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【摘 要】本文阐述单片机实验教学是单片机应用技术课程的重要组成部分，对学生理解单片机的内部结构和掌握单片机的应用有着重要的作用；提出针对单片机实践教学存在的问题，改变传统的授课模式，采用基于微课翻转课堂的教学模式，激发学生的学习兴趣，提高学生的创新意识和创业能力。
【关键词】单片机 微课 翻转课堂 实践教学
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2018）05C-0077-02
单片机作为一种微处理器，在农业科技、工业现代化、智能家居、国防科技等方面都发挥着重要作用。高职院校的电子信息、自动化、机电一体化等专业都开设单片机应用技术这门专业基础课，主要讲授如何利用单片机实现对控制应用系统的软件与硬件方面的设计，培养高职学生的单片机研发和项目实践能力。但是由于单片机课程具有较强的实践性和应用性，传统的授课模式很难起到好的效果，学生对单片机课程的学习兴趣也不高。通过到相关企业调研以及毕业生回访，发现单片机实验教学存在较多不妥之处。
一、单片机实验教学现状
（一）单片机实验教学内容
单片机实验主要包括基础实验、综合实验以及课程实训三个部分。其中基础实验主要为验证性实验或单一功能实验，主要培养学生的编程能力、硬件设计能力和系统调试能力，是综合性实验和课程实训的基础；综合性实验主要锻炼学生在单片机方面的综合运用能力；课程实训主要培养学生的项目实践能力，即能够根据客户需求设计电路并编写应用程序。
（二）单片机实验教学存在的问题
1.实验课时少。单片机应用技术总课时64学时左右，理论课大约44学时，实验占20学时左右。由于单片机应用技术课程实践性强，20个学时要完成基础实验、综合实验和课程设计，很难达到实验效果，学生的动手实践能力也难以提高。
2.重视理论轻视实验。部分学生重视理论学习轻视实验，过分强调基本概念、单片机的内部结构，忽视单片机的应用。理论来源于实践，应通过单片机实验来加强对单片机的内部结构以及相关概念的理解。过分强调理论知识，导致所学的知识是片面的，不能有机联系在一起。
3.学生缺乏创新意识、创新精神。现在高职生源大体由对口招生和普通高考生组成，在班级上学生容易形成两极分化，一部分是爱学习且成绩好，另一部分是厌学成绩差。但是现在大部分课堂为了兼顾全班学生，仍采用传统教学方法，没有根据学生学习差异而使用个性化的教学方法，致使一部分学生对老师讲的理解不了，另一部分学生觉得老师讲的内容太容易。这样学生的创新意识和创新精神没有得到培养。
4.学生实验前准备不足。大部分学生知道老师会在实验课上详细讲解实验步骤，导致他们实验课前没有进行有效预习。结果是老师每次实验花费大量时间讲实验步骤，但学生觉得枯燥无味，轮到自己动手实践时，往往连实验原理都不是太清楚，只是按照老师讲的按部就班完成实验。根本没有认真地独立思考的习惯，也不能提出自己对实验的不同见解以及创新。
二、单片机实验教学改革
鉴于单片机实验教学存在诸多问题，为了更好提高课堂教学质量，改变传统的课堂教师传授知识、课后学生消化教学过程，采用“翻转课堂”教学模式。即学生在课下利用教师提供的微课视频和学习资料提前预习，在课堂上教师指导学生理解和运用知识。采用翻转课堂的单片机实验教学，以学生为主，教师为辅，提高学生对单片机学习的主动性，通过教师的引导，还能提高学生的创新能力。基于翻转课堂的单片机实验教学过程分为课前、课中、课后三个环节，每个环节又包含教师教学和学生学习两部分。以单片机外部中断控制实验为例来详细讲解三个实验教学环节的设置。
（一）课前活动
在外部中断控制实验教学前，教师根据课程标准以及企业岗位能力要求，设计中断控制实验实施方案。中断控制在单片机课程中内容比较抽象，学生难以理解。可以设计两个教学微视频，一个是单片机外部中断如何响应的微视频；另一个是利用外部中断控制走廊路灯（即楼道声控灯）视频。同时整理单片机外部中断寄存器如何设置的相关资料，然后通过“学会学”网络教学平台上传视频以及相关资料。最后准备实验所需仪器、元器件等。通过“学会学”平台督促学生观看视频，并解答学生相关问题。在该环节，学生作为翻转课堂的主体，学生的主要任务是预习实验内容，通过登录“学会学”平台观看中断教学视频，学习教师共享的教学资源，并记录预习时存在的问题，可以在平台与老师、同学一起交流，然后撰写实验报告。课前教学活动如图1所示。
（二）课中活动
