PBL教学法在高职单片机课程教学中的运用

摘要：高职技术教育对于培养高素质技能型人才起着非常重要的作用，单片机课程是高职院校电子信息专业中核心课程之一，其教学成果的重要性不言而喻。在传统的教学模式中，会存在很多影响教学进程的缺点与不足。PBL教学法是一种以学生为中心导向的新型科学教育方式，并且其讨论互动的模式非常适于单片机课程的教学。经过多家高校的实践也证实了，PBL教学法应用在高职单片机课程教学中可以达到非常好的教学效果。

关键词：PBL教学法;高职院校;单片机课程教学

中图分类号：TP181 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）33-0168-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

单片机的技术是支撑我国“中国制造2025”发展战略的重要的基础技术，所以也成了高职电子信息类专业的核心课程之一。本文在分析了高职单片机课程教学现状的基础上，对在单片机课堂上运用PBL教学法可能存在的问题和遇到的难点进行了剖析，随后本文讲述具体PBL的实施过程，给出了PBL在高职单片机课堂中的解决问题的方式。PBL教学法通过学生分组讨论，对课题进行实践研究，学生自主学习，自主提出问题之后主动寻求答案，此种教学方法是非常适用于高职单片机课程教学的。同时也可以培养学生主动学习、团队合作、探索创新的综合能力。

1 PBL教学法的发展历程及现状

PBL教学法早在1969年就已经被创立出来了，它的主要核心内容就是将学生作为教学过程中的中心，把学生所产生的问题作为教学基础，教师所发挥的作用则是在旁引导，在课堂上组成讨论小组的形式让学生互动起来。这种教学方法相较于传统的填鸭式的授课方法要优化很多，教学的效果良好[1]。现在PBL教学法在国外发展的态势良好，已经有非常多的学校广泛普及起来。在国内最先应用到PBL教学法的院校为医学院校，我国是从1986年开始引进此种教学方法，所以起步相对于国外较晚。起先是国内各大医学高校在积极研究与运用PBL的教学方法，后来逐渐延伸到其他领域，如生理学、护理学和计算机教育等等。在应用过程中总结问题并加以改善，促使国内的此种教学方法得到很好的提高。经过许多的研究与实例证明，此种教学法确实要比过去的传统教学法效果显著，同时还增加了学生们的参与感与自主创新的能力，对教育教学起到了非常好的作用。

2 高职单片机课程的教学现状

单片机应用的课程是高职院校中信息电子专业的核心课程之一，它对于培养学生的专业技能起到至关重要的作用。在学习这门课程时，学生先要学习单片机的系统架构，之后还需要学习C语言，这样才可以熟练掌握对单片机系统的操控，之后还需要深入学习单片机的系统设计、编码和安装调试的技能。在传统的教学模式下，只能做一些用来验证知识的实验，是很难让学生完全掌握应用与实践操作能力的。目前对这种教学模式也进行了改革，但是改革的同时也出现了一些问题。比如：学生虽然提高了实际动手操作的能力，却因为理论知识枯燥而缺乏对理论基础的自我学习;目前情况下可以提供真实项目资源的企业与学校教师的实践经验并不是非常匹配;在改革的教学模式中无法充分地将课程和企业的需要相结合，所以在培训学生自主学习能力和创新探索的方面效果不甚理想;在课堂中虽然是分成小组进行研究的，但是大多的任务都是学生个人完成，团队之间缺乏互动交流，所以作业完成的质量也不是很好。这些问题亟待解决，在单片机课程教学中引入更加合理的教学方法是非常必要的，在近些年教育工作者的研究过程中发现，PBL教学法是非常适用单片机课程教学的。

3 PBL教学法运用在高职单片机课程教学中的难点

在目前国内的教育形式下，将PBL教学法运用在高职单片机课程的教学中还是会存在一定难度的。首先，此种教学法的引进势必要将教师的专业素质和教学手法有所提高。因为这种教学方法是开放的形式，所以对教师能力水平的要求就会更高。教师应该对教学大纲以及每位学生的状态和特点都熟悉掌握，之后有针对性地将课程中重要的和难懂的地方整理出来，之后规划小组讨论的大纲，并且事先找好合适的例题。这就要求教师不仅具备灵活运用知识的能力，而且需要有及时地发现问题并解决问题的能力，同时还应具有敏捷的思维和良好的组织能力[2]。其次，是针对学生方面的难题。要想将PBL成功地开展下去，学生们的配合是必不可少的。这就要求学生要具有自主学习的意识和能力，并且成功完成学习角色的转换，从被动的听讲者到主动的参与者。最后要面临的问题，就是高校的资源情况。对于PBL来说，全面完善的教学资源是非常重要的支持。学校要引进一些专业的实验设备，并且通过网络等多方面全力为学生搜集大量的参考资料，这样才能为学生的自主学习提供充分的资源基础和保障。总体来说，在单片机应用课程中运用PBL教学法仍需要大量的实践研究，并且在探索中不断完善适合国内高职院校的PBL教学方法[3]。

