高职单片机类课程自我效能感提升的策略研究与实践

2016-04-07郭玲梁文祯李姝骁

广东教育·职教版 2016年3期

郭玲　梁文祯　李姝骁

摘要：单片机类课程是智能控制行业的核心课程，市场需求度高，但是课程结束，满足市场岗位能力要求的学生并不多。为了提高学生就业竞争力，围绕着学生自我效能感的提升进行教学改革，通过对教学内容、教学情景、师生关系三个方面的研究，本文设计了循序渐进的项目式教学内容，引入微课、实践式、演讲互动等教学方法改变教学情境，并以“第三课堂”理念构建新型的师生关系，最终提升了学生的综合素质。

关键词：高职院校；自我效能感；课堂教学

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1005-1422（2016）03-0042-03

信息技术虽然过了摩尔定律每18个月器件就更新一次的高峰期，但是与传统行业相比，更新速度依然很快，这给电子信息硬件层的学习者带来很大挑战，经常是刚刚掌握了一款处理器的开发维护技术，新的处理器又出现了，常常有应接不暇之感。因此，“不断学习”“终身学习”“持续学习”是技术型人才必须具备的能力。研究表明，自我效能感高的人更愿意付出时间接受挑战，相信自己可以获得成功，与之相比，自我效能低的人更倾向于绕过需要动脑筋的问题，觉得所有任务都在自己的能力范围之外，因而也经受更多的痛苦和焦虑。面对人才竞争日益激烈的大环境，高职课程的教学环节更应该在课程学习的过程中注重培养学生的学习能力，增强他们的自我效能感，让学生在获取知识的过程中，发现自己，肯定自己。

一、单片机类课程特点

所谓单片机，就是单片微型计算机，人们熟知的有51和ARM两个典型系列。单片机类课程属于硬件开发类课程，涉及微机原理、嵌入式编程、外围电路设计等，综合性较强，是高职电子信息、自动化等专业的核心课。课程要求学生能读懂电路、会按照任务需求设计电路并编写嵌入式程序，除了掌握硬件开发技能，相当一部分学生还应具有创新和创业的能力。课程有一定难度，而高职学生普遍具有基础差、畏难情绪重的特点，一旦学习不顺利就会选择放弃，从而丧失了继续学习的积极性。如果按照传统的单片机教学方法，老师讲，学生做几个验证实验，学生很难从单片机知识的符号表征，提升到知识的深度学习——知道单片机的意义，进行一般控制电路的设计。

在课程教学中我们发现：如果学生某次编程成功了，那么他就很有兴趣进行下一个任务的开发，相反，如果学生第一次编程失败或者有缺课行为，知识脱节了，他就很难开展新知识的学习，欠账越多，自信心越小。因此，学生自身行为的成败经验会影响效能感，成功经验会提高效能期望，反复的失败会降低效能期望。另外，当学生认为自己的成功主要是因为自己努力的结果，而不是照搬老师的例子，其成就感就更加强烈。

在单片机教学中，还有这样的现象：同样的知识点，教师讲过一遍，学生可能似懂非懂，但是邀请学生上来讲一遍，可能全班学生都有恍然大悟的表情。这就是替代经验，就是学生从与他们情况类似的榜样身上，看明白了自己的不足和优势，然后明白了知识。

二、单片机类课程教学改革策略

从以上可以看出，要提升学生的自我效能感，让他们爱上学习，最重要的就是在传递知识的过程中，让学生感到自己可以成功，就是自己有能力听懂教师所讲的内容，能够掌握技能，让他们意识到自己拥有这样的技能，可以胜任单片机开发任务。为了达成这样的目标，我们从教学内容、教学情景、师生关系三个方面进行了研究。