在课中教师的主要任务是帮助学生消化实验内容，引导学生开展中断控制实验，先解答学生课前的问题，然后向学生提出一些创新性、探索性的问题。如：中断处理程序中是否可以长时间延时？如何解决多个中断源产生中断的问题？让学生通过实验寻求相关答案。最后对实验进行总结点评，并对学生实验结果进行考核评价。培养学生解决问题的能力，提高学生的探究以及创新能力。学生在课中环节的主要任务是完成实验，可以就课前预习产生的问题跟教师讨论，回答教师提出的问题。有能力的学生在完成基本实验部分时，可以继续做创新实验，这样能保证不同层次的学生各有所需，都有活干。避免在传统实验课程中，基础差的学生不能完成实验，基础好的学生做完实验后没有事情做。基于微课的翻转课堂教学模式可以增加学生的成就感，激发了学生学习的兴致。课中教学活动如图2所示。
（三）课后活动
教师根据学生课前预期、课中做实验的表现以及课后的实验報告三部分，进行综合评价，给出每个学生本次实验的成绩，并对每个学生存在的问题进行反馈。同时对本次实验课进行教学反思，总结存在的不足并找出改进措施。最后布置拓展实验，让学生在开发性实验室完成。学生在课后环节的主要任务是完成实验报告，并总结本次存在的不足以及改进办法。最后在开发性实验室完成教师布置的拓展实验。课后教学活动如图3所示。
三、采用微课翻转课堂的单片机实验教学成果
在单片机实验课中通过采用微课的翻转课堂教学模式，改变了教师教学模式，同时也改变了学生的学习方式，在教学活动中以学生为主体，提高了高职学生的实验课学习兴趣。学生可以根据自身的条件完成相应的创新性单片机实验，培养主动学习的习惯，强化了团队合作精神，提高了单片机技术综合能力和实践创新能力，越来越多的学生愿意参加大学生电子设计大赛和电子产品设计与制作大赛，学生积极申报学校创新实践项目。教师通过开展翻转课堂教学改革，丰富了单片机教学资源库，提高了实践教学水平。
【参考文献】
[1]潘炳超.翻转课堂模式应用于高校教学的实验研究[J].电化教育研究，2015（3）
[2]唐明祥，丁雪梅.翻转课堂教学模式在农业机械与应用实验教学中的应用[J].实验技术与管理，2017（8）
【基金项目】2017年度广西职业教育教学改革研究项目“高职院校应用电子技术专业学生就业创业能力培养研究与实践”（GXGZJG2017B076）；广西工业职业技术学院科学研究项目（2017004KY019）
【作者简介】王彰云（1976— ），湖南邵阳人，广西工业职业技术学院副教授，硕士，研究方向：嵌入式系统。
（责编 丁 梦）
【关键词】单片机 微课 翻转课堂 实践教学
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2018）05C-0077-02
单片机作为一种微处理器，在农业科技、工业现代化、智能家居、国防科技等方面都发挥着重要作用。高职院校的电子信息、自动化、机电一体化等专业都开设单片机应用技术这门专业基础课，主要讲授如何利用单片机实现对控制应用系统的软件与硬件方面的设计，培养高职学生的单片机研发和项目实践能力。但是由于单片机课程具有较强的实践性和应用性，传统的授课模式很难起到好的效果，学生对单片机课程的学习兴趣也不高。通过到相关企业调研以及毕业生回访，发现单片机实验教学存在较多不妥之处。
一、单片机实验教学现状
（一）单片机实验教学内容
单片机实验主要包括基础实验、综合实验以及课程实训三个部分。其中基础实验主要为验证性实验或单一功能实验，主要培养学生的编程能力、硬件设计能力和系统调试能力，是综合性实验和课程实训的基础；综合性实验主要锻炼学生在单片机方面的综合运用能力；课程实训主要培养学生的项目实践能力，即能够根据客户需求设计电路并编写应用程序。
（二）单片机实验教学存在的问题
1.实验课时少。单片机应用技术总课时64学时左右，理论课大约44学时，实验占20学时左右。由于单片机应用技术课程实践性强，20个学时要完成基础实验、综合实验和课程设计，很难达到实验效果，学生的动手实践能力也难以提高。
2.重视理论轻视实验。部分学生重视理论学习轻视实验，过分强调基本概念、单片机的内部结构，忽视单片机的应用。理论来源于实践，应通过单片机实验来加强对单片机的内部结构以及相关概念的理解。过分强调理论知识，导致所学的知识是片面的，不能有机联系在一起。
3.学生缺乏创新意识、创新精神。现在高职生源大体由对口招生和普通高考生组成，在班级上学生容易形成两极分化，一部分是爱学习且成绩好，另一部分是厌学成绩差。但是现在大部分课堂为了兼顾全班学生，仍采用传统教学方法，没有根据学生学习差异而使用个性化的教学方法，致使一部分学生对老师讲的理解不了，另一部分学生觉得老师讲的内容太容易。这样学生的创新意识和创新精神没有得到培养。
