“以賽促學、賽教融合”混合式教學模式改革研究

杜小杰 陳黎明

摘要：培養(yǎng)高素質(zhì)人才是高校最終目標，對于技術(shù)性應(yīng)用型大學來說，學生的綜合實踐技能水平是高校就業(yè)水平的重要體現(xiàn)。該文基于《單片機原理及應(yīng)用》課程的教學改革，結(jié)合近八年的學生專業(yè)競賽孵化團隊建設(shè)及實施，立足于學生競賽進行教學研究，通過“以賽促學、賽教融合”的教學模式改革，使教學取得較好的效果。該文采用線上線下混合式教學、項目驅(qū)動教學等教學模式改革，從教學模式的改革形成、目標及實施方案等三個方面研究，通過實踐證明，該模式對培養(yǎng)學生學習習慣，激發(fā)學生學習興趣，構(gòu)建學生團隊具有積極的作用，使教學效果達到最好的狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：以賽促學;賽教融合;線上線下混合教學;單片機原理及應(yīng)用

中圖分類號：TP29? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）30-0196-03

開放科學（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

每年高校都有800多萬畢業(yè)生走入企業(yè)，可見，高校是人才培養(yǎng)的核心機構(gòu)，但從學生就業(yè)的情況來看，學生專業(yè)水平與企業(yè)需求能力存在一定的差距。如何提高學生的專業(yè)水平、綜合實踐能力，是目前應(yīng)用型高校應(yīng)思考的核心問題。學生實踐能力到底如何？最直接的驗證方式就是學生能夠獨立研發(fā)綜合型的項目和參與各種專業(yè)技能競賽，來展示學生的學習能力、解決和分析問題能力、綜合實踐能力等。因此，“以賽促學，賽教融合”教學改革是教學研究的必然趨勢。本文依據(jù)多年指導學生團隊參加各種專業(yè)競賽經(jīng)驗，結(jié)合多年的教學改革研究，將“以賽促教，賽教融合”作為教學改革及學生團隊建設(shè)的重要手段。以《單片機原理及應(yīng)用》為例，該課程是一門對學生實踐能力要求很強的課程，如果以理論帶動教學，通過實驗實踐的方式來驗證理論或進行設(shè)計，學生不能有效、系統(tǒng)的學習，學生學完課程還是不會進行項目設(shè)計。然而該課程又是物聯(lián)網(wǎng)工程、電氣自動化專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，如果沒有打好基礎(chǔ)，后面的課將更加困難。如果該課程采用項目化教學，通過項目化分析、研究教學理論，用理論實現(xiàn)項目需求，那么該門課程學下來完全可以進行項目設(shè)計和開發(fā)，完成一些社會項目開發(fā)完全沒有問題。同時，結(jié)合比賽進一步鍛煉學生自我獨立解決問題的能力，不但可以激發(fā)學生對單片機興趣。同時，更重要的是提高了學生的項目分析設(shè)計能力、操作水平及學習能力，為后期課程的學習提供了各種能力堅實的基礎(chǔ)。如果教學通過這樣的改革，學生對教學內(nèi)容理解一定更透徹，編程水平一定不低，教學效果一定很好。另外，以團隊組織教學，增強學生學習氛圍、加強學生創(chuàng)新能力、促使教學效果顯著。本文“以賽促教、賽教融合”方式，依托“藍橋杯”比賽，建立興趣小組學習團隊，以項目化驅(qū)動教學，采用線上項目分解、理論講解、項目過程實現(xiàn)，線下進行項目演示、分享、答辯的方式進行混合式教學改革。