（一）设计循序渐进的项目内容，逐步提升开发能力

单片机类课程知识可以分为三部分：

在上述三类知识中，单片机结构与功能是本门课程的基础知识，难点是电路设计和编程。很多学生看到一个任务要求，会无从下手，即使有思路，书写的程序因为不规范，也会编译不通过，勉强编译通过了，结果却与预期的不一样，这样导致很多学生觉得这门课程很难，发出自己根本不是这块料的喟叹，然后放弃。针对高职学生的学习特点，最好的方法就是循序渐进地展开知识点，以项目式的方法让学生反复练习，训练学生的逻辑思维能力和运用编程语言的能力。一个项目就是一个具体的电子产品，在完成工作任务的过程中，学生要思考软硬件的组成方法和器件原理，从简单的发光二极管开始，到有开关控制的led矩阵，再到传感器信号的检测，项目的内容不断递进，其关系如图所示，每个项目的工作流程都会反复重复，但是具体内容在不断扩展，因此随着项目的推进，学生的职业能力也在不断提升。

（二）提供良好的教学情境，让学生主动快乐地学习

（1）微课的应用

得益于以计算机和互联网技术为核心的信息技术，教学不仅可在课堂上开展，在课后一样可以开展。在单片机类课程的教学中，程序都是在交叉编译工具中书写，学习伊始，一些学生总是丢三落四，要么忘记添加文件，要么忘记生成hex文件，为此，录制教师的操作过程，供学生反复观看，以降低学习难度。另外，每个项目的开发步骤重复，同样录制视频，教师带领学生分析项目需求以及难点，然后给出思路以及应用到的知识点，最后书写完整程序并进行下载调试。整个视频有声音讲解、有电脑操作及电路图手工绘制，视频结尾，提出更高层次的任务让学生进行练习。

微课教学得益于翻转课堂的启发，但是又不仅仅是翻转课堂，视频并非每次上课前分发，而是根据知识点录制。微课教学的好处是不言而喻的，因为视频短小精悍，每个视频教学的任务明确，有声音讲解，有步骤演示，所以非常适合反复观看，迎合了学生们图文并茂视听享受的需求。

（2）充分利用实验器材，提高学生的动手能力

纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。提高学生的动手能力，就是让学生亲身体验，亲自实践，通过发挥学生的主体作用，将教材讲义内化为自己的知识，得到能力的提升。这个过程是一个缓慢的过程，学生需经历下面四个步骤：

为了让学生通过实践掌握单片机开发技术，给每个学生配备了学习开发板，以及各种零部件，大多数学生都可以完成第1步，然后停留在第2步，少数学生能完成第3步提升了自己的能力。在这个过程中，教师的作用就是引导督促学生克服困难，令他们将头脑中的知识逐步应用到实践中，走完动手实践的完整步骤。给学生配备开发板和各种零部件，仅是促成学生动手去做它，在做的过程中出现各种错误，就要引导他们解决困难，我们将问题归纳为三方面：语法错误、程序流程错误和电路错误。针对每种错误，进行了专项练习。以编程语言为例，数据类型、逻辑运算、算术运算，要从符号上升到具体意义是有困难的，在教学中，引导学生将运算结果输出到开发板上端口led灯上进行验证，学生就理解了数据类型和逻辑运算结果的特点。实训课程要求学生亲手制作单片机开发电路板，通过在面包板上搭建电路，学生掌握单片机开发流程，从画电路图开始，进行布板、焊接元器件，最后调试电路。通过这个过程，芯片、电子元器件不再是符号，而是有意义的实物，电路原理图也不再是一堆线条，而是可以与实物对照的图纸。通过这样的专项练习，学生的错误率显著下降，由于成功率提高，学习主动性明显提高。

（3）演讲互动

在教学中发现，高职学生是乐于表现自己的，因此设计一些课堂提问、汇报演讲环节，让学生自己归纳提炼知识点，通过交流和叙述，自我补充知识。演讲汇报可以是课堂上一个小任务的现场演示，也可以是综合题目课后作业的演讲。演讲互动的教学符合大学生学习的心理特征，相比与教师交往的意愿，他们更愿意与同龄人交往。在参与演讲互动的实践中，学生们是自己加工演讲材料，当认真准备后取得教师好评、同学认可时，他们持续学习的激情得到了加固，而水平差不多的学生通过学习和模仿，坚信通过努力自己也可以取得好成绩，激发了他们的上进之心。

