面向用户体验的单片机课程改革探究

黄婷婷

摘要：该文阐述了职业技术学院单片机课程教学中存在的问题，借鉴用户体验的蜂窝模型，面向用户体验进行教学设计，并实际应用于课堂教学，收到较好的效果。

关键词：高等职业教育；单片机；课程改革

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）11-0128-02

单片机课程是在各大企业加速扩大和深化智能仪表应用的大背景下，为满足企业对智能仪表应用的需求而开设的专业课。该课程的目标是使学生成为能够应用、维护智能仪表的高素质专业技能型人才。要想让学生拥有就业竞争力，在课程学习中做到学有所获，需要研究企业需求确定教学内容，并根据学生实际做出教学设计，使其更易于掌握专业知识和技能。

1 用户体验的模型

用户体验（User Experience，简称UE/UX）是用户在使用产品过程中建立起来的一种纯主观感受[1]。随着体验经济的迅速发展，提供个性化的产品和服务成为对应体验经济的必由之路[2]。Peter Morville提出了用户体验目标的蜂窝模型[3]，，如图1所示。该模型的核心是有价值，其外围有两组元素，效用组包括有用性、满意度、易寻性，可利用性组包括可用性、可获取、可信度。

2 单片机课程教学现状

单片机课程学习包括软件和硬件两方面，要求学生既要能设计电路，又要能编写程序，对学生来说难度较大，学习起来存在不少困难。传统的教学模式有完整的体系和详实的理论，但是针对高职学生这一特定目标群体，学习中会遇到不少问题：

1）传统的教学模式遵循教材的章节架构，首先讲述单片机的内部结构，然后介绍各种指令。而单片机内部结构比较复杂，寄存器众多，学生在一开始就遇到巨大障碍，难以理解和掌握，就此失去自信心，认为这门课程太难，不愿意继续学习。

2）传统的教学模式重理论、轻实践。一般的单片机教学是以汇编语言作为编程语言。汇编语言较贴近机器语言，在效率上有一定优势，但是较为艰深不易理解。所以教师花费大量的时间进行指令的介绍，也要求学生记下为数不少的指令。在实验教学中所做的实验通常是教材上的验证性实验，极少设计性实验。最后造成的结果就是学生能够记住单个指令，但是无法独立完成设计。

3）单片机是应用性课程，在工程部、QC部、市场部、管理等岗位均需要相应知识，传统的教学模式没有考虑到不同岗位的适应性，学生较难切换自己的职业角色。

3 面向用户体验的课程设计

教学的主体是学生，面向用户体验进行课程设计，目的是为了提高学生的学习积极性，切合学生的学习需求和认知规律，从而改善学习体验，提高课堂效率。借鉴用户体验蜂窝模型的六个要素，课程设计应符合以下几个原则：

1）解决问题原则

问题解决通常被认为是一种最重要的认知活动，但在教育环境中却较少要求这一点，让学习者解决生活中的真实问题，有利于思维发展[4]，。将明确的目标清晰地呈现给学生，通过一个又一个实际问题的解决，维持学生的学习动机，培养学生实际应用的能力，并在问题解决后获取心理满足，体现用户体验中的“满意度”原则。

2）情境化原则

对学生呈现内容时，尽量用真实社会情境，让其可以与自己的经验建立联系，这种关联性能够让学生认识到学习的价值，乐于参与到学习过程中来。这种与真实世界的联系体现用户体验中的“可信度”原则。

3）趣味化原则

鉴于高职学生的认知特点，为了吸引学生的注意力，激发学生学习的兴趣，需要对内容进行包装，以趣味化的方式进行呈现，比如角色扮演、案例法等，将比平板枯燥的呈现方式更易于让学生接受，体现用户体验中的“可获取”原则。

4）关联性原则

尽量将新旧知识进行关联，建立清晰的知识脉络和架构，帮助学生系统地学习到相关知识，并对知识实现内化理解和解构，体现用户体验中的“有用性”、“可用性”、“易寻性”原则。

