微课促进翻转课堂的课程教学改革实践研究

李雪峰 刘海涛

摘 要：随着网络信息技术的快速发展，微课、慕课等新型教学手段成为传统教学模式的有益补充。多年的全国性微课大赛、多媒体课件大赛已经证明，微课等教学媒体能够有效地促进课堂教学与学生学习。文章利用微课这种资源媒体，结合学生的原有基础，提出《单片机原理与应用》课程的翻转课堂教学模式，进而提高了课堂教学质量。

关键词：微课;翻转课堂;教学改革

中图分类号：TS664.01       文献标志码：A           文章编号：1673-8454（2019）06-0048-04

一、引言

当前，计算机网络、通信技术发展迅速，社交媒体中的QQ、微信、各大论坛等深刻影响着大学生的学习和生活[1]，微课[2]具有占用流量少、移动学习画面流畅、形式不受时间和地域的限制、信息传播速度快、覆盖范围广等特点，被越来越多的学生用于学习。本文结合教学实践，以《单片机原理与应用》课程为例，论述了微课促进翻转课堂的应用。

传统的教学模式存在若干弊端，如课堂教学内容理论性太强，无法吸引学生的兴趣，课堂效率较低，这就迫切希望教师善于利用身边的教育资源去激发、唤醒、培养学生的兴趣，使学生在各类资源的学习中获取知识、掌握技能、构建知识体系。而传统的依靠教师单方面的被动式教学显得越来越不足。学生学习水平参差不齐，传统教学要做到统筹兼顾，对教师提出了严峻的挑战。基于微课的课程教学模式，将传统教学与翻转课堂的特点相结合，课堂上以学生讨论互动为主，教師全程起主导和解惑作用。因为微课使得课前、课后的时间和空间得以延展。教与学的互动性从有形空间拓展到无形空间。随着“互联网+”的到来，现代信息技术将更多地渗入到传统教学中，使课堂教学更加具有时代气息。

二、微课用于对单片机知识进行综合、归纳，形成知识网络

微课用于对单片机知识进行综合、归纳，形成知识网络。例如：在讲授单片机定时计数器时，有个概念叫溢出，借助Flash绘制一个圆的水桶，单片机每隔一个机器周期（针对定时模式）或采集到一个外部脉冲（针对计数模式），就往水桶里滴等量的水，当水桶里的水溢出时，就模拟了单片机定时计数溢出了。用水桶的大小代表了定时计数器的四个量程，水桶中原先的水就代表了定时计数器的初值，这样的描述比传统的文字描述更能增强学生的直观感知力，见图1。

数码管的动态扫描是人机交互的一项重要技术，具体内容是用一个8位IO口控制所有数码管的段，即a、b、c、d、e、f、g、dp都连接在一起，每个数码管的公共端分别用不同的IO进行控制。显示数字或字母时，先利用IO口送出所有的8个段码，接着按控制要求选通某一数码管的位码（公共端），则被选通的数码管就显示相应的字符。若要更换其他字符，更改相应的段码，若要更改不同的数码管，只需选通对应的数码管即可。

学生在学习这个概念时，经常出现数码管上显示了同一个字符或各个字符之间闪烁显示，究其原因是没有掌握动态扫描的逻辑关系，通过动画、配合讲说将单片机每条指令的执行演示出来，比如单片机通过端口向数码管上送0，（对于共阴极数码管，0的段码为00111111B），在演示时8根IO口线上只有6根有电平信号（以红色的水流表示），若当前数码管是选通的，在数码管上显示一个0，这个0一直要保持到数据重新刷新为止。为探究字符为什么闪烁，在动画页面设置一个进度条，学生通过拖拉进度条就能改变数码管动态扫描的时间，可以直观地感知扫描时间对数码管显示的影响。

利用现代信息技术可以形象地将单片机的工作原理完全剖析开来，学生学习单片机知识将不再感觉抽象、难学。学生平时学习积累的知识零碎而又分散，利用现代信息技术可以对知识点编号入库，形成学习内容的资源池，方便学生有针对性地挑选学习，变静态学习内容为动态学习内容。

