翻转课堂教学模式在单片机实训教学中的应用与实践

宁金叶+罗小丽+裴琴

摘 要 翻转课堂是一种新型的教学模式，以信息化手段为支撑，采用线上线下相结合的方式，调动学习的积极性，促进自主学习。针对单片机实训课程难学难教的问题，以“简易数字电压表的装配与调试”任务为例，设计基于翻转课堂教学模式的单片机信息化实训教学，以实现学生知识、技能和素养的全面提升。

关键词 翻转课堂；教学模式；单片机；信息化实训教学

中图分类号：G712 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2017）12-0143-03

1 引言

近年来，翻转课堂已成为高职教育领域的一个热门话题，国内的学者和教育工作者在对翻转课堂教学模式进行理论探讨的同时，也开始尝试将翻转课堂教学模式应用到具体的实验实训教学中。翻转课堂作为一种新型的教学模式，它颠覆了传统教学模式中知识讲授和知识内化的展现方式，并表现出特有的一些优势。其主要特点包括：

首先，它主要采用线上线下结合方式，引导学生开展自主学习，从而打破教学时间与空间的限制；

其次，充分利用互联网技术、多媒体技术和终端技术的发展，信息化教学手段为翻转课堂的实现提供了技术服务，从而为联通主义学习方式的实现提供了现实基础；

最后，翻转课堂改变了传统教学中教师为主体的教学理念，替代以教师为主导、学生为主体的教学理念，注重学生的自主学习、知识内化和实践技能提升，全新的授课理念为翻转课堂教学模式的推广赢得了实践的意义[1-2]。

总之，翻转课堂教学模式和传统教学模式相比发生巨大变化，而这种变化也使得教学设计和教学实施等教学环节相应地发生变化。

培养高职高专学生的专业知识应用能力、操作技能和职业技能是职业教育的主要目标，高职课程改革也是紧紧围绕学生实践操作能力的提高而展开的。目前，实训课程的重视度也逐渐提高，但是课程的教学效果并不理想，实训课程的改革依然存在很多问题。单片机作为电子类专业的专业课程，旨在培养学生元器件识别、检测，单片机电路设计、组装与调试的能力，但是整个课程教学涉及的知识面广，内容晦涩难懂，新技术层出不穷，教学效果难以保证，尤其是实训课程的教学难度更高，是高职教育中公认的难教难学的课程之一。单片机实训教学普遍采用传统的课堂教学模式，教师先在课堂上讲授知识、演示技能，学生再按照教师讲解的方法实施任务，这种以教师为主体的填鸭式教育教学效果通常不太理想。因此，探索一种适合单片机实训课程的教学模式和方法是十分必要的。

本文以单片机实训课程中“简易数字电压表的装配与调试”任务教学为例，基于翻转课堂模式，从教学分析、教学反馈等四个方面进行单片机信息化实训教学应用与实践的探讨。

2 教学分析

本任务的教学对象为电气自动化技术专业高职二年级的学生，综合考虑授课对象的职业崗位需求，从智力因素和非智力因素两个方面深入分析学生对教学内容的掌握情况与认知特点。针对高职学生一方面表现出理论基础差、抽象思维能力弱、厌倦刻板知识、听觉感知能力差等特点，但另一方面具备模仿式动手能力强、形象思维能力强、喜欢新技术、视觉感知能力强等特点，结合单片机实训课程的特点，在任务教学上采用翻转课堂教学模式，以信息化教学手段为支撑，突出重点、突破难点，引导学生从知识、技能和素养三个方面提升自我。

3 教学设计

教学内容的设计主要包含教学模式和教学方法的选择两个方面的内容。在教学模式的选择上主要基于建构主义教学理念[3-4]，采用翻转课堂教学模式。翻转课堂的教学设计主要体现在将专业知识与技能的学习过程提前，学生借助教师开发与建设的课程资源，在课前完成自主学习，课堂上通过师生探讨的方式解决自主学习中的疑难点。因此，基于翻转课堂的教学模式，本任务的教学设计主要包含课前学习、课中探讨和总结提升三个教学环节[5]。在教学方法选择上，借助信息化手段和移动终端服务技术，综合运用移动教学法、情境激励法、游戏激趣法等多种教学方法，充分调动学生学习的积极性，促进自主学习。

4 教学过程

基于翻转课堂的教学设计模式，在教学组织实施过程中，授课教师将整个实训教学活动设计为课前任务学习与仿真、课中任务探讨与实施、课后任务强化头与提升，三阶段相互配合，引导学生循序渐进地提升知识与技能水平。

课前任务学习与仿真 课前资讯环节，教师主要借助微信传播的影响力和世界大学城的平台优势，采用手机微信公众平台推送课前学习任务书和任务资讯，组织学生在课前完成新知识的预习和任务方案的构建预习。任务资讯的内容主要是借助各种信息化手段建设一系列有特色的课程资源。例如：课程组团队自主开发一款手机游戏软件，通过游戏过关的方式，帮助学生提前了解相关元器件的基本知识和工作原理；此外，还重点建设了本任务的微视频资源库，帮助学生预习元件的识别与检测方法，了解电路装配的技巧与注意事项，熟悉电压表电路的基本结构和工作原理。

学生课前学习的效果可以通过以下方式来进行检验，即教师通过世界大学城下达电路仿真任务，组织学生以小组为单位反馈作业。课前的电路仿真不仅帮助学生培养电路识图、绘图和软硬件联合调试的能力，更为后续的课堂任务实施做好了准备。此外，师生之间还通过班级QQ群进行实时交流，帮助学生及时解决学习与仿真过程中存在的问题，并将典型问题进行搜集整理，以便在课堂教学环节进行探讨学习。

