高等院校单片机课程翻转课堂教学研究

其曼古丽·加马力丁

(乌鲁木齐职业大学 信息工程学院，乌鲁木齐 83002)

0 前言

随着信息化技术的不断发展，网络远程教学、微课、在线答疑及MOOC(慕课)等一批新兴的教学理念及教学模式不断涌现，丰富和改进了教学手段和方法，对传统的教学模式造成了极大的冲击[1]。在高校，教与学紧密相连，又同时充斥着矛盾，教育工作者在不断寻求提高教学质量，解决教与学之间矛盾的问题。当前，信息化技术的发展，课堂的多媒体化及智能化，给教学模式带来了新的思路，采用翻转课堂可以打破时空限制，利用多样性的教学资源，加强了师生之间的交流，为学生的个性化发展起到了促进作用[2]。

1 翻转课堂教学模式

1.1 翻转课堂概念

与传统的课堂相比，翻转课堂在教学活动上发生了根本性的转变，学生由被动的知识接收者，变成了主动的知识提问者，更加注重学生的学习主动性和积极性。翻转课堂自传入我国以来，就受到了国内学者的广泛关注，但由于我国基础教学条件薄弱，一直处于研究阶段[3]。随着我国网络技术、移动互联设备的迅速推广，给翻转课堂的实践提供了坚实的物质基础。对于翻转课堂的定义，国内外学者的说法有许多，本文结合翻转课堂的外在形式将其定义为：利用信息技术相关的工具，在老师的指引下，有针对性地通过自学的方式在课下学习教学视频或文档，在课堂上采用师生互动的方式进行交流学习，以达到教学目标的一种新型的教学模式[4]。

翻转课堂无论是课前还是课中，都需要建立一个双向的互动平台，如果老师在课前仅仅是把教学视频发给学生，或课中只是一个简单的提问，那么就变成了传统教学的翻版。课前，老师利用交流平台将练习、视频发给学生，并给学生预习、思考和交流的过程，使学生在自学的同时学会思考；课中能过问题确定、创建环境、独立探索、协作学习、成果交流、问题反馈、评价等一系列的过程，来保证学生的学习质量。整个教学活动的流程，如图1所示。

1.2 翻转课堂特征

与传统的教学相比，翻转课堂无论是在形式、教学次序、师生角色及评价等方面都发生了巨大的变化[5]，与信息技术的有效结合，使得翻转课堂的优势更加明显，其独有特征具体体现如下：

(1)师生角色地位发生变化

我国一直以来，在教学方面都是以教师为主体，学生的学习过程围绕教师的教学内容而展开。翻转课堂是以学生为主体，教学上老师主要起引导作用，根据课前的学习及交流，在课堂上主动向老师请教或学生讨论，提高了学生学习的主观能动性。

图1 翻转课堂教学模式

(2)教学次序发生改变

“上课听老师讲，课下写作业”，这是一直以来我们所用的教学模式。翻转课堂完全把这种模式给推翻，变成了“课下学习，课上交流”的新型方法。这样更利于老师对学生因材施教，更好地发挥和提高学生的才智。

(3)评价体系发生转变

传统的教学方法最终的评价都是以试卷作为学生学习成果的体现，翻转课堂的评价体系更加灵活，借助于交流平台，了解学生的知识掌握情况，通过过程评价、学生互评、课堂表现及多种评价方法为学生的个性化发挥提供参考，不再以分数论成败的综合性评价。

2 高校院校单片机课程教学设计

2.1 教学现状

采用新的教学方法及手段，一定要充分考虑当前教学现状，对当前“单片机”课程教学现状分析的越详细，以后在教学模式的设计方面研究就会少出错。

(1)教师教学现状

当前，单片机在我国工业领域应用十分广泛，在高校院校，“单片机”课程作为一门专业课，在很多的理工专业里都开设有该课程。长期以来，该课程的教学过程以“讲解理论，指导实践”的方式进行。随着高校院校这几年“以就业为导向”的办学理念指导下，教学活动加大实践环节，取得了一定的效果。但这种转变，没有从根本上改变学生作为被动学习者的角色，师生之间的交流内容较少，无法从根本上让学生建立起主动学习、主动思考的个性化发展[6]。

