高職單片機技術(shù)及應(yīng)用課程理論教學(xué)信息化教學(xué)設(shè)計研究

唐殿奎

摘 要：單片機技術(shù)及應(yīng)用是高職自動化專業(yè)一門重要的應(yīng)用型專業(yè)拓展課程。單片機原理部分教學(xué)偏理論，高職學(xué)生對理論教學(xué)接受能力有限，學(xué)習(xí)效果不盡如人意。本文將采用思維導(dǎo)圖進行教學(xué)設(shè)計，運用微課、交互動畫等手段多維度教學(xué)實施，利用超星泛雅平臺引導(dǎo)自主學(xué)習(xí)，進行學(xué)習(xí)進度和效果的跟蹤評價。數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果明顯提高。

關(guān)鍵詞：職業(yè)教育;單片機技術(shù)及應(yīng)用;理論教學(xué);信息化教學(xué)

一、目前高職理論教學(xué)存在的問題

目前，高職教育以“教師主導(dǎo)-學(xué)生主體”教學(xué)模式進行課堂或網(wǎng)上教學(xué)。教師主導(dǎo)教學(xué)活動，以自身知識和能力、情感和態(tài)度，立足高職學(xué)生的學(xué)習(xí)特征和行為特征，利用現(xiàn)有教學(xué)環(huán)境和資源，發(fā)揮學(xué)生主體地位，激發(fā)學(xué)生興趣，培養(yǎng)良好學(xué)習(xí)習(xí)慣，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的學(xué)習(xí)態(tài)度，實現(xiàn)立德樹人和技能養(yǎng)成的雙重任務(wù)。高職教育作為高等教育的一種類型，發(fā)展時間不長，存在很多問題，開展理論教學(xué)時不可忽視。

高職學(xué)生作為教學(xué)活動的中心和主體，學(xué)習(xí)特征上一般具有以下特點。

一是缺乏學(xué)習(xí)動力，普遍厭學(xué)。高職大部分生源部分來自中專，部分來自春季高考、夏季高考。學(xué)科成績普遍偏低，多數(shù)基于成績因素選擇高職院校，對于如何度過高職學(xué)習(xí)的三年時光較迷茫，對畢業(yè)后從事何種工作的考慮更為欠缺。學(xué)生普遍對學(xué)習(xí)沒有興趣，甚至部分學(xué)生是迫于家長的壓力才來到學(xué)校報道，存在厭學(xué)、棄學(xué)思想。高職學(xué)生學(xué)習(xí)動力不足，厭學(xué)情緒較為嚴重。

二是多數(shù)學(xué)生未建立良好學(xué)習(xí)習(xí)慣，學(xué)習(xí)方法欠缺。多數(shù)學(xué)生沒有建立主動課前預(yù)習(xí)的學(xué)習(xí)習(xí)慣，不會充分利用MOOC、博客等網(wǎng)絡(luò)資源自主學(xué)習(xí)，常常漠視教師課前預(yù)習(xí)以及開展課前預(yù)習(xí)自我檢測的任務(wù)要求。對如何快速、有效掌握系統(tǒng)專業(yè)知識和技能，沒有總結(jié)行之有效的學(xué)習(xí)方法，缺乏對“適度理論+充分技能”教學(xué)方式的充分了解，理論知識學(xué)習(xí)不扎實，導(dǎo)致技能學(xué)習(xí)不夠深入，無法應(yīng)對不同情景技能的要求。

三是自我效能感低，自信心不足。依據(jù)班杜拉的自我效能感理論，高職學(xué)生對學(xué)習(xí)普遍缺乏信心，沒有建立良好的自我效能感，特征表現(xiàn)為面對新知識和新技能學(xué)習(xí)，往往帶有抵觸情緒和畏難心理，對完成預(yù)定學(xué)習(xí)任務(wù)沒有信心，對知識和技能的刺激無反應(yīng)，對完成知識和技能的掌握沒有預(yù)期，不能集中情緒和注意力在學(xué)習(xí)過程。

教師是教學(xué)活動的“導(dǎo)演”，主導(dǎo)師生之間教學(xué)活動。高職教師在理論教學(xué)存在部分問題。

一是部分高職教師理論教學(xué)觀念陳舊。理論教學(xué)觀念仍然停留在傳統(tǒng)教學(xué)模式，課堂教學(xué)往往成為教師“演員”性質(zhì)的單方教學(xué)活動，學(xué)生被動接受知識傳授。學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和知識接受度被忽視，學(xué)生接受能力不同，導(dǎo)致知識層次性和連貫性被打破，教學(xué)任務(wù)的達成度大打折扣。

