浅谈传统《单片机技术》课堂教学的改革与创新

王珺 杨振波 彭荣

广州科技职业技术大学 广东 广州 510550

引言

《单片机技术》作为工科专业的必修课程之一，较高的理论基础和实践动手能力学生进行课程学习的前提条件，因此课程学习存在一定的难度[1]。随着时代的发展与进步，传统教学在高校单片机课程教育中面临着诸多困境如何切实有效地提高学生的专业能力，以更好地满足社会的需要，是提高教学质量和优化教学改革的终极目标。

1 复杂理论知识的碎片化教学及课堂翻转

单片机课理论性强、学科知识内容抽象的特点，导致在传统的课堂教学中无法较好地对“计算机语言”进行直接的实物展示，容易削弱学生的学习兴趣，尤其是逻辑思维不强或者想象力稍弱的学生。同时，在为教师为主导的传统教学课堂中，学生的学习情况反馈不顺畅，对于各个层次学生的知识掌握和学习情况的了解存在一定难度，教与学无法得到有效衔接。

首先，在课堂教学创新中，可通过将常规知识点碎片化，提供与之相关的有趣味性，知识性的网络视频连接，以课前任务的形式分发给不同的学生小组。这在引发学生学习兴趣的同时，还可以引导和培养学生主动查阅相关学科知识进行自主学习的习惯。在另一方面，通过安排各小组代表进行讲解和分享的朋辈教育学习模式，学生在课堂学习中互帮互助，互相学习，有利于培养学生的自主和创新学习能力，提升学生课堂参与感和主人翁意识，进一步达到教学相长的效果。

其次，在针对学生较难理解的C语言编程方面，可以利用Scratch软件的编程方法——将C语言碎片化后，再拼图化，积木化。一条完整的语句需要不同积木的拼合与搭建，错误的语法和格式就像错误的积木，无法嵌入到程序中。

最后，在保证一定的理论基础教学后，将课堂的主导权教给学生。让学生以“客户”的身份提出效果和设计要求，教师来回答相应的设计思路和方案雏形，让学生切实体会到相关设计的流程方案和相关核心程序的灵活运用。

2 以OBE（成果导向教育）为基础的实践课程教学与“哈克尼斯圆桌”的引入

在传统实践课教学中，实验内容大多为“经典”验证性实验，学生通过按照电路图连线，复制粘贴相关代码，就可以完成实验内容，这一方面限制了学生的发散性思维，也限制了学生对电路设计意识和程序调试能力的上限。此外，在实践过程中通常以一人一组，全体成员完成同一个实验，忽略学生的个体性差异，也缺少对学生的团队协作和思想交流能力的培养。

OBE理念强调学生个性化差异和自主学习能力的培养[2]，因此实践课的任务不再是全班统一做一个固定化实验项目，而是教师提出实践课程的核心目的后，由学生根据自身情况自由选题和发挥，这就避免了一味地抄写和复制完整程序的无效学习模式。例如，“单片机的定时器/计数器”的应用实践课程中，可安排学生制作定时时钟、倒计时计数器、顺序循环、LED灯间隔闪烁等，虽实验成果相同，但学生可以运用不同的程序语句来完成多样的设计思路。

另一方面，OBE理念注重团队精神的培养，提倡以2至4人为一组完成实践任务，这既要求学生提升解决技术问题的能力，也培养了学生适应环境、协调关系、与他人合作等各方面的能力。

以“哈克尼斯圆桌”为雏形的实践教室布置，可以圆桌会议，平等讨论；还可以是小岛状，便于小组讨论。在“圆桌”教学中，学生全身心投入进去，大家互相交流想法，互相批评指正，取代了竞争和单独学习的方式。学生的学习意愿和学习效率被提高，有效提升了独立思考、质疑和创新能力。

3 大作业式的考核形式与学生自我评价机制

传统的作业考核以教师布置与讲解为主导，作业答案有统一标准，实践设计也以统一的程序结果和实验报告为主，这种考核方式下，则忽略了学生对知识的自主性和思维的发散性，容易对工程设计形成刻板印象，影响教师与学生的有效交流与沟通。

以学生自身为主导的课程设计大作业报告中，要求学生罗列课前的查阅资料，设计思路，核心知识点以及实施方案和总结，并要求学生走上讲台，以“产品发布会”的形式完成答辩和评分阶段。在一次完整教学章节结束后，通过发放学习效果自我评价表的形式，让学生可以及时自我认可和比较，提升学习主观能动性；同时，教师可及时接收到每个学生学习情况的真实反馈，及时完善教学方法与教学计划。

总的来说，传统的单片机课程设计无法加深学生对单片机应用系统的理解和认识，不利于培养学生的动手能力、开拓精神和工程设计意识[3]。笔者结合课程特点与自身实践教学，做出了对传统模式教学的改良与改革探讨，实际过程中，教学质量、效果均有提升。作为一名专业教师，应勇于探索、勇于改革、勇于实践，为培养出优秀的“卓越工程师”而努力，从而使学生专业能力得到实质性的提升[4]。