(2)学生学习现状

高校院校的学生年纪基本上集中在20岁左右，思维比较活路，对新生的事物比较感兴趣，但课堂的专注度不高，容易走神，但当前基本上都是90分钟的课堂，对于自控能力较差的学生来说，很难集中精力学习90分钟。“单片机”课程的学习不仅仅要掌握基础理论，而且还要进行大量的实践。特别是在学习理论的过程中，学生的学习积极性普遍不高。

(3)课程效果现状

“单片机”课程是理论与实践相结合的课程，由于教学方法和手段比较单一，师生之间的互动性较少，特别是理论环节。学生的最终成绩也主要是以笔试考试为主，这造成了学生过于重视理论，而轻视实践环节，这使得很多学生在学完本课程后，无法直接从事单片机的工作，不能真正达到课程的目的。

2.2 构建翻转课堂的“单片机”课程教学模式

校园信息化的建设工程不断完善，这为翻转课堂的实施提供了坚实的环境基础。针对“单片机”课程的翻转课堂，主要分为课前、课中、课后3个实施阶段，分别利用资源平台、互动平台、反馈平台给予学生合适的引导。本文根据笔者所在院校的条件，构建出基于翻转课堂的“单片机”教学模式。具体如图2所示：

图2 基于翻转课堂的“单片机”教学模式

3 教学实践

“单片机”课程的教学目标包含3个方面：一是理论方面，掌握单片机的基本结构和工作原理，具备一定的编程能力；二是技能方面，要求学生掌握理论的基础上，能够综合运用理论解决现实问题，提高学生的动手能力；三是精神方面，在学习的过程中，注重与学生的情感交流、鼓励学生发挥主观能动性、加强创新意识及团队合作精神的培养。

3.1 教学案例

在“单片机”课程中，其知识目标主要有常用单元电路及功能、80C51软件的相关知识、掌握单片机设计的流程及应用程序的编制方法。整个“单片机”课程的内容比较多，将理论分解成一个个的小知识点，采用微课形式对各个知识点进行讲解，所有的微课由简到难，层层推进的方法，逐步加强学生对单片机的认知。

为了体现教学模式的有效，在学校中选取两个班级，其中一个班采用传统教学方法，称为A班，另一个采用翻转课堂教学方法，称为B班。

A班和B班的学生在学习的过程中，具有相同的软硬件资源。在教学的过程中，A班的学生也可以收看录制的微课，老师在传统教学的过程中，将B班的学习资源也全部给A班的学生。

为了体现考核的公平性，采用第三方对两个班的理论和实践分别进行测试，最终的成绩显示，A班在理论和实践方面都劣于B班。特别是在实践环节，B班的学生具有更强的动手能力和主动创造性，能够更加合理地利用团队来完成实践。通过一学期的实践证明，翻转课堂在专业课的学习方面是有效果的，可以在校内推广。

3.2 翻转课堂改进

翻转课堂有自身的优势，但在一学期的实践过程中，笔者也遇到了一些困难，需要学校的多方结合，共同努力来克服这些困难。

(1)校企结合不紧密

教师在教书育人的过程中，特别是专业课方面，无法与企业紧密结合，采用的教材都是传统的理论教材，无法体现时代气息。在实践环节，其实验的内容还是以书本上的基础实验为主，知识的扩充性不足。

(2)教学团队建设落后

在教学的过程中，无论是各个平台的维护、实验的具体实施过程，还是微课的录制及后期制作，都是由授课老师一人完成，没有完善的教学团队。无形之中加大了授课老师的工作量，给教学工作带来巨大的压力。

(3)教学观念落后

在对B班的教学过程中，特别是学生遇到普遍性难题时，易陷入到传统教学模式中，没有采用合适的方法去引导学生解决问题。

4 总结

“单片机”课程是当前我国机电、自动化等专业的一门核心专业课程，对于学生未来发展具有重要的意义。在信息化建设条件日益成熟的环境下，改变传统的教学模式，采用翻转课堂的新型教学模式可以有效提高学生对专业课堂学习的积极性和主动性，进而提高学习效率。由于“单片机”整个课程的内容比较多，本文受篇幅所限，从总体上分析了翻转课堂在该课程上的应用，具体的章节的展开，读者可以根据自身学院的特点而自行设计研究。