二是多數(shù)高職教師信息化教學(xué)能力有待提高。信息化教學(xué)是教學(xué)結(jié)構(gòu)改革的必然趨勢之一。有效利用信息化教學(xué)媒介和手段變革傳統(tǒng)課堂理論教學(xué)，構(gòu)建教師主導(dǎo)、學(xué)生主體的新型教學(xué)模式，應(yīng)該是高職教師在信息化教學(xué)能力上追求的目標(biāo)。目前，歷史變革、年齡層次、知識結(jié)構(gòu)、信息化技術(shù)快速發(fā)展等原因?qū)е赂呗毥處熜畔⒒虒W(xué)能力不高，部分教師對信息化教學(xué)的觀念還停留在PPT制作和多媒體教學(xué)的認識上，有效整合信息化教學(xué)手段實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的能力還有待加強。

三是“雙師型”教師的實踐能力有所欠缺。打造“雙師型”教師隊伍是《國家職業(yè)教育改革實施方案》的重要內(nèi)容，是實現(xiàn)產(chǎn)教融合、校企“雙元”育人的重要保證?！半p師型”高職教師既要具備扎實的理論基礎(chǔ)，也要具備較高的實踐水平。目前，雙師型教師實踐能力存在的問題有：部分教師教學(xué)偏重基礎(chǔ)理論與企業(yè)實際需求脫節(jié)，教師教學(xué)不能與企業(yè)實際需要對接;教師缺乏參與企業(yè)實際生產(chǎn)過程的經(jīng)驗，實踐性教學(xué)多數(shù)為“紙上談兵”;教學(xué)內(nèi)容亙古不變，已經(jīng)與當(dāng)前技術(shù)發(fā)展出現(xiàn)較大差距，導(dǎo)致教師指導(dǎo)實踐的效果大大折扣。

二、信息化教學(xué)在理論教學(xué)中存在的問題

以翻轉(zhuǎn)課堂和慕課為代表的信息化教學(xué)已經(jīng)深刻影響高職教育，成為高職教育的主流。教育部公布《教育部關(guān)于職業(yè)院校專業(yè)人才培養(yǎng)方案制訂與實施工作的指導(dǎo)意見》，明確深化教師、教材、教法改革。以信息化為主要手段的教學(xué)改革已經(jīng)成為“三教改革”的關(guān)鍵。目前，信息化教學(xué)研究多數(shù)關(guān)注教師教學(xué)能力、教學(xué)模式、教學(xué)設(shè)計、教學(xué)過程評價等方面，針對理論教學(xué)信息化教學(xué)研究并不多[1]。傳統(tǒng)觀念認為，理論教學(xué)采用信息化的教學(xué)就是采用多媒體教學(xué)，利用視頻、音頻、PPT等手段達到教學(xué)目標(biāo)。這種對信息化教學(xué)的認識只停留在實現(xiàn)手段的認知上，沒有從推動教學(xué)模式轉(zhuǎn)變、徹底改變學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)和教學(xué)者教學(xué)的角度深入分析，教學(xué)效果并不理想。如何從學(xué)習(xí)者的認知規(guī)律出發(fā)，借助信息化的輔助手段，實現(xiàn)學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)質(zhì)量的大幅提升才是信息化理論教學(xué)應(yīng)該主要解決的問題。

三、信息化手段在單片機理論教學(xué)的應(yīng)用

本文以單片機課程理論教學(xué)為應(yīng)用背景，運用思維導(dǎo)圖、交互動畫、微課及超星泛雅平臺，探索建立理論教學(xué)的“學(xué)+做”模式。教學(xué)內(nèi)容選取8051單片機中斷源有關(guān)的特殊功能寄存器。運用思維導(dǎo)圖，設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)、明確教學(xué)思路，指導(dǎo)教學(xué)組織;在解答重難點部分，使用微課、交互動畫、課堂互動等手段重點突破，實現(xiàn)課堂實踐和理論學(xué)習(xí)協(xié)同融合推進;運用超星泛雅平臺提供教學(xué)資源，引導(dǎo)自主學(xué)習(xí)，建立學(xué)習(xí)進度和效果的跟蹤評價機制，提供多維度生生之間、師生之間的互動，打造立體教學(xué)體系。

