“雙1234”教學(xué)設(shè)計在應(yīng)用型本科中的教學(xué)改革實踐

［摘 要］應(yīng)用型本科以培養(yǎng)具有實踐能力和職業(yè)素養(yǎng)的應(yīng)用型人才為目標(biāo)，著重培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。文章根據(jù)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)目標(biāo)及學(xué)情，以電類工科專業(yè)的核心課程——單片機原理及應(yīng)用課程為例，提出基于“一中心、一導(dǎo)向，二結(jié)合、二重構(gòu)，三牽引、三優(yōu)化，四融合、四轉(zhuǎn)變”的“雙1234”教學(xué)設(shè)計的改革實踐思路，組建優(yōu)質(zhì)教學(xué)團隊，構(gòu)建線上教學(xué)資源，并分別從教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法及考核評價等方面入手，闡述教學(xué)改革舉措的具體落實。實踐結(jié)果表明，無論是從學(xué)生層面還是從教師層面來看，教學(xué)改革成效都較顯著，教學(xué)改革的開展有助于更好地培養(yǎng)具有實踐能力和職業(yè)素養(yǎng)的應(yīng)用型人才。

［關(guān)鍵詞］“雙1234”教學(xué)設(shè)計；單片機原理及應(yīng)用；應(yīng)用型本科； 教學(xué)改革

［中圖分類號］G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］A ［文章編號］2095-3437（2024）16-0047-05

應(yīng)用型本科教育是針對職業(yè)教育和實踐能力培養(yǎng)的本科教育模式，以培養(yǎng)具備實踐能力、職業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的專門人才為目標(biāo)[1]。與傳統(tǒng)學(xué)術(shù)型本科不同，應(yīng)用型本科注重將理論知識與實際工作相結(jié)合，強調(diào)讓學(xué)生在實踐中獲取技術(shù)和職業(yè)經(jīng)驗，更加注重培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和解決實際問題的能力[2]。

單片機原理及應(yīng)用課程通常是高校中應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)、電子信息工程專業(yè)、電氣自動化技術(shù)專業(yè)以及其他電類相關(guān)專業(yè)的核心課程。東莞城市學(xué)院（以下簡稱我校）開設(shè)該課程的專業(yè)有：電子信息工程專業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)、建筑電氣智能化專業(yè)、機械電子工程專業(yè)、機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)以及機器人工程專業(yè)[3]。以其中的省級應(yīng)用型人才培養(yǎng)示范專業(yè)——電子信息工程專業(yè)為例，該課程是一門重要的專業(yè)核心課程，開設(shè)在大二下學(xué)期。學(xué)生在學(xué)習(xí)了該課程后，可以進行后續(xù)的單片機系統(tǒng)設(shè)計與制作、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用、電子綜合設(shè)計與制作、畢業(yè)設(shè)計等。同時，該課程也為學(xué)生參加電子設(shè)計大賽、“挑戰(zhàn)杯”等學(xué)科競賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目提供了重要的理論和實踐支持[4]。

然而，由于該課程的專業(yè)性和實踐性較強、內(nèi)容抽象，教師在教學(xué)中既要講解硬件結(jié)構(gòu)，又要介紹程序設(shè)計，更要全面考慮軟、硬件的協(xié)調(diào)與分工，學(xué)生普遍反映該課程中的硬件結(jié)構(gòu)不好理解、軟件程序編寫不易掌握，因此該課程是難教、難學(xué)的課程之一[5]。

為此，本文根據(jù)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)目標(biāo)及學(xué)情，以單片機原理及應(yīng)用課程為例，提出基于“一中心、一導(dǎo)向，二結(jié)合、二重構(gòu)，三牽引、三優(yōu)化，四融合、四轉(zhuǎn)變”的“雙1234”教學(xué)設(shè)計的思路及教學(xué)改革舉措。

