论翻转课堂视角下的《单片机原理及应用》课程项目化教学模式

其曼古丽·加马力丁

（乌鲁木齐职业大学信息工程学院，新疆 乌鲁木齐 830002）

1引言

《单片机原理及应用》是自动化专业课程之一，其实践性和工程性等特点显著。在新课程改革的要求下，加强对学生的实践能力和创新能力的培养也变得越来越重要。翻转课堂是全新的教学模式之一。它要求学生在上课之前通过观看教师提供的教学视频，独立完成课程知识传授的任务；在课堂上，要加强小组讨论、问题解决以及课堂作业等，将知识进行内化。所以说，开展翻转课堂教学，学生在课外可以结合自身的能力水平来合理安排自己的时间，制定出可行、合理的学习方法，开展个性化学习[1]。同时，通过面对面交流，赋予学生充足的时间来进行问题探究和小组研究，改变被动听课的局面。此外，课堂更多的时间交给了学生，巩固了学生的主体地位，教师可以借此来观察学生的表现，并给予学生相应的反馈和引导。因此，开展翻转课堂教学，将其融入到单片机原理教学中，结合课程项目化教学，确保学生充分掌握单片机的工作原理，并将课程项目化教学模式的作用充分发挥出来，顺应了新课程改革的发展趋势。

2 基于翻转课堂的《单片机原理和应用》课程项目化教学模式的必要性分析

通过翻转课堂教学的实施，可以贯彻落实好“因材施教”，强化教学个性化指导，激发学生的学习热情和潜能，积极主动地参与到课堂教学中来。单片机技术来是集电子、物联网等于一身的主流技术[2]。人们生产生活方式的变化，加上自动化和智能化水平的提升，使得单片机技术在各个行业领域得到广泛应用，但是多数学生在学习单片机技术以后，并没有充分了解。所以，基于翻转课堂积极开项目化教学，可以通过实践项目来引导学生，学生可以逐渐了解单片机实际开发的电路设计和编程思想，将抽象化的理论知识简单化，进而有助于培养学生的实践能力和创新思维能力[3]。具体来说：

2.1 有利于提高学生的工程应用能力

根据现代教育相关规定要求，必须积极开展项目教学，为社会培养出一大批技能应用型人才。在以往传统实训教学模式的影响下，如果采用固定硬件的实验箱，会对学生设计创新思路产生一定的限制，属于验证性实验，学生需要对理论知识进行验证。而通过项目化教学，突破了以往传统实训教学模式的限制，学生可以充分了解工程实践领域的具体任务，培养学生自身的工程应用能力。此外，项目化教学模式还可以通过计算机进行虚拟仿真，实现单片机软硬件的协同设计，进而确保学生课程学习效率的提升。

2.2 有利于创新教学方式

现阶段，加强项目化教学改革至关重要，在实训课程中，以项目任务为载体，可以不断细分任务中所包含的知识点，引导学生记牢、记透所学知识点。而且各项新任务可以在原有任务的基础上增加难度，融入更多的理论知识，逐渐深入。尤其在项目化教学提供的开放式环境[4]，可以为学生参与互动讨论、小组竞赛提供便利，实现由被动学习向主动学习的顺利过渡。

3 基于翻转课堂的《单片机原理及应用》课程项目化教学模式的具体建议

3.1 确定项目内容，调整课程教学结构

(1)教学项目内容的确定，是教学效果的重要影响因素，要以提高学生的岗位能力为主，确定最为适宜的教学项目内容。

以工作任务“w ifi小车制作项目”为例，该w ifi小车以单片机作为控制核心，其模块主要包括运动模块、遥控模块等。对于w ifi小车各个功能部分，要加强不同学习情境的设计[5]，进一步强化对学生分析和设计单片机应用程序技能的训练。对于w ifi小车的功能设计来说，其扩展性特征比较强，这主要与它具备的功能和控制方法是密不可分的，比如功能越多，可以扩大所需技术和器件种类的范围。所以选择w ifi小车作为教学项目，可以将功能设计的可扩展性充分体现出来。

在制作单片机w ifi小车过程中，可以划分为4种不同的学习情境，如图1，旨在让学生充分掌握单片机知识，并加强对学生的职业岗位能力的培养。其中，各个学习情境还包括子情境，以训练学生单片机基础技术与基础器件的集成能力为例，具体详见表1。

图1 学习情境整体设计

表1 学习情境表

(2)基于项目化教学思路模式，突破了以往传统围绕理论知识学习的教学思维模式，要求加强对学生实际应用能力和实践工作能力的培养，以任务项目为基准来设计教学内容体系。在设计单片机基础课程项目化教学内容过程中，不能过于强调讲解单片机的架构和工作原理，要以真实的工作任务与项目为主，积极整合教学内容。

3.2 开展翻转课堂教学，实施课堂全过程管理

(1)讲解课前知识

教学要结合教学目标制作项目的PPT和教案，将项目中的重难点录制为微课，并提供网络资源，比如网易云课堂、微课程等。通过对学生学习基础、学习能力等实际情况的了解，教师可以将项目进行细化，具体为多个子任务，引导学生循序渐进完成整个项目。在这个过程中，教师要借助新型媒介来实现教学资源的共享，比如通过QQ群或微信群，积极构建教学共享平台，构建单片机课程教学网站，以供教师和学生进行交流和互动。教师要提前将教学资源发布到网站上，学生通过网站可以实时搜索所需的学习资源，结合自身的学习能力选做教师布置的分层任务，如果遇到问题，要加强与师生的交流与研讨，进而顺利完成课前任务。

(2)课上知识内化

在课堂教学中，在把知识和技能都融入在教学任务当中，通过运用启发式、讨论式、参与式以及协作式等教学方式，让学生能够作为主体进行学习，培养学生的自主学习能力、实践能力、交流能力以及团队合作能力。对于教师而言，要密切关注项目实际进展情况，注重对学生的引导和帮助，避免出现偏离项目的现象，确保设计思维的准确性。比如在观察各组情况中，发现一些同学对计数溢出采用JB指令查询，这时教师要引导学生深入分析JB、JBC之间的差异，引导学生正确的思维认知。

(3)巩固课后知识

在课后，学生可以借助网络自主扩展单片机的学习，并积极参加课外科技创新活动。教师要进行总结和归纳，对于优秀的项目作品，要提供给全班同学进行展示和学习，并作为全新的教学案例，实现学习资源的共享，从而巩固课堂教学。

3.3 以实践为导向，掌握项目化教学内容

以单片机功能模块为单位，加强囊括各个知识点的任务项目的设计，构建具有代表性的项目，具体详见表2。在讲解过程中，要集中整合理论知识和实践技能，最大限度地发挥学生的学习热情。在学习中，还要注重引导学生的分析能力[7]，提高解决实际问题的能力，确保学生在完成任务项目中能够具备单片机的应用编程实践能力。

表2 单片机课程项目化教学内容

同时，在项目设计时，对于个别学习能力较强的学习，教师要对各个项目的设计方法进行创新。比如：可以将原有采用模拟温度传感器改为DS18B20等数字温度传感器，确保较高的测量精度；也可以将多功能数字时钟进行扩展功能，将采用系统内部定时器作为时钟更改为采用DS12C887等专用时钟芯片。通过这种教学方法的应用，可以满足不同学习能力的学生需求，掌握好学习内容的难度性。

4 结束语

综上所述，基于翻转课堂视角下，加强单片机原理的学习，积极开展项目化教学，不断提高教学质量和水平，将培养学生的实践能力和创新工作能力落实到位，更好地适应社会人才岗位的需求，从而为社会提供源源不断的技能应用型人才。