三、翻转课堂教学模式的实施[3]

1.“微课”促成翻转课堂教学内容的选择依据

参照课程教学计划和职业能力成长的规划路径，融合职业素养，让学生在完成学习任务的过程中掌握知识点，锻炼技能。

2.资源准备

制作并开发了《单片机原理与应用》课程微课教学资源库，为学生提供优质的教学资源。

《单片机原理与应用》课程是电子信息、机电、电气等专业的技术基础课，围绕单片机课程教学改革，我们教学团队已经申报并完成了单片机原理与应用的软硬件平台开发课题、微课程建设、精品课程建设、教材出版等。

制作微课教学资源库具体步骤如下：

（1）根据课程教学计划和教学目标，结合生活实践，将课程教学内容分成若干个任务，每个任务又分成若干个微任务，利用典型任务深化微课教学资源，形成教学资源池，并在后期不断完善，如表1所列就是微课教学资源列表。在设计题目时，采用生活中的名字有利于拉近课程与学生之间的距离。微课架构知识挖掘的框架，以课程的微资源组成一个知识挖掘的平台，学生依据自己的学习能力和基础搜索对应的微课教学资源，有效地兼顾了各个层次学生的需要。

（2）教学内容组织上，遵循从简单到复杂的思路，由单片机的外观入手，分别就其管脚、存储器、内部资源、外围电路等进行展开，尽量做到每个案例的介绍都能通过显示装置显示出来，及时的学习效果反馈有利于吸引学生的兴趣并增强学生的成就感。

音视频编辑团队将教师准备的教学资源摄录成微视频，并配备字幕、动画等元素，将每个教师制作或开发的微课视频教学资源库整理后，上传到校园网及蓝墨云班课平台，出版的教材有视频的二维码，这些为学生自主学习提供微课教学资源。

（3）微课应用于翻转课堂的实施过程

学生的准备工作：本课程的教材已被华中科技大学出版，相关的资源已经放置在华中科技大学出版社的后台，学生只需扫描相关的二维码，就能观看相关知识点的“微视频”，同时在蓝墨云班课平台上传微课资源后，学生每一次的下载观看，平台都会留下学习痕迹，以此增加学生的经验值。观看 “微课”视频后，学生就可以构思微课中预留的思考题，以便课堂讨论的需要。对不确定的内容可通过QQ群和其他即时聊天工具对教师提出相关疑虑;教师要及时反馈，根据学生的问题深化备课内容，扩展知识面。

教学过程：多媒体教室配备了大型液晶显示器、良好的通信网络，教师登录蓝墨云班课平台，打开PPT进行授课，根据学生在班课平台、微信或QQ群的提问增加了讨论环节，教师设置问题后，只须在蓝墨云班课中点击举手图标，让学生参与回答问题，系统会自动统计班内最活跃的学生;有时为活跃课堂教学，可以设置知识抢答，让教师迅速捕捉到思维最活跃的学生。通过讨论环节，可以充分暴露学生对知识点的理解程度，使教师能够更好地根据学生当堂掌握情况及时调整教学进度和教学深度。

单片机课程教学的特殊性在于需要编写指令（程序）来验证学生的思路，讨论环节的结论正确与否也需通过课堂的编程验证。在具体实施过程中，要求学生掌握模块化的编程思想，对常用的按键扫描（独立按键、矩阵按键）、数码的显示（静态显示、动态显示）、LCD的显示等编制成子程序存放备用，并要求能在构建多功能程序时修改相关参数便于被主程序调用，这样可以节约时间，将精力放在每堂课的焦点问题上。在教学安排上，也可采用程序填空、程序改错的方法来检验学生掌握知识的程度。