5）交互原则

交互既包括师生互动，也包括生生互动。单一的学习不利于长期维持学习兴趣，而与他人的交互则能在交流中促进反思和发现问题，使得对知识和技能的掌握更加深刻，体现用户体验中的“交互性”原则。

4 教学内容选择

通过企业调研，分析单片机相关职业的岗位能力，选取实用项目，做出情境设计。遵循由浅入深、从部分到综合的认知原则设计了3个学习情境：流水灯设计、数字时钟设计、数字电压表设计。每个学习情境又细分为几个子情境，每个子情境下再划分为几个任务。学习情境总体设计如图2。

5 教学实施

1）课程导入富媒体化

作用于感官的外界事物是纷繁多样的，学生会选择那些新鲜的、活动的、奇特的等刺激源作为主要知觉对象，所以设计媒体时要有意识诱导学生的选择。[5]考虑到高职学生的年齡层次和认知特点，尽可能给他们提供强烈鲜明有趣的内容。比如教师事先编写拟人化趣味小故事如ipad大战笔记本、MCS家族游记、51小魔女、巴拉巴拉巴巴变等，同时以可爱的漫画、鲜明的色彩等修饰技术媒体内容。影视剧导入需要教师截取简短的影视片段，再在教师机上仿真任务实现后的情景。

2）教学做一体化

授课教室为一体化教室，教学过程即项目实施过程，改变灌输填鸭模式，由学生演主角，教师做导演。如子任务顺时针流水灯设计，教学过程分这样几步：

① 做什么：明确任务。

② 跟我想——怎样完成任务：引导学生写出8种点亮情况下P1端口的编码；让其观察编码的变化情形得出循环左移的规律。

③ 跟我学——怎样循环左移：让学生在C51自带库函数帮助文件的索引栏中找到_crol_函数，辨识它的格式。

④ 跟我做1——实现编码的循环左移：让学生依据格式写出编码循环左移后赋值给编码变量的语句。

⑤ 跟我做2——写循环体：引导学生分析循环体的3步并逐个写出，最终完成循环体的设计。

⑥ 跟我做3——确定程序框架：引导学生构建起全程序的3个组成部分并分析出主函数的流程。

⑦ 自己做——写程序：让学生依据程序框架和前面的分析自行写出完整程序并在keil软件中调试通过。

⑧ 分析评价：学生分组互相检查，总结问题，教师汇总讲解。

3）实训角色化

教师将班级设计成一个企业组织，将学习内容和企业的工作流程、管理方法、质量控制等内容融入工作过程。[6]课前召开布置会，教师做好分工，明确工作流程。总经理负责工作过程的整体协调、企业文化教育和工作总结，销售部经理指导销售专员向客户推广产品并将客户的订单要求传递给软硬件部门及QC部，软、硬件工程部经理负责规划分配模块和指导软、硬件设计过程，QC部经理负责指导质检员检验产品。企业组织构架如图3所示。

以笔者所教的班级为例，全班35人，分成A、B、C共3家公司，每家公司11～12个员工。销售与用户达成样品订单后，全公司合力完成任务，最后由用户选择最好的产品与服务。整个过程由学生自主完成，教师仅担任顾问工作。

参考文献：

[1] 焦婧，刘东，李亚文.用户体验蜂窝模型在网络教学中的应用研究[J].北京联合大学学报，2013，92（2）：27-30.

[2] 邓胜利.国外用户体验研究进展[J].图书情报工作，2008，52（3）：43-45.

[3] 邓胜利，张敏.用户体验——信息服务研究的新视角[J].图书与情报，2008（4）：18-23.

[4] JONASSEN D H. Toward a design theory of problem solving[J]. Educational technology research and development，2000，48（4）：63-85.

[5] 廖曙洪.“企业化”教学模式在中等职业学校的实践[J].中国职业技术教育，2011（23）.

[6] 黄斌.创新人才培养目标导向的学业评价观及其实现策略[J].中国职业技术教育，2011（23）.