“以赛促学、赛教融合”混合式教学模式改革研究

杜小杰 陈黎明

摘要：培养高素质人才是高校最终目标，对于技术性应用型大学来说，学生的综合实践技能水平是高校就业水平的重要体现。该文基于《单片机原理及应用》课程的教学改革，结合近八年的学生专业竞赛孵化团队建设及实施，立足于学生竞赛进行教学研究，通过“以赛促学、赛教融合”的教学模式改革，使教学取得较好的效果。该文采用线上线下混合式教学、项目驱动教学等教学模式改革，从教学模式的改革形成、目标及实施方案等三个方面研究，通过实践证明，该模式对培养学生学习习惯，激发学生学习兴趣，构建学生团队具有积极的作用，使教学效果达到最好的状态。

关键词：以赛促学;赛教融合;线上线下混合教學;单片机原理及应用

中图分类号：TP29        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）30-0196-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

每年高校都有800多万毕业生走入企业，可见，高校是人才培养的核心机构，但从学生就业的情况来看，学生专业水平与企业需求能力存在一定的差距。如何提高学生的专业水平、综合实践能力，是目前应用型高校应思考的核心问题。学生实践能力到底如何？最直接的验证方式就是学生能够独立研发综合型的项目和参与各种专业技能竞赛，来展示学生的学习能力、解决和分析问题能力、综合实践能力等。因此，“以赛促学，赛教融合”教学改革是教学研究的必然趋势。本文依据多年指导学生团队参加各种专业竞赛经验，结合多年的教学改革研究，将“以赛促教，赛教融合”作为教学改革及学生团队建设的重要手段。以《单片机原理及应用》为例，该课程是一门对学生实践能力要求很强的课程，如果以理论带动教学，通过实验实践的方式来验证理论或进行设计，学生不能有效、系统的学习，学生学完课程还是不会进行项目设计。然而该课程又是物联网工程、电气自动化专业的专业基础课，如果没有打好基础，后面的课将更加困难。如果该课程采用项目化教学，通过项目化分析、研究教学理论，用理论实现项目需求，那么该门课程学下来完全可以进行项目设计和开发，完成一些社会项目开发完全没有问题。同时，结合比赛进一步锻炼学生自我独立解决问题的能力，不但可以激发学生对单片机兴趣。同时，更重要的是提高了学生的项目分析设计能力、操作水平及学习能力，为后期课程的学习提供了各种能力坚实的基础。如果教学通过这样的改革，学生对教学内容理解一定更透彻，编程水平一定不低，教学效果一定很好。另外，以团队组织教学，增强学生学习氛围、加强学生创新能力、促使教学效果显著。本文“以赛促教、赛教融合”方式，依托“蓝桥杯”比赛，建立兴趣小组学习团队，以项目化驱动教学，采用线上项目分解、理论讲解、项目过程实现，线下进行项目演示、分享、答辩的方式进行混合式教学改革。

1 “以赛促学，赛教融合”教学改革模式的形成

高校最为普遍的教学方式是根据人才培养方案和教学大纲，结合当前企业应用方向及应用需求来进行知识的讲解，并设定相应的实验实践教学来验证学生实践能力水平，而实际上学生不能系统的、独立完成课程的设计，或者不能很好地完成项目的设计与实现，学生的编程能力、设计能力及解决问题的能力还有待提高。然而“以赛促学、赛教融合”教学模式改革是目前很多高校都在研究的一种创新式改革。这种教学模式要求非常高，一方面授课教师要对目前专业竞赛涉及的竞赛知识非常熟悉，将竞赛涉及的知识点能和实际教学密切的结合，对教学教材的使用或编写、教学内容设计、教学设备使用及教学软件的使用都要做合理的规划，同时还要结合线上线下混合式教学模式，采用项目任务实践驱动教学，完成理论教学与实践教学有机结合，通过“赛教融合”“竞赛促进教学”和“教学强化竞赛”的方式保证人才培养的质量[1]。本文中“以赛促学，赛教融合”线上线下混合式教学模式改革，主要依托于“蓝桥杯”中“单片机设计与开发”类比赛，对理论教学内容、实践教学内容、教学授课模式及教学方式方法都进行了大胆的创新，教学内容会结合大纲要求，采用项目化教学，将理论融入项目中进行讲解，加大项目任务的分解及项目实践的分享，同时构建学生团队，这样，学生的综合实践能力能得到进一步的提高。