（一）思維導(dǎo)圖在教學(xué)設(shè)計中的應(yīng)用

思維導(dǎo)圖可以插入圖片、超鏈接、注釋實現(xiàn)教學(xué)資源的極大豐富，組織教學(xué)環(huán)節(jié)，明確課前、課中、課后階段學(xué)習(xí)任務(wù)、學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)難重點。提示學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)、學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)要求，讓學(xué)生心中有數(shù)，更好構(gòu)建、內(nèi)化以章節(jié)內(nèi)容為核心的知識架構(gòu)。明確不同教學(xué)階段組織教學(xué)的方式、實現(xiàn)途徑，提示教學(xué)環(huán)節(jié)把控的關(guān)鍵點、實現(xiàn)的方法以及標(biāo)注在教學(xué)組織中起到的作用?？梢栽O(shè)置提示性問題，便于理清教學(xué)思路，以便更好引導(dǎo)學(xué)生掌握教學(xué)結(jié)構(gòu)和層次，實現(xiàn)授課內(nèi)容由簡單到復(fù)雜的合理過渡。思維導(dǎo)圖能夠完整展現(xiàn)教學(xué)設(shè)計的整個過程，隨意添加、刪減每個教學(xué)設(shè)計細節(jié)，有效把控教學(xué)過程，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計。

本節(jié)課設(shè)計分為課前階段、課中階段、課后階段。課前階段，學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)任務(wù)、學(xué)習(xí)資源和課前檢測，在提問、討論區(qū)互動交流自主學(xué)習(xí)中的疑問;課中階段，依據(jù)學(xué)生課前檢測和課中問題的回答明確授課難重點，設(shè)置實操動手環(huán)節(jié)，加深學(xué)生對理論內(nèi)容的理解，開展課堂練習(xí)深化應(yīng)用，提升學(xué)生的應(yīng)用水平;課后階段，設(shè)置應(yīng)知應(yīng)會和能力拓展延伸兩種水平任務(wù)，使不同學(xué)習(xí)層次水平學(xué)生的學(xué)習(xí)要求都得到滿足。單片機理論教學(xué)部分，即8051單片機中斷源有關(guān)的特殊功能寄存器的教學(xué)設(shè)計如圖1所示，其中課前階段教學(xué)設(shè)計、課中階段教學(xué)設(shè)計、課后階段教學(xué)設(shè)計如圖2、圖3、圖4所示。

圖1 8051單片機中斷源有關(guān)的特殊功能寄存器教學(xué)設(shè)計

圖2 課前階段教學(xué)設(shè)計

圖3 課中階段教學(xué)設(shè)計

課中階段，教師在導(dǎo)入部分引導(dǎo)學(xué)生回顧中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，明確目前學(xué)習(xí)內(nèi)容在中斷系統(tǒng)的位置，建立當(dāng)前知識和以往知識的聯(lián)系，理清知識整體架構(gòu)，為知識的內(nèi)化和運用作鋪墊。

圖4 課后階段教學(xué)設(shè)計

（二）交互動畫、微課在教學(xué)實施中的應(yīng)用

依據(jù)布魯納的認知結(jié)構(gòu)教學(xué)理念，在教學(xué)實施的課前自主學(xué)習(xí)階段，以微課方式將理論教學(xué)碎片化，在保持各知識點連貫的基礎(chǔ)上實現(xiàn)知識點學(xué)習(xí)的獨立進行，以達到“小步學(xué)習(xí)、大步前進”的進階學(xué)習(xí)效果[2]。筆者根據(jù)教學(xué)內(nèi)容制作了單片機中斷部分的微課學(xué)習(xí)進階列表（見表1）。微課學(xué)習(xí)進階列表展示微課視頻進階學(xué)習(xí)的層次，隨著學(xué)習(xí)的深入，學(xué)生逐漸從初步認識過渡到應(yīng)用層次，為交互操作演練做好鋪墊。

依托超星泛雅平臺，在微課進階學(xué)習(xí)之后，設(shè)置問題提問、討論區(qū)，及時進行互動，解答學(xué)生疑惑，盡量在課前將學(xué)生理解不了的部分解決掉。課中階段，按照小組重置法等方法組織師生互動，在超星泛雅平臺運用交互動畫讓學(xué)生自己動手點一點，試一試，親身體驗單片機中斷源生成中斷請求的過程，解答心中疑惑，加深學(xué)生對理論知識的理解。交互動畫將晦澀難懂的理論知識轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢暬?、可手動操作的直觀對象，可讓學(xué)生簡單、直觀、迅速理解中斷系統(tǒng)的工作過程，破解了理論教學(xué)的瓶頸問題。根據(jù)生成中斷請求過程制作過程演示動畫如圖5所示，圖中展示了8051單片機中斷源有關(guān)的特殊功能寄存器的工作過程，即生成中斷請求過程。