一、教學(xué)改革實踐思路及舉措

（一）教學(xué)改革實踐思路

基于上述課程分析，依據(jù)我校應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)需求，單片機原理及應(yīng)用課程的教學(xué)改革總體思路確定為：一中心、一導(dǎo)向，二結(jié)合、二重構(gòu)，三牽引、三優(yōu)化，四融合、四轉(zhuǎn)變。即在整個教學(xué)過程中，始終以學(xué)生為中心、以產(chǎn)出為導(dǎo)向；理論與實踐、線上與線下雙結(jié)合，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)流程雙重構(gòu)；以知識、能力、素質(zhì)三維目標(biāo)為牽引，持續(xù)優(yōu)化課前、課中、課后三階段；教學(xué)理念、教學(xué)模式、教學(xué)方法、考核評價四融合，促進學(xué)生“無所謂型—激情型—吸引型—真愛型”四狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，進而助力課程教學(xué)改革目標(biāo)的實現(xiàn)。

（二）教學(xué)改革實踐舉措

1.組建優(yōu)質(zhì)的教學(xué)團隊，為教學(xué)改革助力護航

精挑省、市、校多級優(yōu)秀教師組成課程核心教學(xué)團隊，負(fù)責(zé)課程理論教學(xué)的開展與實施。邀請有豐富實踐經(jīng)驗的工程師和實驗員，參與課程實操環(huán)節(jié)的教學(xué)設(shè)計。特聘兄弟院校相關(guān)課程專家教授開展協(xié)同教學(xué)，指導(dǎo)完善課程教學(xué)設(shè)計，為課程教學(xué)改革的有效推進助力護航。同時，組織教師參加各類進修培訓(xùn)，不斷學(xué)習(xí)新的教學(xué)理念、教學(xué)模式、教學(xué)方法和手段，在提高自身教學(xué)水平的同時，積極開展課程相關(guān)的教學(xué)改革交流與研究，主動申報教學(xué)科研項目、參加教學(xué)相關(guān)比賽，促進教師將教學(xué)改革研究成果與課程教學(xué)有機融合，打造“深刻理解課程內(nèi)容，了解單片機在各專業(yè)領(lǐng)域中的實際應(yīng)用，能夠為學(xué)生提供理論與實踐指導(dǎo)”的“身正學(xué)高、德業(yè)雙馨”的“四有”師資，促進教學(xué)改革的持續(xù)推進[6]。

2.構(gòu)建線上教學(xué)資源，支撐課程教學(xué)活動開展

為了更好地服務(wù)課程“雙1234”教學(xué)設(shè)計的有效開展，建設(shè)一門符合應(yīng)用型本科學(xué)校學(xué)情的在線開放課程，無論是用于輔助傳統(tǒng)教學(xué)、幫助有需要的學(xué)生進行課前預(yù)習(xí)或課后復(fù)習(xí)，還是用于改革教學(xué)模式、開展線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)、進行混合式一流課程建設(shè)等，都具有一定的現(xiàn)實意義[7]。課程在線教學(xué)資源可以對傳統(tǒng)的線下課堂教學(xué)進行補充，使學(xué)生可以隨時隨地進行課程的學(xué)習(xí)，提升學(xué)生的課程學(xué)習(xí)效果，實現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程或參加學(xué)科競賽打下良好基礎(chǔ)[8]。

目前，我校單片機原理及應(yīng)用課程已完成了省級在線開放課程的建設(shè)，分別在“國家高等教育智慧教育平臺”和“學(xué)銀在線”兩個平臺上線。線上學(xué)習(xí)的用戶除了本校學(xué)生，還有外校學(xué)生及社會人士。

3.落實課程教學(xué)改革實踐，開展“雙1234”教學(xué)設(shè)計

如圖1所示，在“授人以魚，不如授人以漁”的指導(dǎo)思想下，堅持以學(xué)生為中心，依托自建的省級單片機原理及應(yīng)用在線開放課程，借助超星學(xué)習(xí)通App和企業(yè)微信等軟件輔助教學(xué)，實施“理虛實”一體化線上線下混合式教學(xué)，并將BOPPPS教學(xué)模式落實到課前引育、課中解析、課后督導(dǎo)三階段，全面開展基于慕課的單片機原理及應(yīng)用課程教學(xué)改革實踐，助力課程三維目標(biāo)的實現(xiàn)，為混合式一流課程建設(shè)提供參考。

