夠被喚醒主動(dòng)學(xué)習(xí)的意識(shí)。如何實(shí)現(xiàn)對(duì)不同層次學(xué)生的差異化教學(xué)呢？筆者在學(xué)習(xí)小組分組時(shí)按照“1A+2B+1C”的形式進(jìn)行組合，A、B、C分別代表學(xué)生自主能力和接受能力的程度（A>B>C），分別約占班級(jí)人數(shù)的比例為20%、60%、20%。教學(xué)的基本目標(biāo)是“保A增B減C”，為此筆者要求A類學(xué)生承擔(dān)C類學(xué)生課前的預(yù)習(xí)輔導(dǎo)工作，課堂上重點(diǎn)關(guān)注的是B類、C類學(xué)生，通過人性化的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)鼓勵(lì)B類、C類學(xué)生完成或參與完成教學(xué)任務(wù)單，以培養(yǎng)他們的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)信心。此外，為了保持A類學(xué)生的學(xué)習(xí)活力，課后可將A類學(xué)生召集過來，繼續(xù)討論與課程相關(guān)但超出教學(xué)大綱的內(nèi)容，通過點(diǎn)撥留點(diǎn)思考激發(fā)他們繼續(xù)鉆研的興趣，或布置更具更有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，鼓勵(lì)他們通過多種途徑拓展、提高自己的知識(shí)水平和創(chuàng)新能力。

四、結(jié)語

任何一種教育教學(xué)模式都是有利有弊的，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)也不例外，而要求教師更愿意將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)踐中存在的問題視作挑戰(zhàn)，這也是對(duì)教師的教育理念、專業(yè)能力和信息化教學(xué)技術(shù)提出了更高的要求。教師既應(yīng)具備深厚的學(xué)識(shí)和豐富的經(jīng)驗(yàn)來把握課堂，敏感地意識(shí)到多數(shù)學(xué)生存在的困惑，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)且及時(shí)找到解決方案，對(duì)各層次學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)程進(jìn)行人性化評(píng)估；又要掌握信息化教學(xué)技能，學(xué)會(huì)錄制、編輯視頻，并利用信息技術(shù)搜集、加工、整理有價(jià)值的教學(xué)資料，以供學(xué)生參考學(xué)習(xí)。只有這樣，才能實(shí)現(xiàn)課程內(nèi)容從“信息傳遞”—“吸收內(nèi)化”—“鞏固提高”—“拓展與創(chuàng)新”，才不會(huì)使翻轉(zhuǎn)課堂僅僅流于形式，而翻轉(zhuǎn)過來的課堂一定是能夠極大地提高課堂教學(xué)效率和教學(xué)效果。這種顛覆了傳統(tǒng)的教育模式，需要學(xué)校擁有優(yōu)秀的教師隊(duì)伍、充足的教學(xué)資源并獲得學(xué)生的支持和積極參與才能獲得好的教學(xué)效果。

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