（三）超星泛雅平臺在引導(dǎo)自主學(xué)習(xí)、進行學(xué)習(xí)進度和效果跟蹤評價上的應(yīng)用

通過超星泛雅平臺發(fā)布任務(wù)導(dǎo)學(xué)單，明確自主學(xué)習(xí)目標(biāo)和截止時間，安排課前自測檢驗、課后作業(yè)檢測，通過課前和課后參與度、任務(wù)完成效果、單題成績等指標(biāo)跟蹤和分析教學(xué)效果，設(shè)置教學(xué)效果調(diào)查問卷，及時收集學(xué)生對教學(xué)方法和策略的反饋，不斷調(diào)整教學(xué)方式和教學(xué)手段，實現(xiàn)教學(xué)相長、師生相互促進[3]。基于超星泛雅平臺的教學(xué)設(shè)計圖如圖6所示，圖中展示了中斷系統(tǒng)部分各個教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計，設(shè)計包含概念認識、任務(wù)導(dǎo)學(xué)、知識教學(xué)、檢測、互動、反饋等部分。

課前階段，根據(jù)教育部電氣自動化專業(yè)教學(xué)標(biāo)準，明確章節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)，發(fā)布任務(wù)導(dǎo)學(xué)單，告知學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容和步驟、完成的學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)的途徑和方式。以文本、課件、視頻、動畫等方式整合教學(xué)資源，確定自主學(xué)習(xí)內(nèi)容，打造立體知識框架，建立“易學(xué)”“好學(xué)”的知識體系。設(shè)置課前檢測環(huán)節(jié)，形成學(xué)習(xí)效果的自我反饋，讓學(xué)生明確自身學(xué)習(xí)所處層次，教師總結(jié)學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)效果（第一次教學(xué)生成性評價），為討論區(qū)的釋疑和課堂講授找準“靶向”。問題提問、討論區(qū)設(shè)置討論主題，給生生之間、師生之間創(chuàng)造自由的虛擬交流空間，實現(xiàn)自主學(xué)習(xí)階段的答疑釋惑，實現(xiàn)教師對學(xué)生的啟迪和引領(lǐng)和學(xué)生之間的互相啟發(fā)、相互促進，優(yōu)化自主學(xué)習(xí)效果。課后階段，設(shè)置課后作業(yè)、課后拓展兩部分。課后作業(yè)圍繞教學(xué)難點、重點，通過視頻紀律實操練習(xí)、平臺上傳程序模擬實現(xiàn)等手段檢驗學(xué)習(xí)效果（第二次教學(xué)生成性評價），力爭達到“學(xué)透重點、突破難點、掌握技能”的教學(xué)目的。課后拓展目的在于拓展學(xué)生知識層次和應(yīng)用水平，通過更高水平、更高難度的應(yīng)用實現(xiàn)學(xué)生技能水平的提升和拓展。教學(xué)效果調(diào)查問卷設(shè)置在學(xué)習(xí)難度較大的章節(jié)后，有兩個目的：一是引導(dǎo)學(xué)生在章節(jié)內(nèi)容學(xué)習(xí)完后進行自我反思，提升元認知能力;二是收集學(xué)生真實的評價和建議，為教學(xué)策略后期的調(diào)整和提高提供依據(jù)。

四、教學(xué)效果

超星泛雅平臺有強大的數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能，可以統(tǒng)計發(fā)布任務(wù)點數(shù)、章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)、章節(jié)測驗、討論、成績管理等數(shù)據(jù)，實時查看學(xué)生完成作業(yè)完成情況及完成效果。通過人工統(tǒng)計與超星泛雅平臺數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)（見表2），采用信息化教學(xué)設(shè)計方法的教學(xué)班級與采用傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式的平行班級相比，學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度（每人學(xué)習(xí)課程章節(jié)次數(shù)）、學(xué)業(yè)成績（綜合成績60至80分以上人數(shù)占比）作業(yè)完成數(shù)等指標(biāo)提高明顯。

參考文獻：

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