（1）“一中心一導(dǎo)向”的教學(xué)理念

基于我校電類工科專業(yè)學(xué)生大多基礎(chǔ)薄弱、愛玩好動、學(xué)習(xí)專注力不夠、學(xué)習(xí)主動性不強等學(xué)情，堅持以學(xué)生為中心，將傳統(tǒng)“以教師為中心的教與學(xué)”轉(zhuǎn)換為“以學(xué)生為中心的學(xué)與教”，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，切實提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。引入以學(xué)生為中心的CDIO（構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運行）教學(xué)理念，基于“授人以魚，不如授人以漁”的指導(dǎo)思想，以現(xiàn)實生活中實用的電子產(chǎn)品或?qū)W生的優(yōu)秀作品為載體，讓學(xué)生在作品構(gòu)思、作品設(shè)計、作品實現(xiàn)、作品運行的過程中，掌握一定的軟硬件設(shè)計與制作技能，培養(yǎng)主動學(xué)習(xí)的習(xí)慣，以及可持續(xù)發(fā)展所需的終身學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力和團隊合作能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力[4]。

（2）“二結(jié)合二重構(gòu)”的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式

以單片機虛擬仿真軟件和超星學(xué)習(xí)通App作為開展教學(xué)的軟件載體，以往屆學(xué)生制作的與單片機原理及應(yīng)用課程相關(guān)的優(yōu)秀作品作為示范，形成以單片機IO口應(yīng)用為基礎(chǔ)、以實際生活中常見的電子產(chǎn)品為引例的教學(xué)內(nèi)容的案例載體。通過兩大載體托起課程教學(xué)的兩個方面——教學(xué)軟件載體托起教學(xué)情境、教學(xué)內(nèi)容案例載體托起教學(xué)過程，促進課程理論和實踐、線上與線下“二結(jié)合”，實現(xiàn)將獲得省級優(yōu)秀教學(xué)案例二等獎的“雙載雙托”教學(xué)模式運用于單片機原理及應(yīng)用課程教學(xué)。

同時，在充分考慮學(xué)生的學(xué)情和應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)需求的大前提下，課程教學(xué)團隊成員積極開展研討，以一流課程建設(shè)為契機，整合并重構(gòu)課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)流程，逐步提升課程教學(xué)內(nèi)容的高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度，并深度挖掘課程思政元素，實現(xiàn)知識、能力、素質(zhì)目標(biāo)的有機融合。

（3）“三牽引三優(yōu)化”的教學(xué)方法

基于“知識傳授、能力培養(yǎng)和價值塑造”三位一體的教學(xué)目標(biāo)，以現(xiàn)實生活中實用的電子產(chǎn)品或優(yōu)秀的學(xué)生作品為載體，精挑“導(dǎo)學(xué)”的素材，以圖片、短視頻等形式，結(jié)合“問題發(fā)現(xiàn)、啟發(fā)引導(dǎo)、小組討論、搶答互動、任務(wù)驅(qū)動、實操演示”等靈活多變的教學(xué)方法，吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在學(xué)生“激活舊知、感知新知”的過程中，實現(xiàn)歸納總結(jié)、學(xué)以致用、深入探究、團結(jié)協(xié)作、創(chuàng)新思維等分析和解決問題的綜合能力培養(yǎng)。此外，適時融入課程思政元素，強調(diào)學(xué)習(xí)的主動性、積極性和互動性，引導(dǎo)學(xué)生感悟理論知識的魅力，學(xué)習(xí)理論知識的轉(zhuǎn)化，提高分析和解決問題的綜合能力，體會科學(xué)探究的喜悅，帶動學(xué)生創(chuàng)新能力和發(fā)散思維的培養(yǎng)[9]。

在整個教學(xué)過程中，依托自建的課程線上教學(xué)資源，注重現(xiàn)代信息化教學(xué)手段的有效融入，借助超星學(xué)習(xí)通App和企業(yè)微信等軟件輔助教學(xué)，線下靈活應(yīng)用多種教學(xué)方法，開展實時導(dǎo)學(xué)、督學(xué)、促學(xué)、助學(xué)活動，并將BOPPPS教學(xué)模式落實到課前引育、課中解析、課后督導(dǎo)三階段，實現(xiàn)教學(xué)流程的重構(gòu)與優(yōu)化。