2 教学改革的目标

从目前的竞赛内容来看，竞赛中考查的知识点都与实际生活密切相关，大部分竞赛项目都在一定程度上体现出产业的发展需求。以《单片机原理及应用》课程为例，该课程是物联网工程、电气自动化等专业的基础课程，开设该课程的目的就是培养学生具有电路设计与开发能力，能够独立完成电子设备的项目开发，并且学完该课程以后，学生能够独立完成简单电子产品的设计，为后期基于操作系统的嵌入式开发提供了坚实的基础。目前“蓝桥杯大赛”单片机设计与开发是《单片机原理及应用》能力验证的一个很好的平台。因此，本文以《单片机原理及应用》教学改革为例，依托一个竞赛平台，比如“蓝桥杯”，以项目导入、理论验证、项目分解、项目实现的教学模式，采用线上线下有机结合教学方式，以学生为中心，激发学生独立思考，主动设计的兴趣，降低学生设计开发的门槛，导入正确的教学引导方法，将教学任务和教学理论有机的融合在一起，再以竞赛项目平台测试学生综合实力，最终来保证人才高质量的培养。从学生的角度看，最直接的目标是学生主动学习、思考，学习能力加强，代码编写熟练，创新设计能力不断加强，增强了学生综合实践能力和水平，是教学效果最好的验证。

3 教学模式改革的实施方案

经过八年指导学生参加学科竞赛及“以赛促学，赛教融合”的教学经验，要进行教学改革需要解决两个问题：（1）找准学科竞赛平台，依托专业相关竞赛平台，将竞赛项目融入教学，以微项目驱动教学;（2）教学项目的设计、组织、实施、评价。

本文以《单片机原理及应用》为例，依托“蓝桥杯”学科竞赛平台，结合人才培养模式及教学大纲，采用微项目式驱动教学，基本流程是项目任务解读、项目理论分析、项目设计方案、项目实现过程讲解、创新项目任务分享及项目结项答辩评比等来贯彻到教学的始终。

3.1 项目设计

项目设计是完成教学任务的基础，其应结合教学大纲和人才培养方案，渗透理论知识的解读，按照课程知识架构，遵循由易到难、由局部到整体、由单一到综合循序渐进原则。项目设计分两部分，一部分是理论导入项目，二是课下评比项目。理论导入项目具体过程是结合每个理论知识架构，教师先设计一个项目，该项目是为了教学，讲解理论知识和项目实施过程，课下评比项目是针对每章节所学内容，教师下达项目任务，学生按项目需求完成项目设计与开发，然后课堂进行项目演示和答辩。项目设计必须注意以下问题：涉及知识点要符合课程进度，难度要适合学生实际动手能力，工作量应该适中，内容要适应市场需求，具有一定的创新性，涉及智能家居、工业控制、智能城市、智能制造等相关热门领域。比如，单片机中I/O的学习，理论导入项目为流水灯，在课堂上先让学生观看流水灯的显示效果，然后该项目实施进行任务分解，主要是分解本节课要用到哪些知识点来解决这个问题，然后进行项目理论知识的讲解与分析，之后再对实施该项目方案思路、设计进行严密的设计，最后对项目实现过程按照设计方案一步一步实施，并进行展示。在这个项目中会涉及单片机的体系架构的学习、I/O的工作方式及设计电路应注意的问题、LED的工作原理、延时函数及精确时间计算、位操作、字操作及移位操作、常用的寄存器配置和头文件调用等等。一个项目下来，学生完全可以进行项目创建、I/O应用、LED灯控制、移位方法等等与I/O相关理论知识。为加强学生知识的掌握及理解，每次课配套一个课下评比项目，比如I/O口这节内容分配一个花样彩灯控制的项目任务进行评比。结果在第二次课时项目演示与答辩项目时，学生的项目展示各种各样，大部分同学都做得非常不错，并且课堂分享气氛非常好，一个项目通过答辩分享，全班可以学到至少5-6个项目的设计方法，课堂效果非常好。

3.2教学组织

项目驱动教学是采用“按任务要求，学生自主设计并实现，教师答辩指导”的原则。其具体过程为：首先，教师把全体学生分成若干个项目组，根据项目设计要求，每个项目组都要实现课下评比项目的设计与实现，但是课堂分享有限，每次课堂答辩指导控制在5-6个项目，其他项目都录视频上传到河南城建学习通，通过互评打分的方式进行评比。每个项目组推荐或委任一个理论知识扎实且动手能力强的学生作为项目组长，组长将项目任务分解成多个更小的项目任务给成员，成员通过分工合作共同实施，同时组长根据不同学员的程度给以相应的指导，实现专业互帮互助。实施过程中，成员的具体任务也可以随项目进度的不同而调整。项目完成后，项目组成员一起讨论、总结项目实施情况，写出的设计报告并向教师提交设计作品，教师老师会选定5-6个作品进行课堂演示分享并答辩并给出指导意见。

