翻轉(zhuǎn)課堂對(duì)話參與式育人模式在高校信息工程類實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用研究

王強(qiáng)，高婷婷，田崇瑞，姜斌，吳瓊

摘 要：翻轉(zhuǎn)課堂改變了傳統(tǒng)教學(xué)中的師生角色，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不再是被動(dòng)接受知識(shí)，而是根據(jù)自身情況主動(dòng)學(xué)習(xí)。本文針對(duì)傳統(tǒng)單片機(jī)類課程教學(xué)中存在的問題，結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂、科技競(jìng)賽、藍(lán)墨云班課、五星教學(xué)法、對(duì)話參與教學(xué)法各自優(yōu)勢(shì)，對(duì)課前、課中和課后教學(xué)設(shè)計(jì)以及期末考核方式等環(huán)節(jié)進(jìn)行了教學(xué)改革，并提出了一種適合于工科類課程的22432創(chuàng)新教學(xué)模式。實(shí)踐表明，教學(xué)模式改革激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和實(shí)踐動(dòng)手能力，表現(xiàn)在學(xué)生能夠發(fā)揮潛能，不但掌握單片機(jī)核心技術(shù)，而且能夠設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易的科技作品，從而為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和就業(yè)奠定了良好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂;單片機(jī);教學(xué)改革;發(fā)揮潛能

一、引言

眾所周知，翻轉(zhuǎn)課堂以學(xué)生為中心，學(xué)生是主角，教師充當(dāng)著“導(dǎo)演”的角色。通過翻轉(zhuǎn)課堂，教師不再是填鴨式教學(xué)，而是轉(zhuǎn)變?yōu)橐詥栴}為導(dǎo)向的引導(dǎo)，學(xué)生們能夠更好地發(fā)揮潛能，更深地掌握所學(xué)的知識(shí)。單片機(jī)課程一直以來是電子技術(shù)、自動(dòng)化控制、通信等電類專業(yè)的骨干課程，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和實(shí)踐性。從近年學(xué)生就業(yè)情況來看，信息技術(shù)類用人單位大都要求學(xué)生掌握單片機(jī)技術(shù)，因此單片機(jī)技術(shù)掌握好的學(xué)生受到社會(huì)各個(gè)用人單位的青睞。單片機(jī)的翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)改革，能夠促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的提高，提升學(xué)習(xí)效率，為將來走上社會(huì)從事單片機(jī)相關(guān)的的設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試、售后、維護(hù)技術(shù)服務(wù)等工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。研究翻轉(zhuǎn)課堂對(duì)話參與式教學(xué)模式關(guān)系到信息工程類學(xué)生的實(shí)踐能力、分析問題和解決問題的能力能否符合用人單位的標(biāo)準(zhǔn)，也關(guān)系到國家科學(xué)技術(shù)水平的提高。

二、單片機(jī)教學(xué)中存在的問題

1.教師以講授法教學(xué)為主，學(xué)生更多的是被動(dòng)學(xué)習(xí)，上課聽不懂、跟不上、玩手機(jī)等現(xiàn)象存在。學(xué)生掌握知識(shí)是通過知識(shí)灌輸來實(shí)現(xiàn)的，不是學(xué)生積極主動(dòng)接受的。授課過程學(xué)生的語言表達(dá)能力、知識(shí)運(yùn)用能力、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的培養(yǎng)體現(xiàn)的較為片面。

2.教師平時(shí)沒有深入實(shí)驗(yàn)室，比如指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科技創(chuàng)新，開發(fā)作品、項(xiàng)目，導(dǎo)致自身實(shí)踐能力有限，上課時(shí)主要以理論為主，對(duì)學(xué)生實(shí)踐寬度、高度的指導(dǎo)和解答不夠。

3.教師上課偏重于知識(shí)體系的完整性，忽略了人的認(rèn)知規(guī)律，多是以單片機(jī)的結(jié)構(gòu)功能為主線，讓初學(xué)者難以理解，沒有充分聯(lián)系工程實(shí)踐。軟硬件結(jié)合不夠完善，使初學(xué)者感到內(nèi)容龐雜，枯燥無味，無法形成單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的完整概念，很容易喪失學(xué)習(xí)信心。

4.學(xué)生課后實(shí)踐環(huán)節(jié)較少，遺忘率高，作業(yè)相互抄襲，先理論后實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方式，實(shí)踐教學(xué)基本上是驗(yàn)證性的幾次課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，難以形成單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計(jì)的能力，因而不能達(dá)到項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)豐富的水平，更達(dá)不到培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)踐能力的要求。