（4）“二結(jié)合三牽引”的考核評價

如圖2所示，采用線上與線下、理論與實踐的“二結(jié)合”，在“知識、能力、素質(zhì)”三維目標(biāo)的牽引下，加大課堂表現(xiàn)、實踐考核比重，突出學(xué)生綜合型、應(yīng)用型能力的培養(yǎng)[10]，采用過程化與個性化、形成性與結(jié)果性相結(jié)合的多元化考核評價方式，將過程性考核評價和期末終結(jié)性考核評價有機融合，貫穿課前、課中、課后三階段，實現(xiàn)由傳統(tǒng)的“結(jié)果導(dǎo)向”向“過程與結(jié)果并重”的轉(zhuǎn)變，達(dá)到激興趣、練能力、強實踐、重過程等目的，并根據(jù)實際效果持續(xù)完善。

通過上述教學(xué)理念、教學(xué)模式、教學(xué)方法和考核評價“四融合”，逐步實現(xiàn)學(xué)生“四狀態(tài)”的轉(zhuǎn)變，即從“不喜歡這門課程，且上課也不努力”的“無所謂型”或“單純思想上喜歡這門課程，但上課不怎么努力”的“激情型”，向“即使不喜歡這門課程，上課還是會很努力”的“吸引型”和“既喜歡這門課程，上課又認(rèn)真努力”的“真愛型”轉(zhuǎn)變。

二、教學(xué)改革實踐成效

隨著“一中心、一導(dǎo)向，二結(jié)合、二重構(gòu)，三牽引、三優(yōu)化，四融合、四轉(zhuǎn)變”的“雙1234”教學(xué)設(shè)計的有效開展，我校單片機原理及應(yīng)用課程教學(xué)改革取得了較好的成效，下面從學(xué)生和教師兩個層面來概述相關(guān)成效。

（一）學(xué)生層面

1.學(xué)習(xí)狀態(tài)

通過問卷調(diào)查及統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對單片機原理及應(yīng)用課程的學(xué)習(xí)較為認(rèn)可。從該課程第一次課和最后一次課學(xué)生“四狀態(tài)”轉(zhuǎn)變的數(shù)據(jù)來看，通過一個學(xué)期的課程學(xué)習(xí)，不怎么想學(xué)的“無所謂型”和“激情型”學(xué)生的比例下降，逐步向“吸引型”或“真愛型”狀態(tài)轉(zhuǎn)變。

2.學(xué)習(xí)成績

通過數(shù)據(jù)分析可以發(fā)現(xiàn)，近兩年，學(xué)生人均綜合成績優(yōu)于教學(xué)改革前，優(yōu)秀率穩(wěn)步上升。

3.課程相關(guān)學(xué)科競賽獲獎及成果轉(zhuǎn)化

在以產(chǎn)出為導(dǎo)向、體現(xiàn)學(xué)生“學(xué)以致用”綜合實踐能力的課程相關(guān)學(xué)科競賽獲獎及成果轉(zhuǎn)化方面，近兩年，學(xué)生利用課程所學(xué)開展實際應(yīng)用實踐，積極參加課程相關(guān)學(xué)科競賽，如全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽、單片機及嵌入式系統(tǒng)設(shè)計大賽、“挑戰(zhàn)杯”競賽等，先后獲得國家級二等獎2項，省級一等獎5項、二等獎8項、三等獎11項，并將有現(xiàn)實意義的實物作品成功申請實用新型專利3項，申報大創(chuàng)項目3項。

（二）教師層面

1.教學(xué)評價

授課教師無論是在教務(wù)系統(tǒng)的學(xué)生評教中，還是在教學(xué)全職督導(dǎo)的隨堂聽課評價中，都取得了很高的分?jǐn)?shù)。本文一作多次受邀擔(dān)任青年教師教學(xué)交流研討嘉賓，以單片機原理及應(yīng)用課程為例，給青年教師開展課程教學(xué)改革和教學(xué)設(shè)計的分享交流，并獲推參評學(xué)校的第一屆教學(xué)卓越獎。

