高职院校单片机C语言程序设计课程分层教学法研究
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作者:其曼古丽·加马力丁
摘要：单片机C语言程序设计课程，包括单片机、嵌入式系统（ARM）、数字信号处理（DSP）等教学内容，随着微电子信息技术的快速发展，单片机课程中涉及基础理论知识、应用实践内容也越来越复杂。基于此，该文针对不同学生学习情况、个性需求，将分层教学法引入单片机C语言程序设计课程教学中，展开课堂教学目标、教学情境、教学实践案例、互动交流模式等的开发设计，深化学生对电路设计、C语言编程的认知与理解，提高专业课程教学效率和质量。
关键词：高职院校;单片机;C语言程序设计课程;分层教学法
中图分类号：G642 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2020）32-0156-02
Abstract： The C language programming course of single chip microcomputer includes single chip microcomputer， embedded system （ARM）， digital signal processing （DSP） and other teaching contents. With the rapid development of microelectronic information technology， the content of basic theoretical knowledge and application practice in SCM course is becoming more and more complex. Based on this， in view of different students' learning situation and individual needs， this paper introduces the layered teaching method into the teaching of “C language programming of single chip microcomputer”， develops the development and design of classroom teaching objectives， teaching situations， teaching practice cases， and interactive communication mode， so as to deepen students' cognition and understanding of circuit design and C language programming， and improve the teaching efficiency and quality of professional courses.
Key words： higher vocational college; single chip microcomputer; C language programming course; stratified teaching method
1 背景
高职院校单片机C语言程序设计教材教学，通常围绕机械电子工程、电子科学技术、电气自动化等专业课程，进行一系列工业控制、可移动设备应用程序的设计教育，以对后续单片机嵌入式系统的C语言程序编译提供支持。通过利用分层教学法，对学生进行因材施教的层级化教学，可以大大激发其参与电工电子、电气自动化程序算法的积极性，加强学生理论知识掌握、实践应用的能力，从而解决单片机课程中重难点不突出、学生课堂学习的认知障碍等问题[1]。
2 分层教学法的主要内容概述
分层教学法作为一种因材施教、因人而异的教学方法，主要针对不同学生智力、个人兴趣、基础知识学习等的差异，对其进行循序渐进的多层次教育教学。“分层教学法”最早是由美国教育家布卢姆提出的学习理论，该掌握学习理论认为，教师应以学生为整个课堂教学的中心，给予学生充足学习时间、教学引导与指导，使其通过自主探究获取到科学学习方法。而分层教学法是对这一教学方案的进一步细化，分层教学法往往根据不同学生的兴趣爱好，设置“分层次”的创新实践教学项目，着重在专业课程基础理论知识、实践内容教学中，挖掘学生学习兴趣爱好、鼓励和引导其参与课堂实践，并引入多样化课内外教学内容、教学方式开展课堂教学活动，使不同层次、不同学习情况的学生都能得到全方位发展，达成《高职院校公共基础课课程标准》的教学任务目标[2]。
3 分层教学法在单片机C语言程序设计课程中应用的意义
高职院校单片机C语言程序设计课程分层教学法的实施，是将课堂基础理论知识教学、网络在线教育进行结合，对不同智能思维、兴趣爱好与学习状况的学生展开差异化教育，符合信息化时代多元教育的发展要求。所以在单片机C语言程序设计课程中引入分层教学法，主要存在以下几方面意义：1）达成单片机C语言程序设计教学的任务要求。分层教學法相比于传统单片机课堂的“讲授式”教学，有着更为清晰的教学目标、教材层次，能够转变过于注重专业理论知识传达的弊端，在短时间内利用网络化教学手段，对学生开展重难点知识的演示教育，以实现单片机C语言程序设计教材大纲规定的教学目标[3]。
2）给予学生充足的可支配时间，培养其自主探究学习能力。分层教学法通过将学生编为不同的学习小组，对其进行分层教学，可以根据现有的课内外教学内容、学生学习状况，展开分层备课、分层授课、分类指导等组织教育，提供更加充足学生自学、师生互动的时间和空间，提高学生课堂中自主学习积极性、探究实践能力。
3）强化教材课程与课外实践教学的结合，满足社会多元化人才需求。由于单片机C语言程序设计课程涉及的教学内容较多，因而针对不同学生鲜明个性、学习情况，实施专业理论与实践的分层教学，既可以增强其课堂理论知识、单片机实践应用能力的掌握，又能够促进单片机C语言程序教材内容、企业实践之间教学融合，真正实现单片机C语言程序设计实践的教学相长，带动学生单片机专业技能实践能力的提高[4-6]。 4 高职单片机C语言程序设计课程教学存在的问题