5.考核方式大多采用期末一卷式的形式，大多數(shù)學(xué)生考試基本是機(jī)械的背誦，過后就忘。忽視平時(shí)對(duì)知識(shí)的積累和能力的訓(xùn)練，此種考核與評(píng)價(jià)方式，體現(xiàn)不出實(shí)踐教學(xué)的重要性，不能較全面地考查學(xué)生的實(shí)踐與應(yīng)用能力。

通過上述現(xiàn)狀分析，現(xiàn)行教學(xué)模式嚴(yán)重影響了教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量，不能更好地體現(xiàn)教與學(xué)過程中學(xué)生的學(xué)習(xí)主體作用和教師的教學(xué)主導(dǎo)地位。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)理念自 2011 年引入中國后，獲得了眾多教育者和一線教師實(shí)踐者的重視，它給傳統(tǒng)的教學(xué)模式提出新的轉(zhuǎn)機(jī)，也給高等教育的課堂教學(xué)模式變革帶來全新的視野。課題組在幾年來翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)踐中摸索經(jīng)驗(yàn)，提出的翻轉(zhuǎn)課堂對(duì)話參與式教學(xué)模式主要目的是努力解決高校信息工程類課程在傳統(tǒng)教學(xué)過程中存在的問題和弊端。

三、翻轉(zhuǎn)課堂對(duì)話參與式教學(xué)模式的提出

（一）形成“以學(xué)生為中心”的教學(xué)模式

積極構(gòu)建“五星教學(xué)法”，將聚焦問題、激活舊知、示證新知、應(yīng)用新知、融會(huì)貫通五個(gè)過程與課程體系有機(jī)的結(jié)合，采用翻轉(zhuǎn)課堂對(duì)話參與式教學(xué)方式，以學(xué)生為主題，根據(jù)課程內(nèi)容和學(xué)生特點(diǎn)，對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。改進(jìn)現(xiàn)有的教學(xué)方法，充分挖掘現(xiàn)代科技手段開展多種形式教學(xué)，完善藍(lán)墨云班課等多媒體輔助教學(xué)系統(tǒng)，充分依托新型的Mooc+Spoc的教學(xué)手段為教學(xué)服務(wù)。充分發(fā)揮創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的作用，努力為學(xué)生自主學(xué)習(xí)搭建舞臺(tái)，鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行創(chuàng)新活動(dòng)，在教授學(xué)生理論知識(shí)的同時(shí)注重專業(yè)實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

（二）對(duì)話參與式教學(xué)的核心

按照首都師范大學(xué)張老師對(duì)“對(duì)話參與式教學(xué)”的深入理解。他提出，課堂上師生雙方應(yīng)有一種真誠傾聽的意識(shí)，處處體現(xiàn)著民主、平等和尊重。創(chuàng)設(shè)尊重、自由、無壓力的課堂氛圍，搭建主動(dòng)積極介入和參與的交流平臺(tái)，弘揚(yáng)追根溯源的“思”之精神，鼓勵(lì)學(xué)生大膽言說，保持開放寬容的心態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，做到真誠傾聽，鍛煉學(xué)生的思維方式，鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生多角度思維。

（三）建立以檢驗(yàn)?zāi)芰楹诵牡目己梭w系

在期末考試和平時(shí)學(xué)習(xí)中形成以“是否掌握和運(yùn)用技術(shù)能力”為標(biāo)準(zhǔn)的考核體系。如期末作品答辯任務(wù)留下來后，同組人員可以選擇同一題目，便于學(xué)習(xí)。不同分?jǐn)?shù)段以及同一分?jǐn)?shù)段實(shí)現(xiàn)的功能可以調(diào)整，保證基礎(chǔ)的類似，但是還要充滿個(gè)性化的發(fā)揮，如考前或考中提出發(fā)揮性的問題。平時(shí)分?jǐn)?shù)改革如下：自學(xué)創(chuàng)新分+出勤及表現(xiàn)分。自學(xué)分包括;自學(xué)筆記、作業(yè)任務(wù)、課上及課下提出創(chuàng)新想法、有獨(dú)到見解，思維等老師講解基礎(chǔ)外的行為;出勤及表現(xiàn)分包括：出勤，上課參與程度等。在某方面表現(xiàn)特別突出的學(xué)生根據(jù)情況可頂替其它方面分，如：自己課下設(shè)計(jì)作品等。一般課前都會(huì)留任務(wù)，完成上課所講的任務(wù)及拓展任務(wù)，還有預(yù)習(xí)任務(wù)?？梢允孪戎付▽W(xué)生做準(zhǔn)備，充當(dāng)老師的角色，課上讓學(xué)生準(zhǔn)備講關(guān)鍵的內(nèi)容和思路，邊講大家邊討論，其他同學(xué)提問加分，形成“以學(xué)生為中心”的反轉(zhuǎn)課堂參與對(duì)話式教學(xué)等。答辯考核主要考核學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力。根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)，優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，減少驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的學(xué)時(shí)，增加設(shè)計(jì)型和綜合型實(shí)驗(yàn)的學(xué)時(shí)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置要與本門學(xué)科的發(fā)展相適應(yīng)，注重內(nèi)容和知識(shí)更新，注重學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的考核和管理。課程設(shè)計(jì)是重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)之一，課程設(shè)計(jì)應(yīng)該從課程設(shè)計(jì)的題目選擇、組織形式、教學(xué)方法、測(cè)試和調(diào)試、報(bào)告的書寫、考核的方式方法可以采取作品答辯形式，可以從學(xué)期初開始留課程設(shè)計(jì)任務(wù)，將任務(wù)貫穿到一學(xué)期進(jìn)行學(xué)習(xí)，到期末集中考核和答辯。