4 PBL教学法在高职单片机课程教学时的具体运用方法

4.1实施PBL教学法前的准备工作

在展开PBL之前，教师要提前做好充分地准备。一个好的准备工作是PBL教学成功的必要条件。准备的第一步就是先将学生分组。通常此类的教学方式都是六位同学为一组的，每个组在分配人员上要注意合理性，采用组内异质、组间同质的方式，即将学习能力强与学习能力较弱的同学穿插搭配地分布起来，这样使得每组的平均水平不会相差太多。教师在分配小组的过程中也要参考学生们自己的意愿，有些时候学生可以自己报名主动要求加入某个小组。之后要在小组中选出骨干：一个组长和一个记录员。组长主要是协助老师进行组织管理等工作;记录员的责任则是记录本小组讨论的具体过程细节，如时间、发言内容和讨论结果等。在分配好小组之后，就要做筛选问题的工作准备了。在此类教学过程中的问题都要是开放性且真实的，同时要具有一定的复杂性，这样学生们才会觉得更加有趣，愿意深入挖掘。还要注意提出的問题需与课程中所学的概念知识相结合，同学们在动手实践的过程中，经过自己的思考总结，最终找到真正的答案。最后在设置问题时要注意结合理论课程的进度，让学生动手进行设计与绘制，并且制作出流程图。有些情况下，课程还会要求学生做出真实的装置，并加以展示[4]。

4.2 实施PBL教學法的过程

PBL教学法具体实施的过程一般分为三步。第一，教师给出课题。给出课题的时间要设置在准备进行PBL教学前一堂课的末端，这样学生们才可以有足够的时间进行思考与准备。教师应该多提供些题目，一般在八个左右，这样学生组成的小组可供选择的课题会比较多，学生也会对自己选择的课题更加感兴趣。之后学生会利用自习或者课外的时间为此堂课做准备，他们可以自己主动地去查找资料，之后将课程完成所需要的步骤设计出来。与此同时，也要制定出相应的讨论规则，比如要求每个小组成员都要参加讨论等，记录员将整个过程中每个成员发言的内容都会进行记录，之后根据大家的表现情况进行成绩考核。第二，在每个小组进行讨论实践之后，要在每个小组中选出一个代表公开发言，这位代表将本次课题的设计以及完成过程中所遇到的问题都分享出来，并且讲解遇到这些问题时本小组内部是如何进行处理解决的。同时每堂PBL课进行教学时，各个小组所选出来发言的代表必须是不同的，保证每位同学都有发言的机会，这样可以增加学生的参与性和互动感，也锻炼了学生独立思考和语言表达能力。在每组代表人都发言完毕后，其他学生可以提出问题，并且罗列出大家普遍都存在的问题再进行讨论分析。第三，PBL最后的部分就是需要教师的点评。教师在此类教学中起到引导启发和总结评论的作用。在每个小组都完成反馈之后，教师需要对本堂课进行总结，并将学生在实践讨论过程中遇到的难点、困惑进行分析和解答，对重点知识进行着重地讲解，并将本节课所涉及的理论知识加以升华总结。