4.学生实验前准备不足。大部分学生知道老师会在实验课上详细讲解实验步骤，导致他们实验课前没有进行有效预习。结果是老师每次实验花费大量时间讲实验步骤，但学生觉得枯燥无味，轮到自己动手实践时，往往连实验原理都不是太清楚，只是按照老师讲的按部就班完成实验。根本没有认真地独立思考的习惯，也不能提出自己对实验的不同见解以及创新。
二、单片机实验教学改革
鉴于单片机实验教学存在诸多问题，为了更好提高课堂教学质量，改变传统的课堂教师传授知识、课后学生消化教学过程，采用“翻转课堂”教学模式。即学生在课下利用教师提供的微课视频和学习资料提前预习，在课堂上教师指导学生理解和运用知识。采用翻转课堂的单片机实验教学，以学生为主，教师为辅，提高学生对单片机学习的主动性，通过教师的引导，还能提高学生的创新能力。基于翻转课堂的单片机实验教学过程分为课前、课中、课后三个环节，每个环节又包含教师教学和学生学习两部分。以单片机外部中断控制实验为例来详细讲解三个实验教学环节的设置。
（一）课前活动
在外部中断控制实验教学前，教师根据课程标准以及企业岗位能力要求，设计中断控制实验实施方案。中断控制在单片机课程中内容比较抽象，学生难以理解。可以设计两个教学微视频，一个是单片机外部中断如何响应的微视频；另一个是利用外部中断控制走廊路灯（即楼道声控灯）视频。同时整理单片机外部中断寄存器如何设置的相关资料，然后通过“学会学”网络教学平台上传视频以及相关资料。最后准备实验所需仪器、元器件等。通过“学会学”平台督促学生观看视频，并解答学生相关问题。在该环节，学生作为翻转课堂的主体，学生的主要任务是预习实验内容，通过登录“学会学”平台观看中断教学视频，学习教师共享的教学资源，并记录预习时存在的问题，可以在平台与老师、同学一起交流，然后撰写实验报告。课前教学活动如图1所示。
（二）课中活动
在课中教师的主要任务是帮助学生消化实验内容，引导学生开展中断控制实验，先解答学生课前的问题，然后向学生提出一些创新性、探索性的问题。如：中断处理程序中是否可以长时间延时？如何解决多个中断源产生中断的问题？让学生通过实验寻求相关答案。最后对实验进行总结点评，并对学生实验结果进行考核评价。培养学生解决问题的能力，提高学生的探究以及创新能力。学生在课中环节的主要任务是完成实验，可以就课前预习产生的问题跟教师讨论，回答教师提出的问题。有能力的学生在完成基本实验部分时，可以继续做创新实验，这样能保证不同层次的学生各有所需，都有活干。避免在传统实验课程中，基础差的学生不能完成实验，基础好的学生做完实验后没有事情做。基于微课的翻转课堂教学模式可以增加学生的成就感，激发了学生学习的兴致。课中教学活动如图2所示。
（三）课后活动
教师根据学生课前预期、课中做实验的表现以及课后的实验報告三部分，进行综合评价，给出每个学生本次实验的成绩，并对每个学生存在的问题进行反馈。同时对本次实验课进行教学反思，总结存在的不足并找出改进措施。最后布置拓展实验，让学生在开发性实验室完成。学生在课后环节的主要任务是完成实验报告，并总结本次存在的不足以及改进办法。最后在开发性实验室完成教师布置的拓展实验。课后教学活动如图3所示。
三、采用微课翻转课堂的单片机实验教学成果
在单片机实验课中通过采用微课的翻转课堂教学模式，改变了教师教学模式，同时也改变了学生的学习方式，在教学活动中以学生为主体，提高了高职学生的实验课学习兴趣。学生可以根据自身的条件完成相应的创新性单片机实验，培养主动学习的习惯，强化了团队合作精神，提高了单片机技术综合能力和实践创新能力，越来越多的学生愿意参加大学生电子设计大赛和电子产品设计与制作大赛，学生积极申报学校创新实践项目。教师通过开展翻转课堂教学改革，丰富了单片机教学资源库，提高了实践教学水平。
【参考文献】
[1]潘炳超.翻转课堂模式应用于高校教学的实验研究[J].电化教育研究，2015（3）
[2]唐明祥，丁雪梅.翻转课堂教学模式在农业机械与应用实验教学中的应用[J].实验技术与管理，2017（8）
【基金项目】2017年度广西职业教育教学改革研究项目“高职院校应用电子技术专业学生就业创业能力培养研究与实践”（GXGZJG2017B076）；广西工业职业技术学院科学研究项目（2017004KY019）
【作者简介】王彰云（1976— ），湖南邵阳人，广西工业职业技术学院副教授，硕士，研究方向：嵌入式系统。
（责编 丁 梦）