（四）翻轉(zhuǎn)課堂對(duì)話參與式教學(xué)方法以簡(jiǎn)單、高效為主，以單片機(jī)上課為例，過程如表1。

（五）教學(xué)模式的總結(jié)

我們提出的翻轉(zhuǎn)課堂對(duì)話參與式育人模式可以總結(jié)為：教師應(yīng)該非常熱愛、認(rèn)真地上這門課，將創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室獲獎(jiǎng)成果貫穿到到課堂中，將創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)模式普及到受益面更廣的全專業(yè)學(xué)生，在教學(xué)模式上大膽改革，灌輸學(xué)生帶著目標(biāo)、天天學(xué)、線上線下學(xué)的思想，探索并實(shí)施了一套行之有效的翻轉(zhuǎn)課堂對(duì)話參與式教學(xué)模式，總結(jié)為22432模式：2：瞄準(zhǔn)2個(gè)相關(guān)崗位目標(biāo);2：假期前學(xué)生自行購買開發(fā)板，進(jìn)行任務(wù)的布置與指導(dǎo);4：課下以小組形式聽視頻、記筆記、編程序、討論分享;3：指上課分ABC檔木桶效應(yīng)式進(jìn)行考核，解答，任務(wù)驅(qū)動(dòng)講解;2：期末考試必須設(shè)計(jì)出實(shí)物作品，進(jìn)行ppt答辯。學(xué)生學(xué)完該門課程可以培養(yǎng)自學(xué)能力，創(chuàng)新能力，設(shè)計(jì)出自己的作品，制作出吸引人的簡(jiǎn)歷，較容易找到專業(yè)對(duì)口的研發(fā)工作，該模式可以為高校所有信息工程類實(shí)踐性較強(qiáng)的課程借鑒。

四、結(jié)束語

翻轉(zhuǎn)課堂通過問題探究、協(xié)作學(xué)習(xí)、問題解決和成果展現(xiàn)等方式培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。課題組成員指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科技創(chuàng)新多年，獲得了黑龍江省挑戰(zhàn)杯金獎(jiǎng)1項(xiàng)，銀獎(jiǎng)3項(xiàng)，銅獎(jiǎng)5項(xiàng)為代表的科技競(jìng)賽獲獎(jiǎng)40余項(xiàng)，發(fā)現(xiàn)一種現(xiàn)象：學(xué)生如果通過單片機(jī)技術(shù)的培養(yǎng)，在大學(xué)期間能夠多參加科技競(jìng)賽，設(shè)計(jì)出兩個(gè)以上作品，很容易找到專業(yè)對(duì)口的研發(fā)工作。這就使得課題組成員積極參與教學(xué)改革，將創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)模式擴(kuò)展到單片機(jī)等信息工程類課程，使學(xué)生廣泛的受益。單片機(jī)的學(xué)習(xí)遺忘率高，只有經(jīng)常學(xué)，反復(fù)學(xué)，理論與實(shí)踐結(jié)合，方能取得好的效果，所以需要教師灌輸學(xué)生一種把單片機(jī)課程當(dāng)成一門伴隨自己一生的技能來學(xué)習(xí)的態(tài)度。這樣才能培養(yǎng)具有較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)的應(yīng)用型人才。事實(shí)表明，通過對(duì)本課程的教學(xué)模式改革，提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，單片機(jī)設(shè)計(jì)與開發(fā)能力，增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提升了參加學(xué)科競(jìng)賽的成績(jī)，進(jìn)而提高了就業(yè)質(zhì)量。