翻转课堂的实施，课堂上更突出学生的主体作用，要鼓励学生多讨论、多实践，学生应带着问题来上课，所以必须对课堂的内容先行了解，其与教师的互动见图2。

四、实施基于微课的翻转课堂的过程考核

根据《单片机原理》课程的学时数，对微课程视频列表对应的教学内容重组，比如说总共有20个任务，对不同的任务设置不同的权值系数，总计100分的过程考核成绩，因此学生的每一堂课都能为过程考核蓄积分数，将原先的最终考试压力平摊在日常的学习中，学生也能在任务完成的过程中体验成就感。在平时表现这一栏，结合学生在蓝墨云班课中累计的经验值、作业完成情况、考勤记录折合100分的平时成绩，最后将过程考核成绩和平时成绩按70%和30%分配，得到该学生本门课程的总成绩。过程考核中的任务考核参见表2所示。

五、实施基于微课的翻转课堂教学模式的收获

一种教学模式改革的根本在于能否激发学生的学习兴趣，能否提高学生的知识能力和综合能力。微课作为翻转课堂的手段，其教学效果主要有如下几方面：

1.能够快速提高学生的动手实践能力

微課教学资源池的构建遵循由简单到复杂的认知规律，学习内容可以反复观看，对不懂的问题可以及时向教师提出疑虑，教师的及时反馈解答又能促进学生更好地学习。不同学习层次的学生可以有针对性地选择学习内容，兼顾了先进生和进度慢的学生。这样相比传统的课堂教学，学生有更多的时间来思考问题、研究问题、解决问题，合理利用好时间，提高自己的实践能力。

2.有利于提高学生自主学习能力

实验表明，纯粹的读课本和课外读物容易使学生学习疲劳，网上的各类教学视频虽然内容丰富，但缺少组织性和系统性。微课教学资源池由于遵循了系统性的安排，而且生活中的例子能激发学生的DIY创作精神，加之各类省市级创新创业大赛的吸引，学生的学习积极性普遍提高。翻转课堂让学生的主体地位得以体现，学习更主动、积极、有效。

3.促进教师业务能力的提升

微课是教师成长的新范式。微课促进翻转课堂需要教师认真开展教学设计、思考视频呈现方式、编制相关脚本、考虑各类媒体资源的融合方式。教学过程又要具备良好的把控性和互动性，教师若在互动和掌控方面能力不足，比如对学生的反馈不及时，疑虑不解决，微课教学效果可能会弱化。在整个教学实施过程中，教师既是参与者也是引导者，还是教学资源的归纳者、编辑者，同时也是“翻转课堂”的受益者。通过制作微课，教师们不断深入反思和归纳总结，促进教师快速成长。

流媒体技术促进了微课的发展，微课又是促成翻转课堂这种全新教学模式得以实现的重要前提和基础，任何学生只需通过网络获取《单片机原理与应用》的微课视频教学资源池，课前课后都可以实现独立自主的学习。利用现代信息技术能及时捕捉学生的学习过程，如云班课、雨课堂等。各级教育行政部门开展的微课大赛、多媒体课件大赛也提供了互相学习利用现代教育技术的平台，教师应不断学习，加强现代信息技术的应用能力，使课堂教学更加具备时代信息。

参考文献：

[1]陈武哲，张璐.微课在高职教育中的应用分析[J].佳木斯职业学院学报，2015（9）：31-32.

[2]岑健林，胡铁生.微课：数字化教学资源新形式[J].教育信息技术，2013（4）：19-21.

[3]孜克尔·阿布都热合曼.“微课”中实施翻转课堂教学模式的必要性研究——以《计算机与信息技术基础》为例[J].无线互联科技，2015（10）：107-108.

[4]钟启泉.田园将芜胡不归——“微课”的诱惑与“课堂研究”的主旋律[J].教育发展研究，2015，33（2）：1-5.

[5]岑健林.“互联网+”时代微课的定义、特征与应用适应性研究[J].中国电化教育，2016（12）：97-100.

[6]张明昕.微课与翻转课堂浅谈[J].大学教育，2013（23）：29-30.

[7]李雪峰.单片机原理项目化教学[M].武汉：华中科技大学出版社，2018.

（编辑：李晓萍）