1 “以賽促學，賽教融合”教學改革模式的形成

高校最為普遍的教學方式是根據(jù)人才培養(yǎng)方案和教學大綱，結(jié)合當前企業(yè)應(yīng)用方向及應(yīng)用需求來進行知識的講解，并設(shè)定相應(yīng)的實驗實踐教學來驗證學生實踐能力水平，而實際上學生不能系統(tǒng)的、獨立完成課程的設(shè)計，或者不能很好地完成項目的設(shè)計與實現(xiàn)，學生的編程能力、設(shè)計能力及解決問題的能力還有待提高。然而“以賽促學、賽教融合”教學模式改革是目前很多高校都在研究的一種創(chuàng)新式改革。這種教學模式要求非常高，一方面授課教師要對目前專業(yè)競賽涉及的競賽知識非常熟悉，將競賽涉及的知識點能和實際教學密切的結(jié)合，對教學教材的使用或編寫、教學內(nèi)容設(shè)計、教學設(shè)備使用及教學軟件的使用都要做合理的規(guī)劃，同時還要結(jié)合線上線下混合式教學模式，采用項目任務(wù)實踐驅(qū)動教學，完成理論教學與實踐教學有機結(jié)合，通過“賽教融合”“競賽促進教學”和“教學強化競賽”的方式保證人才培養(yǎng)的質(zhì)量[1]。本文中“以賽促學，賽教融合”線上線下混合式教學模式改革，主要依托于“藍橋杯”中“單片機設(shè)計與開發(fā)”類比賽，對理論教學內(nèi)容、實踐教學內(nèi)容、教學授課模式及教學方式方法都進行了大膽的創(chuàng)新，教學內(nèi)容會結(jié)合大綱要求，采用項目化教學，將理論融入項目中進行講解，加大項目任務(wù)的分解及項目實踐的分享，同時構(gòu)建學生團隊，這樣，學生的綜合實踐能力能得到進一步的提高。

2 教學改革的目標

從目前的競賽內(nèi)容來看，競賽中考查的知識點都與實際生活密切相關(guān)，大部分競賽項目都在一定程度上體現(xiàn)出產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求。以《單片機原理及應(yīng)用》課程為例，該課程是物聯(lián)網(wǎng)工程、電氣自動化等專業(yè)的基礎(chǔ)課程，開設(shè)該課程的目的就是培養(yǎng)學生具有電路設(shè)計與開發(fā)能力，能夠獨立完成電子設(shè)備的項目開發(fā)，并且學完該課程以后，學生能夠獨立完成簡單電子產(chǎn)品的設(shè)計，為后期基于操作系統(tǒng)的嵌入式開發(fā)提供了堅實的基礎(chǔ)。目前“藍橋杯大賽”單片機設(shè)計與開發(fā)是《單片機原理及應(yīng)用》能力驗證的一個很好的平臺。因此，本文以《單片機原理及應(yīng)用》教學改革為例，依托一個競賽平臺，比如“藍橋杯”，以項目導入、理論驗證、項目分解、項目實現(xiàn)的教學模式，采用線上線下有機結(jié)合教學方式，以學生為中心，激發(fā)學生獨立思考，主動設(shè)計的興趣，降低學生設(shè)計開發(fā)的門檻，導入正確的教學引導方法，將教學任務(wù)和教學理論有機的融合在一起，再以競賽項目平臺測試學生綜合實力，最終來保證人才高質(zhì)量的培養(yǎng)。從學生的角度看，最直接的目標是學生主動學習、思考，學習能力加強，代碼編寫熟練，創(chuàng)新設(shè)計能力不斷加強，增強了學生綜合實踐能力和水平，是教學效果最好的驗證。

3 教學模式改革的實施方案

經(jīng)過八年指導學生參加學科競賽及“以賽促學，賽教融合”的教學經(jīng)驗，要進行教學改革需要解決兩個問題：（1）找準學科競賽平臺，依托專業(yè)相關(guān)競賽平臺，將競賽項目融入教學，以微項目驅(qū)動教學;（2）教學項目的設(shè)計、組織、實施、評價。

本文以《單片機原理及應(yīng)用》為例，依托“藍橋杯”學科競賽平臺，結(jié)合人才培養(yǎng)模式及教學大綱，采用微項目式驅(qū)動教學，基本流程是項目任務(wù)解讀、項目理論分析、項目設(shè)計方案、項目實現(xiàn)過程講解、創(chuàng)新項目任務(wù)分享及項目結(jié)項答辯評比等來貫徹到教學的始終。

