教学设计要处理好学习内容、学习任务与学生之间的关系——《单片机编程与实现》课程的两次听课

刘庆华



教学设计要处理好学习内容、学习任务与学生之间的关系——《单片机编程与实现》课程的两次听课

刘庆华

（邢台职业技术学院，河北 邢台 054035）

本文描述了对《单片机编程与实现》课程的两次听课及相关感受，并提出高职院校的教学设计要处理好学习内容、学习任务与学生之间的关系，才能取得良好的教学效果。

教学设计；学习内容；学习任务；学生

本学期开学第二周，我们教研小组随机对电气工程系孔维功老师《单片机编程与实现》课程听了一次课，之后受孔老师邀请又进行了一次跟踪听课。现将这两次听课情况及相关研讨、思考介绍如下。

该课程在单片机技术专业教室授课，通信技术专业2014级两个班的学生按单班分别上课，周学时四。学生每人一台电脑，装有单片机硬件仿真软件PROTEUS、单片机C语言编译软件Keil以及凌波多媒体教学软件。

一、第一次听课

星期一上午三四节，我们听了第一次课，教学对象是通信142班，教学主题是“单个LED灯闪烁系统编程与实现”，是本门课程的第二个教学单元。

上课后，孔老师首先延续了上次课的教学主题——音乐播放系统实现，再一次演示了在PROTEUS系统中完成音乐播放系统硬件的搭建，搭建过程中，孔老师向学生们提出了一个问题，学生们显得有点茫然，最后有一个学生回答了问题，这个环节用时约10分钟。

接下来，孔老师提出了本次课的主题——单个LED灯闪烁系统编程与实现，在PROTEUS系统中演示了单个LED灯闪烁系统硬件的搭建，针对电阻的选择，向学生们提出一个问题，学生们看来缺乏相应的基础知识，还是不能顺利选择，专业教室中没有黑板，孔老师就借助电脑上的画图软件进行了分析、计算和选择，用时约20分钟。

随后，孔老师打开刚才在PROTEUS系统中搭建的音乐播放系统、单个LED灯闪烁系统的硬件图让学生们比较，结果发现，有一部分内容是相同的，孔老师提出，这就是单片机系统的最小系统，然后用了大约20分钟讲解了最小系统的构成和功能。

课间休息过后，孔老师提出：通过硬件的搭建，具备了让LED灯亮与灭的基础，要控制LED灯闪烁，还要通过编程。于是，开始向学生讲授如何用Keil软件编写C语言程序。

首先，介绍Keil软件编写并向学生们讲授了单片机C语言程序框架。

接下来，孔老师讲授了LED灯亮与灭的工作原理，在此基础上，讲授并演示了如何通过C语言程序语句实现LED灯的亮与灭，此过程大约用时20分钟。然后，孔老师在硬件图中另一个端口上又连了一个LED灯，要求学生独立编写控制这个LED灯亮灭的程序。学生们虽然已经学习了C语言编程，但实际动手编写程序时，还是能够看出之前学过的知识不够扎实。10分钟后，仅有为数不多的几个学生完成了编写程序的任务。

经过对托架螺栓折断原因的详细分析，认为方案一并不能彻底的解决问题，经过长时间的运营，还会出现折断情况；方案二通过增加托架分担人行道的重量，可以有效防止托架螺栓的折断。最终确定采用方案二来处理田家石畔特大桥托架病害，设计如图1所示。

最后，为实现延时功能，孔老师又利用最后10分钟时间向学生们讲解了一下循环语句While的用法。

整次课中，学生的学习状态不够理想，参与度不高，约有一半以上的学生似乎没有跟上老师的教学节奏。

二、交流与研讨

下课后，我们和孔老师一起，对本次课进行了反思和讨论。

首先，孔老师对本次课进行了反思：对学生而言，本门课程涉及单片机硬件系统搭建及C语言编程，同时还涉及对应的“工具”——单片机硬件仿真软件PROTEUS、单片机C语言编译软件Keil的使用，的确有难度。以前的教学指导思想是通过老师反复演示促使学生最终能够使用这些“工具”完成学习任务，因此造成本次课老师的讲授、演示过多，学生缺乏执行任务的机会，造成学生“置身事外”，影响了学生的学习状态，学习效果不理想。

我们接着提出一个问题：“如果让你重新设计本次课的教学，你会怎么设计？”孔老师略一思考，就表达了调整教学的想法：就教学指导思想而言，老师要先演示或讲解，然后让学生尝试执行任务，老师再对出现的问题进行反馈、演示及讲解，最后让学生完善任务；就本次课来说，要安排学生亲手搭建单个LED灯闪烁系统的硬件并编写程序。

孔老师有着丰富的单片机工程实践经验，带领电子技术工作室的同学们为多家企业开发过实际的单片机系统，2014年还成功完成《电子产品故障检测与维修》课程的课改，对本次课的反思和调整设想基本到位，我们在此基础上，提了两条建议供孔老师参考：一是要评估所设计的学习任务的难度与学生能力、知识基础的差距，如果学习任务对学生而言难度过大，就要考虑对学习任务进行适当分解，拆成一个任务序列让学生循序渐进地提高水平；二是要考虑学生的认知负荷，一次课或一个学习任务承载的学习内容不能过多。

孔老师也认同我们的建议，并邀请我们周三另一班相同教学主题再来听一次课。

三、第二次听课

星期三下午五六节，我们听了第二次课，教学对象是通信141班，教学主题依然是“单个LED灯闪烁系统编程与实现”。

接下来，孔老师向学生们布置了本次课的第一个分解任务——在PROTEUS系统中搭建单片机最小系统，限定10分钟时间。学生们打开PROTEUS开始搭建，选元器件、连线，孔老师在教室中巡视，解答学生们的提问。看来学生们水平不一，有2个学生很快就搭建成功了，规定时间内有5个学生完成了系统搭建。接着，孔老师结合巡视中学生们出现的常见问题，又一次演示了搭建过程，留下5分钟时间让没有完成的学生完成系统搭建，这次，绝大部分学生都完成了。