2.教學(xué)研究

隨著“雙1234”教學(xué)設(shè)計的有效推進，其中的教學(xué)理念、教學(xué)模式、教學(xué)方法和考核評價等為5項與課程相關(guān)的省、校級項目的開展提供了助力，其中3項教改項目已結(jié)題2項、1項在研，2項課程建設(shè)項目中的1項在線開放課程建設(shè)項目已完成，還有1項基于在線開放課程的線上線下混合式一流課程項目處于在研狀態(tài)。同時，課程教學(xué)團隊基于項目建設(shè)，先后發(fā)表課程相關(guān)教研論文4篇、課程相關(guān)應(yīng)用論文5篇。

3.所獲榮譽

課程教學(xué)團隊結(jié)合教學(xué)改革的經(jīng)驗，積極參與課程相關(guān)教學(xué)競賽，先后獲得省級高校本科青年教師教學(xué)大賽三等獎、省級高校創(chuàng)新教學(xué)大賽三等獎、省級本科高校在線教學(xué)優(yōu)秀案例二等獎。

三、結(jié)語

本文以單片機原理及應(yīng)用課程為例，結(jié)合學(xué)生基礎(chǔ)薄弱、愛玩好動、學(xué)習(xí)專注力不夠、學(xué)習(xí)主動性不強等學(xué)情，開展“一中心、一導(dǎo)向，二結(jié)合、二重構(gòu)，三牽引、三優(yōu)化，四融合、四轉(zhuǎn)變”的“雙1234”教學(xué)設(shè)計。在整個教學(xué)過程中，課程教學(xué)團隊教師始終堅持以學(xué)生為中心、以產(chǎn)出為導(dǎo)向，依托自建的線上資源，充分考慮課程應(yīng)用實踐性強的特點，精挑課程導(dǎo)入素材，以現(xiàn)實生活中實用的電子產(chǎn)品或優(yōu)秀的學(xué)生作品為載體，適時融入教師教學(xué)科研項目，并將各模塊知識分為“原理、應(yīng)用、實操”三個層次，層層遞進，變教為誘、變學(xué)為思、以誘達(dá)思，激發(fā)學(xué)生“學(xué)有所用”的共鳴，引導(dǎo)學(xué)生在“學(xué)中做，做中學(xué)”的過程中，鍛煉歸納總結(jié)、學(xué)以致用、深入探究、團結(jié)協(xié)作、創(chuàng)新思維等分析和解決問題的綜合能力，實現(xiàn)“理論與實踐、線上與線下”的雙結(jié)合；同時，引入以知識、能力、素質(zhì)三維目標(biāo)為牽引的BOPPPS教學(xué)模式和現(xiàn)代信息化教學(xué)手段，開展課前引育、課中解析、課后督促，實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)流程的雙重構(gòu)，持續(xù)優(yōu)化課前、課中、課后三階段。通過CDIO教學(xué)理念、“雙載雙托”教學(xué)模式、靈活多變教學(xué)方法、過程與結(jié)果并重的考核評價的“四融合”，促進學(xué)生“無所謂型—激情型—吸引型—真愛型”四狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。教學(xué)改革實踐結(jié)果表明，無論是在學(xué)生層面，還是在教師層面，都取得了相應(yīng)的成效，形成了“以研促教、以教助研”和“以賽促學(xué)、以學(xué)助賽”的良性循環(huán)，實現(xiàn)了教學(xué)改革開展和師生成果產(chǎn)出的相互促進，更好地培養(yǎng)了具有實踐能力和職業(yè)素養(yǎng)的應(yīng)用型人才。當(dāng)然，教學(xué)改革永無止境，仍有很多開展進一步探索的空間，比如有效推進混合式教學(xué)的開展、提高課程線上資源對“課前”和“課后”的支撐度以及課中教學(xué)設(shè)計的持續(xù)完善等。

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［責(zé)任編輯：周侯辰］