3.1 項目設(shè)計

項目設(shè)計是完成教學任務(wù)的基礎(chǔ)，其應(yīng)結(jié)合教學大綱和人才培養(yǎng)方案，滲透理論知識的解讀，按照課程知識架構(gòu)，遵循由易到難、由局部到整體、由單一到綜合循序漸進原則。項目設(shè)計分兩部分，一部分是理論導入項目，二是課下評比項目。理論導入項目具體過程是結(jié)合每個理論知識架構(gòu)，教師先設(shè)計一個項目，該項目是為了教學，講解理論知識和項目實施過程，課下評比項目是針對每章節(jié)所學內(nèi)容，教師下達項目任務(wù)，學生按項目需求完成項目設(shè)計與開發(fā)，然后課堂進行項目演示和答辯。項目設(shè)計必須注意以下問題：涉及知識點要符合課程進度，難度要適合學生實際動手能力，工作量應(yīng)該適中，內(nèi)容要適應(yīng)市場需求，具有一定的創(chuàng)新性，涉及智能家居、工業(yè)控制、智能城市、智能制造等相關(guān)熱門領(lǐng)域。比如，單片機中I/O的學習，理論導入項目為流水燈，在課堂上先讓學生觀看流水燈的顯示效果，然后該項目實施進行任務(wù)分解，主要是分解本節(jié)課要用到哪些知識點來解決這個問題，然后進行項目理論知識的講解與分析，之后再對實施該項目方案思路、設(shè)計進行嚴密的設(shè)計，最后對項目實現(xiàn)過程按照設(shè)計方案一步一步實施，并進行展示。在這個項目中會涉及單片機的體系架構(gòu)的學習、I/O的工作方式及設(shè)計電路應(yīng)注意的問題、LED的工作原理、延時函數(shù)及精確時間計算、位操作、字操作及移位操作、常用的寄存器配置和頭文件調(diào)用等等。一個項目下來，學生完全可以進行項目創(chuàng)建、I/O應(yīng)用、LED燈控制、移位方法等等與I/O相關(guān)理論知識。為加強學生知識的掌握及理解，每次課配套一個課下評比項目，比如I/O口這節(jié)內(nèi)容分配一個花樣彩燈控制的項目任務(wù)進行評比。結(jié)果在第二次課時項目演示與答辯項目時，學生的項目展示各種各樣，大部分同學都做得非常不錯，并且課堂分享氣氛非常好，一個項目通過答辯分享，全班可以學到至少5-6個項目的設(shè)計方法，課堂效果非常好。

3.2教學組織

項目驅(qū)動教學是采用“按任務(wù)要求，學生自主設(shè)計并實現(xiàn)，教師答辯指導”的原則。其具體過程為：首先，教師把全體學生分成若干個項目組，根據(jù)項目設(shè)計要求，每個項目組都要實現(xiàn)課下評比項目的設(shè)計與實現(xiàn)，但是課堂分享有限，每次課堂答辯指導控制在5-6個項目，其他項目都錄視頻上傳到河南城建學習通，通過互評打分的方式進行評比。每個項目組推薦或委任一個理論知識扎實且動手能力強的學生作為項目組長，組長將項目任務(wù)分解成多個更小的項目任務(wù)給成員，成員通過分工合作共同實施，同時組長根據(jù)不同學員的程度給以相應(yīng)的指導，實現(xiàn)專業(yè)互幫互助。實施過程中，成員的具體任務(wù)也可以隨項目進度的不同而調(diào)整。項目完成后，項目組成員一起討論、總結(jié)項目實施情況，寫出的設(shè)計報告并向教師提交設(shè)計作品，教師老師會選定5-6個作品進行課堂演示分享并答辯并給出指導意見。

這些項目都是競賽項目的分支，通過這種方式學生不斷的挑戰(zhàn)自己，產(chǎn)生濃厚的學習興趣，建立學習團隊，快速理解并掌握所學知識，并能動手解決實際問題，高質(zhì)量的達到高校人才培養(yǎng)方案的效果。到后期綜合性項目時，大部分項目都來之“藍橋杯大賽‘單片機設(shè)計與開發(fā)”等競賽平臺的項目題庫，實現(xiàn)“賽教融合”。