4.3 运用PBL教学法解决问题的方式

在PBL教学中解决问题的方法大致分为三种：第一种是比较基础的问题，这类问题主要是一些基础性知识点，学生理解起来是比较容易的，其相应的难度也不会很高。当遇到这种问题时，可以采用学生自主研究讨论的方式进行解决。这样的方法也是充分体现了PBL的宗旨，将学生作为教学的中心，学生通过自己的努力与实践来找到答案。这种方式可以很好地提升学生的自主学习能力，并且在解决问题的过程中进行思考，对这些基础的知识点理解更加深入透彻，从而使记忆也更加深刻，如此学习到的知识将更加地牢固，不易被遗忘。第二种问题较第一种则有些升级，这种问题多是带有些提高性质的，或者是需要模仿以及研发的问题。此类问题的解决方法及过程不一定是规定不变的，所以可能会产生很多种解决方案。学生可以在这些解决方案中进行对比研究，在每个小组内部进行讨论，让学生在讨论、比较、研究中选择最可取的方案，学生在讨论的过程中可以充分提高自身解决问题的能力。同时以小组的形式进行讨论可以使学生之间的全力配合能力加强，更加具有团队协作精神与沟通能力。这样学生在学习到了专业技能的同时也更具有集体主义精神，将来进入工作岗位也可以更加适应企业的需求。在小组内部讨论时，学生都可以各抒己见，充分表达自己的思想与建议，最后大家共同总结出最好的方案。在这个过程中，学生对于专业知识点的理解会更加深刻，并且对重点和难点知识掌握得更扎实。通过学生之间的沟通协作，成绩较优异的学生也可以帮助基础较薄弱的学生共同进步，同时这些基础薄弱的学生也可以通过此次课堂的参与互动，学习和借鉴优秀学生解决问题的能力，这样班级整体都可以获得提高。第三种方法是由教师进行总结。在PBL教学法中，教师由“主角”转换成“配角”，整个课堂过程是学生自主学习的过程，教师在课堂的结尾处进行全面的总结。在总结时，首先要对此次学生制定出来的解决方案进行评判，然后分析整个解决问题的过程，最后为学生掌握知识的情况加以评估。评判解决方案时，就是在小组讨论之后，教师要针对讨论结果是否正确给出学生明确的结果，这样可以使学生对正确的结果有清晰地认知，如有错误可以及时改正。分析过程的步骤是针对一些没有固定过程或者答案的问题而设定的，这样解决方案评估起来就要结合多方面综合思量，找出最佳的解决方案和过程。这种方式可以让学生充分地拓展思维，并对知识的理解更加灵活。对学生的评定最好的效果是对学生进行抽查提问，了解学生对本堂课程知识的掌握程度。因为PBL是学生自主的学习模式，这样每个学生参与其中的程度定然不会相同，达到的学习成果也必然会有所差异。教师通过抽查的方式了解学生们掌握知识的情况，方便及时辅导与讲解。

具体案例：1）假设问题是：SW AP A指令的功能是什么？这种情况就属于基础的知识点问题。这就需要学生通过自主学习与讨论了解SW AP指令的具体功能是什么。2）如果问题是：R1在程序中可以起到什么作用？是否可以删除MOCRI，A？此类问题则属于提升型问题，是需要学生进行小组讨论并且研究出最合适的解决方案的。像本条问题可以先解决R1的问题，那么下面R2、R3的问题自然就容易理解并找出答案。3）还有一种是模仿类的问题，这种问题是需要学生在充分掌握了基础知识之后再进行模仿，达到举一反三的能力。比如：说出共阳极数码管的设计要点和相关指令。这个问题则需要学生先掌握此类电路的设计和编程的要点，然后再将知识融会贯通，进行实际应用。

5 结束语

PBL教学法在单片机课程教学中的应用研究不会止步于此，教育工作者仍会对它进行大量的实践和研究的。目前PBL在教学中已经取得了喜人的成绩，大多数学生的反馈都是非常适应，并且在其中学习到了许多思考和行为的能力。这种教学方式不仅提高了学生对知识的认识，还加强了人文素养，培养了学生团结合作和勇于创新的精神，将学习的主动权交回学生手中，教师在旁作引导与总结的工作，课堂更加生动、活跃，学生的积极性更加高涨。

参考文献：

[1]陈帅华，许艳英，汤勇.PBL教学法在高职教育的单片机课程教学过程中的应用[J].工业控制计算机，2013，26（5）：129-130.

[2]黄美红，杨慧清，熊斌.PBL教学法在单片机教学中的应用[J].中国校外教育（上旬刊），2014（z1）：213.

[3]常玉华，李帆.PBL教学法在单片机教学中的应用研究[J].岁月（下半月），2011（7）：45.

[4]杨宇祥，高宗海，王建.“PBL”教学法在《单片机原理及应用》课程教学中的应用[J].价值工程，2011，30（10）：308-309.

作者简介：岳丽颖（1988-），女，河南郑州人，硕士，物联网教研室主任，助教，研究方向：无线传感器网络，嵌入式开发，RFID识别技术。