4.1 单片机C语言程序课教学目标的应试化严重
当前在单片机C语言程序设计课程的教学组织设计中，教师往往以教材大纲为指导，将考试成绩作为主要教学目标，对学生进行专业基础理论、课本案例知识的讲解教育。整个教学流程中，教师既没有考虑到不同学生智力、心理认知与学习状况的差异，又缺乏C语言编程、单片机系统功能实践等内容的教育。因此单片机C语言程序课的程式化、形式化问题严重，不能很好地将C语言编程、电工电子技术进行结合，也很难激起学生参与课堂学习、自主探究的积极性，使得C语言程序设计课程的教学效果较差。
4.2 C语言程序课教学内容、教学方式单一落后
互联网信息技术快速发展背景下，单片机C语言程序设计课程也开始利用多媒体软件、PPT课件，开展基础理论知识、案例实践演练等的教育，但总体而言C语言程序课仍以“讲授式”教育为主，在教学内容与方式的选择、实施方面过于保守。如在单片机原理、系统编程应用的教学中，教师较少设置符合学生需求的教学情境，也并未引入慕课、微课、翻转课堂等在线教育手段，对课内外电工电子C语言程序内容做出汇总，而只是进行单片机使用与操作原理的教学。而从课外实践教育方面来看，C语言程序课教学环节、互动交流方式等的衔接性较差，教师教学过于松散、学生学习非常被动，成为制约正常教育活动开展的重要原因。
4.3 C语言程序课考评方式缺乏客观公正性
高职院校单片机C语言程序设计课程教学中，教师对学生学习状况的考核评价，通常采取平时学习表现+期末考试的评价方案，进行单片机应用、C语言编程等知识技能的综合评价。这一结合课堂学习表现的考评方式，虽然兼顾学生课上、课下的学习情境，但仍旧缺少单片机上机实践、C语言实战演练等考核内容，不能对学生课程理论知识、C语言程序编译能力作出全面考察，也难以反映出学生参与到课外项目实践的真实水平，因而得到的学生学习评价结果缺乏客观公正性。
5 高职院校单片机C语言程序设计课程中分层教学法的应用策略
5.1 构建以学生为主体的分层次课程教学目标
由于不同学生存在着智力思维、个人兴趣、知识学习状况等的差异，所以教师对于单片机C语言程序课教学目标的设置，应建立适用于学生的多层级教学方案。在单片机C语言程序设计教学流程规划、教学内容的设计中，首先要通过问卷调查、谈话等方式，了解不同学生智力水平、理论知识掌握、专业实践能力，设定A、B、C等多元化教学层级，将学生划分为若干个学习小组，对其展开小班授课教学。之后以现有课程教材理论为基础，引入课外多样化教学资源，以及单片机C语言程序实践案例，向学生讲解课程基础理论知识、单片机编程演练实践等内容，深化不同学生对单片机应用、C语言编程的认知理解，提高整个课堂教学、学生学习针对性，使所有学生都能获得不同知识、技能层面的提升。
5.2 加强课程分层教学內容、教学授课模式组织
随着电子科学技术、工业制造等产业自动化水平的提升，高职教师在单片机C语言程序设计课程中，也要紧密迎合新时代信息化教学要求，结合专业人才培养、学生未来发展就业等的需求，对原有课堂教学内容、教育方式做出改革创新。一方面，可以围绕单片机应用原理、C语言编程等教学方向，引入课外多元化内容资源进行分类整理，对学生展开分层次、分阶段的教学内容传达。如对于80C51单片机项目的课程教学，要先展开嵌入式系统芯片、晶振电路、复位电路、数据存储器等硬件的讲解介绍，再进行C语言编程内容的传达。另一方面，引入慕课、微课、翻转课堂等在线教育手段，根据每单元重难点课程知识，加强对学生的分层指导教学，引导学生带着问题去学习、自主探究实践，并设置分层次的在线检测题目，考察不同学生知识掌握和应用的情况，满足其多样化理论知识、实践内容学习需求。
5.3 注重单片机C语言程序课分层次考核评价
为完成单片机C语言程序设计课程教学的全面考核评价，在高职学生单片机应用实践、C语言编程等测试中，教师要设置多样化、分层化的项目考核内容，展开不同学生的差异化学习评价，才能保证课程教学中对学生的学习激励、分层教育指导。如在某一电气系统C语言程序编译与实现的教学评价中，可以针对微处理器、集成电路、并行I/O接口、定时器/计数器等硬件，设置一系列专业考试题目，进行学生基础理论知识掌握的教学评价，然后为不同学生做出A、B、C等层级评分。之后围绕电工电子系统的C语言程序汇编，从程序代码编写、项目功能设计与实现两方面，对学生计算机编程、专业应用实践能力进行客观评价，向其提供具有实践意义的问题解答、教学指导，以实现不同学生主体基本知识、社会实践技能的掌握与提升。
6 结束语
高职单片机C语言程序设计课程教学中，采取传统课程教学、分层教学法相结合方案，进行单片机应用原理、C语言程序编译实践等的分层教学，可以充分调动学生学习积极性、自主探究意识，促进课程专业理论与实践教学目标的达成。因此通过将分层教学法，引入到单片机C语言程序设计课程中，借助多媒体软件、网络在线教育平台，以及课外单片机应用、C语言程序教学资源，加强对学生分层次教育、学习评价，将有效解决课堂教学目标不突出、学生逻辑思维能力不强等问题，以期进一步提高专业课程教学质量。
参考文献：
[1] 曾晓晶，樊斌.“雨课堂”在《C语言程序设计》课程中的应用研究[J].现代计算机（专业版），2017（3）：14-17.
[2] 李一清，王清云.翻转课堂在《C语言程序设计》教学中的应用研究[J].甘肃科技，2017，33（23）：58-59，136.
[3] 杨立，张乐，李霞.基于单片机的“C语言程序设计”课程教学研究[J].无线互联科技，2020（1）：79-80.
[4] 叶景，王辉，简必建，等.基于“智慧学习工场”的MOOC教学资源建设与应用——以《C语言程序设计》课程为例[J].智库时代，2019（28）：135-136.
[5] 李杰，杨文耀，曾令刚，等.电类专业《C语言程序设计》课程教学改革探索[J].电子世界，2018（21）：55，57.
[6] 杨立.电子科学与技术专业C语言课程教学改革[J].无线互联科技，2016（14）：94-95.
【通联编辑：谢媛媛】
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