3.3項目實施

在“以賽促學，賽教融合”線上線下混合式教學模式改革的實施方案中，以《單片機原理及應(yīng)用》為例，項目實施也是個很大工作量，如何讓學生能夠更好地、更感興趣地、更主動地去實現(xiàn)項目呢？本文遵循的規(guī)則是易入門、有創(chuàng)新、有考核、有獎勵的原則。在實施前，對課程知識點進行劃分，理論導入項目，項目案例分析等教學素材已經(jīng)在在線學習平臺上創(chuàng)建完畢，課堂第一節(jié)課將項目小組分好，分組一定注意不能都是能力強的，或者都是能力弱的，一定要兩者搭配，同時將課堂授課方案講清楚，項目小組考核方案講明白，獎罰機制講好，并把這一套實施方案以文檔的方式上傳在線平臺，用于學生查閱。課堂授課采用由視覺入手，先提問題，再分析問題，最后解決問題，最初的項目設(shè)計簡單好玩，根據(jù)所學知識逐漸深入。對學生的要求是各項目獨立完成系統(tǒng)設(shè)計架構(gòu)圖的繪制、硬件連接的設(shè)計、程序流程圖的設(shè)計、程序代碼的編寫、項目的調(diào)試、項目的總結(jié)。在整個教學分配采用兩次理論項目講解，一次項目綜合考評分享答辯，沒有參與答辯的作品錄制項目視頻講解，并上傳在線平臺參與班級網(wǎng)上互評。這樣保證項目組各成員都參與項目實施的各個環(huán)節(jié)，通過“項目選擇—項目任務(wù)分解—相關(guān)理論學習—項目具體實踐—總結(jié)分析—再完善”的方法，一方面該方法符合學生學習的規(guī)律，激發(fā)學生學習興趣并不斷創(chuàng)新，促進理論知識的理解和掌握;另一方面學生不斷地思考如何實現(xiàn)并創(chuàng)新，很大程度上提高了學生分析、解決問題的能力以及學生綜合實踐能力，確保學生畢業(yè)后，完全可以直接投入生產(chǎn)和研發(fā)工作中去，同樣對于比較好的創(chuàng)新項目還可以參與各類設(shè)計大賽進行評比。

3.4考核評價

對于應(yīng)用型高校來說，重點是考查學生對知識的掌握程度及學生項目的創(chuàng)新能力。項目教學評價方式有三：一是學生基礎(chǔ)知識的掌握程度，部分學生能力確實有限，通過項目實現(xiàn)的過程，掌握所學理論知識并能準確的表述項目設(shè)計方法、過程及涉及知識點，把所學的知識通過簡單的項目設(shè)計并實現(xiàn)，即達到人才培養(yǎng)的要求;二是創(chuàng)新項目產(chǎn)品的數(shù)量，通過創(chuàng)新項目成果的占比，可以評價該課程教學效果;三是通過學生課程設(shè)計及課程考試，學生的項目開發(fā)文檔及匯報效果，以及參加“藍橋杯大賽‘單片機設(shè)計與開發(fā)”校賽、省賽成績，及參與指導老師的項目研究數(shù)量等。

4 總結(jié)

本文首先介紹了“以賽促教，賽教融合”教學模式改革的必要性，并詳細介紹了該教學模式改革的形成，然后清晰地介紹了“以賽促教，賽教融合”教學模式改革后會達到什么的教學目標效果，最后剖析“以賽促教，賽教融合”教學模式改革的具體實施方案?！耙再惔賹W、賽教融合”教學模式引領(lǐng)學生一步步向單片機應(yīng)用的更深層次展開研究，給學生帶來競賽榮譽的同時更多是讓學生的綜合能力得到了很好的提升?？梢?，本文的教學模式改革可以激發(fā)學生學習興趣，引導學生不斷思考，促使學生動手操作、增強學生的獨立分析和解決問題的能力，促使教學效果達到更好的狀態(tài)。

參考文獻：

[1] 原立格，徐音，祝朝坤.“以賽促學、賽教融合”主動式實踐教學體系構(gòu)建——以《單片機原理及應(yīng)用》課程為例[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2019，18（16）：195-196.

[2] 劉崢，李建平，李和平，等.以學科專業(yè)競賽促進地方高校實踐教學改革的研究與實踐——以桂林理工大學化學工程與工藝專業(yè)為例[J].高教學刊，2016（9）：68-69，71.

[3] 嚴海領(lǐng).應(yīng)用型模式下單片機課程的教學改革探索研究[J].教育現(xiàn)代化，2019，6（72）：202-203，215.

[4] 趙英娜，張艷博，李娟.學科競賽促進教學改革與創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)的探討[J].中國電力教育，2014（12）：131-132.

[5] 丁璞.學科競賽與實踐教學互動，促進創(chuàng)新人才的培養(yǎng)[J].教育現(xiàn)代化，2015，2（11）：60-62.

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