（三）建立新型的师生关系

（1）用情感激励学生，构建第三种课堂

俗话说：“温言一句暖三冬，恶语伤人六月寒。”教师在课堂上，除了传承知识，还在塑造学生的心灵，但是现实的情况常常令教师灰心，不管教师怎么用心，学生上课不积极不主动，甚至开小差的情景并不少见，究其原因，教师与学生这对课堂上的共同体联系并不紧密，通常都是教师按照教学内容满堂灌，即使偶有提问促进学生思考，也是教师手拿缰绳，学生被操纵着。要改变这种情况，必须让学生真正成为课堂的主体。

日本学者稻川三郎提出了第三种课堂的观念，他将旧式的以教师为中心，近乎强制灌输教科书内容的教学方法课堂，称为第一种课堂，将有课堂互动，但依旧是教师为中心的教学称为第二种课堂，他认为这两种课堂形式都无法适应现代社会飞速发展的需要。第三种课堂的主体是每位学生，学生将走到教学的最前沿，以培养学生们掌握学习能力的教学，也是培养能适应未来社会的人的教学，教师的作用主要是辅导、帮助，学生依靠自己的能力去学习。这种课堂从知识本位向学生本位让步，标志着21世纪国际教育发展的新潮流。另一位日本学者佐藤学也提出了类似的“润泽的课堂”观念。

第三种课堂其模式建构的方向是“生命课堂”，它的主要特点就是以学生的发展为根本，它的主要模式是先学后教。生命课堂的目标就是将课堂建设成为一个教师与学生共同参与的学习型共同体。只有这样的课堂，才能培养出学生的学习能力，才能建立起学生的自我效能感。

上面提到的循序渐进项目式的教学、微课教学、提高开发板、增加演讲汇报的机会等，都是第三种课堂的实践。但是这个过程中，教师必须放下姿态，以平等的身份对待学生，教学过程中，尊重和重视学生的每一次发言和每一个提问，学生和教师共同成长。

（2）以乐观热情的教学态度去影响学生

教师都希望学生拥有积极向上的生活态度，但是现阶段高校学生，特别是高职院校学生却多少有些消极。从高考竞争到专业选择，从学费到求职，学生们几乎是一进校门，就开始直面事关自身前途命运的各种现实问题，不了解专业特点，对专业没兴趣，缺乏目标，是导致大学生态度消极的主要原因。另一方面，因为自身实力与目标存在差距，学生感到灰心的也大有人在。作为专业课教师，要收集专业信息，用真实的励志故事鼓舞和影响学生，通过与生活生产息息相关的项目练习，让学生自己意识到电子信息的重要性，激发学生的求知激情和追求真理的欲望。只有教师倾注全部的热情，教育教学才会点起一堆篝火，学生有了求知的欲望，学习才有了动力。否则，学生的学习，必然是蜻蜓点水，敷衍了事。学习热情。

三、成效与结论

经过一轮的教学实施，课程结束，组织了问卷调查和学生代表座谈会，结果表明，学生在下面几个方面有了进步。

1.读书的能力

由于学习过程中引领大家阅读教材，启发学生自己阅读项目任务的背景知识，而且对专业词汇进行了重点讲解，因此学生基本掌握了专业词汇，能快速进入到语境，读起书来不觉得困难。

2.推理分析的能力

学习过程是循序渐进的推动过程，单片机里有许多电路，学生学会了把各个知识点串起来，由已知的电路模块就可以搭建演变出更多的电路。

3.总结归纳的能力

学到一定程度，就让学生尝试归纳一些散落的知识，进行知识整理。比如中断的书写总结为一句话就是：“中断开，设参数，中断函数不可少”，它很好地归纳了各种中断源的开启处理过程。

4.书写程序的能力

单片机最终要归结到程序书写。书写程序好比作文，老师要一句句检查，从小程序开始，到开发大程序。具备一定书写能力后，开始进行模块包装，书写复杂程序。

学完这门课程后，学生对这门学科有了更加深刻而全面的了解，在学习的过程中，找到了获取知识的满足感，自发形成了更进一步学习的动力，不会再惧怕学习新的知识。只有学生具有竞争力，高职教育才有存在价值，否则只能被边缘化，后期，我们开展了32位机的学习，教学难度显著降低。

参考文献：