“3+3+3”教學(xué)模式在單片機課程中的應(yīng)用與研究

王影　梁凱　劉麒　李碩　譚丁誠　劉佳龍

【摘 要】針對當前社會對單片機人才質(zhì)量要求的提高，我國各大工科院校對單片機教學(xué)改革的弊端，提出了“3+3+3”教學(xué)模式在單片機課程中的應(yīng)用與研究。將單片機課程的知識體系分為“基本理論、知識延伸、實踐應(yīng)用”三個層次，按教學(xué)效果分別以“微課MOOC、翻轉(zhuǎn)課堂、現(xiàn)場教學(xué)”三種教學(xué)形式，在“網(wǎng)絡(luò)覆蓋地、多媒體教室、實訓(xùn)基地”三種教學(xué)場所進行教學(xué)組織，教師可根據(jù)具體教學(xué)目標，進行多種教學(xué)手段、不同教學(xué)模式的靈活設(shè)計。旨在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率、拓寬學(xué)生理論基礎(chǔ)、增強學(xué)生動手實踐能力。

【關(guān)鍵詞】微課MOOC；翻轉(zhuǎn)課堂；現(xiàn)場教學(xué)

中圖分類號： G642 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）06-0023-002

【Abstract】In order to improve the quality of the single-chip computer talents in the current society，the application of the "3+3+3" teaching model in the single-chip computer curriculum is proposed in the major engineering colleges in China. The SCM curriculum knowledge system is divided into three levels： "Basic theory， knowledge extension， practice and application". According to the teaching effect， three teaching forms are "Micro class MOOC， flipping classroom， and on-site teaching". In the "network coverage， multimedia Classrooms and practical training bases are organized in three teaching areas. Teachers can make flexible design of various teaching methods and different teaching modes according to specific teaching objectives. It aims at cultivating students' interest in learning， improving student learning efficiency， broadening the theoretical foundation of students， and enhancing students' hands-on practical ability.

【Key words】Micro-class MOOC；Flipping classroom；On-site teaching

單片機技術(shù)是現(xiàn)代電子工程領(lǐng)域一門迅速發(fā)展的技術(shù)，它的發(fā)展極大地推動了電子工業(yè)的前行，社會對單片機技術(shù)硬件設(shè)計工程師的需求增長相當迅速，該課程的重要性也越來越明顯。在工科高等院校的教育改革過程中，人們越來越認識到實踐環(huán)節(jié)的重要性。但是在重理論、輕實踐觀念的長期影響下，教學(xué)改革的深度并不明顯。實踐教學(xué)作為理論教學(xué)的驗證與補充的狀況沒有得到根本的轉(zhuǎn)變。我國各大工科院校單片機原理與接口技術(shù)課程開設(shè)多年來，期間盡管也進行過改革，但也僅僅是內(nèi)容、學(xué)時上的調(diào)整， 比如增加實驗學(xué)時、增設(shè)選修的設(shè)計性和綜合性實驗內(nèi)容等。實踐教學(xué)和理論教學(xué)還是屬于同一門課程， 也就是常說的課內(nèi)實驗。隨著實踐教學(xué)改革深入，越發(fā)顯現(xiàn)出這種教學(xué)模式的不足[1-2]。單片機應(yīng)用技術(shù)課程是一門需要深入思考、反復(fù)推敲、不斷實踐、不斷積累經(jīng)驗的課程。所以要想讓學(xué)生真正獲得知識和技能，就要改變當前的教學(xué)模式、改革教學(xué)的方式方法。

1 單片機原理及應(yīng)用教學(xué)現(xiàn)狀以及存在問題的分析

隨著電子技術(shù)行業(yè)的快速發(fā)展，社會對單片機人才質(zhì)量要求的提高，我國各大工科院校幾乎都在對該課程做不同程度的教學(xué)改革。然而，改革的效果總有些不盡人意。

（1）傳統(tǒng)的單片機教學(xué)基本以教師為主體，學(xué)生為客體。單片機課程的特點：概念多、專有名詞多，內(nèi)容抽象，軟件編程使用低級的匯編語言，指令豐富，同時需要掌握每條指令的操作數(shù)來源和目的，在計算機內(nèi)部運行的過程和占用的時間與空間等等。對初學(xué)者來說難以適應(yīng)，感覺枯燥乏味入門較難。教師的課堂教學(xué)很難愉快的展開！

（2）以現(xiàn)場教學(xué)的方式進行授課。這種改革在一定程度上增強了學(xué)生們對單片機的感性認識，提高了學(xué)生的動手實踐能力。但是，老師在有限的學(xué)時內(nèi)，既要講授足夠信息量的知識點，又要指導(dǎo)所有學(xué)生實踐操作過程。而學(xué)生的理解及接受能力是千差萬別的。因此，在現(xiàn)場教學(xué)過程中，難免會出現(xiàn)學(xué)生兩極分化，老師顧此失彼的情況。教學(xué)效果不夠理想[3-5]。

（3）微課、MOOC等形式進行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)已成為當今各學(xué)科教學(xué)改革的熱門話題，單片機課程的教學(xué)當然不例外。然而，一味依賴網(wǎng)絡(luò)，也存在一些弊端，比如：傳統(tǒng)課堂講授過程中集體聆聽相互感染的課堂氛圍以及臨時生成的問題及精彩討論等環(huán)節(jié)將不復(fù)存在，學(xué)生的自覺學(xué)習(xí)能力也是一個不容忽視的問題。