这些项目都是竞赛项目的分支，通过这种方式学生不断的挑战自己，产生浓厚的学习兴趣，建立学习团队，快速理解并掌握所学知识，并能动手解决实际问题，高质量的达到高校人才培养方案的效果。到后期综合性项目时，大部分项目都来之“蓝桥杯大赛‘单片机设计与开发”等竞赛平台的项目题库，实现“赛教融合”。

3.3项目实施

在“以赛促学，赛教融合”线上线下混合式教学模式改革的实施方案中，以《单片机原理及应用》为例，项目实施也是个很大工作量，如何让学生能够更好地、更感兴趣地、更主動地去实现项目呢？本文遵循的规则是易入门、有创新、有考核、有奖励的原则。在实施前，对课程知识点进行划分，理论导入项目，项目案例分析等教学素材已经在在线学习平台上创建完毕，课堂第一节课将项目小组分好，分组一定注意不能都是能力强的，或者都是能力弱的，一定要两者搭配，同时将课堂授课方案讲清楚，项目小组考核方案讲明白，奖罚机制讲好，并把这一套实施方案以文档的方式上传在线平台，用于学生查阅。课堂授课采用由视觉入手，先提问题，再分析问题，最后解决问题，最初的项目设计简单好玩，根据所学知识逐渐深入。对学生的要求是各项目独立完成系统设计架构图的绘制、硬件连接的设计、程序流程图的设计、程序代码的编写、项目的调试、项目的总结。在整个教学分配采用两次理论项目讲解，一次项目综合考评分享答辩，没有参与答辩的作品录制项目视频讲解，并上传在线平台参与班级网上互评。这样保证项目组各成员都参与项目实施的各个环节，通过“项目选择—项目任务分解—相关理论学习—项目具体实践—总结分析—再完善”的方法，一方面该方法符合学生学习的规律，激发学生学习兴趣并不断创新，促进理论知识的理解和掌握;另一方面学生不断地思考如何实现并创新，很大程度上提高了学生分析、解决问题的能力以及学生综合实践能力，确保学生毕业后，完全可以直接投入生产和研发工作中去，同样对于比较好的创新项目还可以参与各类设计大赛进行评比。

3.4考核评价

对于应用型高校来说，重点是考查学生对知识的掌握程度及学生项目的创新能力。项目教学评价方式有三：一是学生基础知识的掌握程度，部分学生能力确实有限，通过项目实现的过程，掌握所学理论知识并能准确的表述项目设计方法、过程及涉及知识点，把所学的知识通过简单的项目设计并实现，即达到人才培养的要求;二是创新项目产品的数量，通过创新项目成果的占比，可以评价该课程教学效果;三是通过学生课程设计及课程考试，学生的项目开发文档及汇报效果，以及参加“蓝桥杯大赛‘单片机设计与开发”校赛、省赛成绩，及参与指导老师的项目研究数量等。

4 总结

本文首先介绍了“以赛促教，赛教融合”教学模式改革的必要性，并详细介绍了该教学模式改革的形成，然后清晰地介绍了“以赛促教，赛教融合”教学模式改革后会达到什么的教学目标效果，最后剖析“以赛促教，赛教融合”教学模式改革的具体实施方案。“以赛促学、赛教融合”教学模式引领学生一步步向单片机应用的更深层次展开研究，给学生带来竞赛荣誉的同时更多是让学生的综合能力得到了很好的提升。可见，本文的教学模式改革可以激发学生学习兴趣，引导学生不断思考，促使学生动手操作、增强学生的独立分析和解决问题的能力，促使教学效果达到更好的状态。

参考文献：

[1] 原立格，徐音，祝朝坤.“以赛促学、赛教融合”主动式实践教学体系构建——以《单片机原理及应用》课程为例[J].产业与科技论坛，2019，18（16）：195-196.

[2] 刘峥，李建平，李和平，等.以学科专业竞赛促进地方高校实践教学改革的研究与实践——以桂林理工大学化学工程与工艺专业为例[J].高教学刊，2016（9）：68-69，71.

[3] 严海领.应用型模式下单片机课程的教学改革探索研究[J].教育现代化，2019，6（72）：202-203，215.

[4] 赵英娜，张艳博，李娟.学科竞赛促进教学改革与创新实践能力培养的探讨[J].中国电力教育，2014（12）：131-132.

[5] 丁璞.学科竞赛与实践教学互动，促进创新人才的培养[J].教育现代化，2015，2（11）：60-62.

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