课中任务探讨与实施 课堂上，采用情境激励的教学方法来引导学生进入任务的学习，利用真实的数字电压表实物来激励学生学习的兴趣，最后发布在线作业指导书，明确任务要求，学生依据作业指导书完成任务的实施与交流反馈。

讨论分析环节主要以学生为主体，采用师生共同探讨的方式解决课前学习与仿真环节中知识与技能的疑难点。讨论学习结束后，组织学生借助Proteus仿真软件和Keil C51工具软件完善电路仿真，进一步熟悉电路原理，完成驱动程序的编译。endprint

任务实施阶段采用小组分工协作和角色扮演的方式进行，在不同的任务之间需要进行角色的互换，不仅可以帮助学生实现技能的全面提升，而且有利于培养学生交流沟通水平、团队合作能力等职业素养。本任务的实施可以分解为四项子任务，小组学生各负责一项子任务，相互配合，共同完成任务实施。此外，教学过程中还可以将任务的教学资源转化成相应的二维码，充分利用移动教学的优势，使学生的学习能够随时随地。下面介绍四项子任务的具体实施过程。

子任务一是元件检测，学生首先依据领料单领取元器件，遇到疑问，可通过游戏软件进行相关知识点的巩固。丰富的微视频资源引导学生一边学习一边实施任务。

子任务二，学生依据电路原理图与装配图完成产品的装配。装配是本任务的教学重点，为此，教师制定本任务的装配与测试标准，以提高学生的装配技能。

子任务三，产品装配测试完成之后，师生将面临本任务最大的教学难点，就是产品的功能调试与故障排除。为此，课程团队自主开发单片机故障检修软件，化抽象为形象。该软件收集整理了任务教学与实践过程中的典型故障，可以逐步引导学生发现故障、定位故障点、学习故障排除方法，借助故障检修软件进行模拟学习后，再通过具体的实践操作来解决问题。

子任务四，故障排除后，小组成员还需填写故障检修报告，并上传故障检修软件，形成典型案例库，将实践经验实现共享。

实训操作完成之后还需要进行任务评价，合适地评价机制有利于学生职业素养的提升。在评价体制的选择上，主要是从小组自评、小组互评和教师评价等方面进行综合考核。值得注意的是，小组自评和互评占评价总体的大部分，教师评价仅针对小组进行，不针对个人进行评价。这样的评价方式有利于发挥组长的领导才能，培养成员之间的团队合作与沟通技能。

课后任务强化与提升 课后的任务强化与提升主要包含知识和技能两个方面。

1）知识点的内化主要是借助世界大学城的作业系统平台来完成的。教师通过世界大学城的相应管理界面下达作业任务，学生按照时间节点完成测试，系统提交作业后，教师可以及时了解学生对知识点的掌握情况。

2）技能的提升主要是借助单片机的仿真和开发工具软件来实现，教师通过微信公众平台布置操作任务，学生可通过个人电脑或者学校机房电脑来完成任务并反馈给任课教师。

知识与技能两方面的能力相辅相成，缺一不可。为了增强教学效果，师生之间还可以通过交流软件等工具进行实时交流，实现一对一的个性化教学。

5 教学反馈

教学反馈实现了教学环节的监控。整个翻转课堂的教学过程中，反馈环节是非常重要的，它不仅可以督促学生及时完成课前和课后的知识与技能学习，而且有利于教师及时了解学生的学习情况与困惑点，这些都为课堂探讨环节和后续的课程教学奠定了基础。在本任务的教学实施过程中，教师主要借助世界大学城、QQ、微信等信息化手段实现教学反馈。

6 结束语

翻转课堂的应用使得实训教学的线上与线下能够有效地结合起来，充分利用学生的课余时间，不仅缩短了课程教学的总课时，而且将课前学习、课中探讨与实施有机整合，有效地解决了单片机课程难学难教的问题，有利于教师引导学生实现自主学习和因材施教。但是，应用与实践翻转课堂教学模式需要教师投入大量的时间与精力来建设课程资源，比如微课资源的开发、网络资源的建设、终端互动平台的开发、特色软件的建设等。在本任务的教学中，课程组团队教师在教学过程就花费了大量的时间来开发课程资源，例如：自主开发游戏软件，帮助学生开展快乐学习；拍摄大量的微视频，帮助学生开展形象的学习；引入仿真软件与开发工具软件，帮助学生及时内化知识与提升技能；自主开发故障检修软件，帮助学生开展高效的学习。

基于翻转课堂的信息化教学助推了职业教育改革，长期的信息化教学也必将有效增强课堂的教学效果。但是这种新型的教学模式并不是万能的，因此要结合传统教学的优势，采取灵活的信息化教学+传统教学混合教学模式，实现融知识学习、能力培养、素质培养于一体的教学目标，让学生的专业综合能力零距离对接企业和岗位人才需求！

参考文献

[1]马季，于源溟.對翻转课堂限度的知识学审思[J].内蒙古师范大学学报：教学科学版，2015（12）：95-97.

[2]王玉香，章晓忠.翻转课堂在高职实验实训教学中的应用研究：以“单片机”实验课程为例[J].乐山师范学院学报，2015（4）：111-114.

[3]莎莉.在情境中的学习：基于建构主义学习理论的教学设计思想[J].课程教育研究，2015（17）：14-15.

[4]刘都亮.基于建构主义的大学英语自主性学习探究[J].英语广场：学术研究，2013（3）：73-74.

[5]蔡丽莎，吴恒玉.基于翻转课堂的单片机技术课程教学改革的探索[J].苏州市职业大学学报，2016（1）：85-87.endprint