2 單片機原理及應(yīng)用有效的教學(xué)改革模式

針對當前單片機教學(xué)存在問題的分析，提出了新的單片機教學(xué)改革方法及改革模式，打破單片機枯燥、死板傳統(tǒng)的教學(xué)形式，跳出當前單片機改革形式化的禁錮。針對教學(xué)目標中不同的要求，靈活選用不同的教學(xué)手段和教學(xué)方法。提出“3+3+3”教學(xué)模式，將課程中易懂的原理性知識點采取課前網(wǎng)絡(luò)視頻分享，不同學(xué)生根據(jù)自身能力，酌情消化；有爭議可延伸的問題以翻轉(zhuǎn)課堂的形式，采取分組討論、上臺展示、相互辯論等環(huán)節(jié)將知識深入，重新整合知識體系，真正做到因材施教；學(xué)生對課程理論知識點有了一定的理解后，進行實踐應(yīng)用的現(xiàn)場教學(xué)，使學(xué)生理論與實踐相結(jié)合，有效提高了學(xué)生動手實踐能力。“3+3+3”教學(xué)模式在單片機課程中的應(yīng)用與研究內(nèi)容如圖1所示：

（1）深入討論、研究課程的知識體系，將課程知識點科學(xué)有效地劃分為基本理論、知識延伸、實踐應(yīng)用三個層次。打破傳統(tǒng)單片機教學(xué)按部就班，知識點一一羅列的教學(xué)體系，采用以點帶面的原則，從一個知識點出發(fā)，引發(fā)學(xué)生思考，引出多條知識曲線，將知識進行延伸。最終，組建新的知識體系。

（2）以各個基本理論知識點為核心，積極準備教學(xué)素材，精心設(shè)計教學(xué)過程，錄制精美教學(xué)片段。同時還包含與該教學(xué)主題相關(guān)的練習(xí)測試及學(xué)生反饋、教師點評等輔助性教學(xué)資源。網(wǎng)絡(luò)共享，學(xué)生可按照自身能力特點進行學(xué)習(xí)——“教中學(xué)”；容易理解的部分一帶而過，不易理解的部分重復(fù)觀看——“學(xué)中疑”；對重點、難點問題，主動思考，進行潛意識的知識在加工——“疑中思”；最后，通過各種網(wǎng)絡(luò)途徑得到一定程度的解答——“思中尋”。

（3）老師作為有效的組織者，采用翻轉(zhuǎn)課堂的形式，讓學(xué)生成為主體，給學(xué)生創(chuàng)造上臺展示的機會——“講知識”；分享各自在網(wǎng)絡(luò)中獲得相關(guān)課程內(nèi)容的信息以及自主學(xué)習(xí)過程中引發(fā)的疑惑——“提顧慮”；以分組討論、相互辯論等形式，使知識得以延伸——“互討論”；老師的對大家共同關(guān)注的問題進行精妙的解答與點評——“精點評”。

（4）經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)資源共享、精彩翻轉(zhuǎn)辯論等環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生對知識的理解已經(jīng)有了一定的深度。最后，以現(xiàn)場教學(xué)的方式，將基本理論知識、知識延伸與實踐應(yīng)用相結(jié)合，用實踐來檢驗理論——“做中學(xué)”；在反復(fù)的實踐中加深對知識的理解——“學(xué)中練”；當遇到理論與實踐不符的情況時，得知理想與實際之間存在差異，往往需要多動手靠經(jīng)驗解決實際問題——“練中解”；只要持之以恒，學(xué)生的理論功底及動手實踐能力一定能有一個質(zhì)的飛躍——“終受益”。

3 改革成果

吉林化工學(xué)院“單片機原理及應(yīng)用”課程2013年被評為吉林省精品課程[6-7]，2016年被評為吉林省在線開放課程。在互聯(lián)網(wǎng)+的背景下，以“3+3+3”教學(xué)模式為引導(dǎo)，以微課、MOOC、翻轉(zhuǎn)課堂以及現(xiàn)場教學(xué)相混合的教學(xué)模式為教學(xué)改革手段[8]，課程組全體老師經(jīng)過兩年的精心建設(shè)，課程取得了一定的成績。課程改革以吉林化工學(xué)院，信息與控制工程分院電氣專業(yè)1504、1505兩個班級的80名學(xué)生為試點，進行現(xiàn)場教學(xué)及翻轉(zhuǎn)課堂的嘗試。實踐過程中，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力也顯著提高，學(xué)習(xí)氛圍很濃，動手實踐能力明顯增強。從期末考試成績上來看：電氣1504班及格率為100%，電氣1505班及格率為93%，成績明顯高于相同年級其它11個班級。

【參考文獻】

[1]王影.基于現(xiàn)場教學(xué)的單片機教學(xué)改革[J].吉林化工學(xué)院學(xué)報，2017（8）：29.

[2]劉麒.單片機控制系統(tǒng)的軟件抗干擾技術(shù)措施[J].電子器件，2017（4）：415.

[3]蔡君.單片機教學(xué)改革的探討[J].廣東技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報，2007（10）：33.

[4]金恩淑.電子信息工程專業(yè)課程群建設(shè)規(guī)劃與建設(shè)研究[J].吉林化工學(xué)院學(xué)報，2017（2）：69.

[5]朱敏杰.改革單片機教學(xué)培養(yǎng)應(yīng)用型人才[J].實驗室研究與探索，2012（2）：31.

[6]宋躍.省級精品單片機課程教學(xué)改革探索[J].實驗室研究與探索，2012（4）：31.

[7]劉麒.提高測控專業(yè)工程實踐能力的研究與實踐 [J].吉林化工學(xué)院，2015（9）：78.

[8]范劍.單片機課程現(xiàn)場實驗教學(xué)改革與實踐[J].中國教育技術(shù)裝備，2012（2）：264.