随后，孔老师提出了本次课的第二个分解任务——在PROTEUS系统中搭建LED灯闪烁系统的其余硬件，他先用了10分钟时间向学生们演示了搭建过程，重点是其中电阻的选择，带着学生们进行了分析、计算和选择，然后告诉学生，课间休息后用5分钟时间自己实现。

课间休息过后，学生们开始搭建，有几位学生利用课间休息时间完成了任务，5分钟时，有将近一半的学生举手让孔老师验收了。接着，孔老师还是结合学生们出现的问题和难点，向学生们再一次展示了搭建过程，留下2分钟时间让没有完成的学生完成系统搭建。

接下来，孔老师向学生们说明了编程的作用，向学生讲授了如何用Keil软件编写C语言程序框架。

随后，孔老师提出了本次课的第三个分解任务——利用Keil软件编写C语言程序控制LED灯亮与灭。孔老师先用10分钟带领学生一起回顾了LED灯亮与灭的工作原理，在此基础上，又用5分钟讲授并演示了如何通过C语言程序语句实现LED灯亮与灭。然后，孔老师在硬件图中另一个端口上又连了一个LED灯，把这个硬件图通过凌波教学软件传到每一个学生的电脑上，要求学生编写程序控制这个LED灯的亮灭。学生们开始动手编程序，孔老师一边巡视，一边解答学生们的提问，5分钟刚过，已经有学生完成了，孔老师叫停学生，集中反馈了出现的问题，然后留出时间让学生们完成编程。

最后，孔老师告诉学生，如果要实现LED灯闪烁，在控制亮灭的基础上，还需要使亮与灭的时间能够延长，这就需要延时语句，下次课将用一次课的时间，完成另两个分解任务：延时语句的编写以及完整系统调试，然后就结束了本次课。

在这次课中，学生的学习状态较好，几乎所有的学生都能跟上老师的教学，学习任务的完成效果也比上一个班好。

四、相关思考

通过这两次听课及相关研讨，促进了我们对职业教育教学的一点思考，即：教学设计与实施要全面考虑并妥善处理好学习内容、学习任务及学生之间的关系，否则，就有可能影响学生的学习效果。结合以往的听课经验，我们区分了如下几种情况：

一种情况是教学设计与实施中仅考虑学习内容，忽视学习任务与学生。老师大段讲授或演示，学生旁听或旁观，虽然老师完成了“教学任务”，但由于这种方式不符合职业院校学生的学习规律，会造成学生学习状态不佳；学生只是听与看，不能有效培养各方面的能力；学生没有“出手”完成学习任务的机会，造成即便老师想伸手拉学生一把，却不知道学生的“手”在哪里，难以向学生提供有针对性的学习指导，影响了学习效果。

第二种情况是对学习任务理解和运用不当。没有基于工作任务设计学习任务，简单认为安排学生做的事都是“学习任务”；或对学习任务运用不当，仅作为导入、作业使用，中间依然大段讲授或演示，这就和第一种情况类似，会影响学习效果。

第三种情况是虽然设计了学习任务，但忽视了学生。没有根据学生的基础对学习任务进行必要的教学简化，造成学习任务过于综合，难度大，包含的学习内容多，围绕学习任务给学生提供的学习支持与学习指导不足，学生跟不上，难以实现理想的学习效果。我们在研讨中给孔老师提的建议，就是希望避免出现这种情况。

第四种情况就是全面考虑并妥善处理好学习内容、学习任务及学生之间的关系。教育心理学家奥苏贝尔认为：“如果我不得不把教育心理学的所有内容简约成一条原理的话，那就是，影响学习效果的最重要的因素是学生已经知道了什么，然后根据原有知识状况进行相应的教学。”教学设计与实施过程中，要随时评估学习任务及其所承载的学习内容与学生基础的差距，如果差距不大，就可以考虑先让学生尝试一下，然后老师引导学生反思，顺势加入新内容；如果差距大，就要精简学习内容、简化学习任务，还要提供学习支持或学习指导，先讲解、组织案例分析或直接给学生示范，然后让学生尝试完成，再引导反思。在教学中，要有50%-70%的时间让学生用于完成学习任务、思考问题，其余时间，由教师向学生提供帮助。根据我们的听课经验，在职业院校中，这样的教学会受到学生的欢迎并取得比较理想的学习效果。孔老师的第二次教学，就是这样的教学过程。

在起草本文的同时，我们请孔老师对他的前后两次教学设计、教学实施做进一步的“揭秘”，解释他教学设计与实施的思路、步骤、具体安排，以及为什么要进行这样的教学设计与实施，感兴趣的老师请继续关注。

（责任编辑 燕 艳）

Teaching Design Should Balance the Relation among Teaching Contents, Tasks and Students——After Listening to the Course “MCU Programming and Implementation” Twice

LIU Qing-hua

（Xingtai Polytechnic College, Xingtai , Hebei 054035, China）

This paper describes the feeling after listening twice of the course “MCU Programming and Implementation”, puts forward that teaching design should balance the relation among the teaching content, learning tasks and the students, only by this can good teaching effect can be achieved.

teaching design; teaching content; learning task; students

G712

A

1008—6129（2015）05—0001—03

2015—09—01

2016-2017年校级重点课题——“任务中心整体化教学设计与实施”阶段成果。

刘庆华（1973—），河北邢台人，邢台职业技术学院高职研究所，教授。