以“半成品”为载体的层次化实践教学模式探究

以“半成品”为载体的层次化实践教学模式探究

朱浩亮

（南宁学院机电与质量技术工程 广西南宁 530200）

摘要：文章以《单片机原理及应用》的实践教学环节为研究对象，论述了以半成品为载体的层次化实践教学模式的实践，实施过程中将验证性实验、提高层实验、设计层实验、自由发挥层实验都设计在一个实际的产品上，将半成品的二次开发过程进行教学化处理，从而将孤立的知识点有机结合形成系统化；此教学模式能够有效的解决传统实践教学过程中的教学个性化空间不够、教学层次化机械刻板、教学与生产实际脱离等问题。

关键词：层次化教学；实践教学；半成品

1 现状与问题

2015年5月13日，国务院发布了《国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》，意见中明确提出双创教育要与专业教育相融合，而实践教学是专业教育的重要环节，是融入双创教育的有效嵌入点。为了使得传统的验证性实验在创新创业教育上得到有效的延伸，国内许多高校（学者）围绕实验项目层次化设计做了不少的研究，也取得了一些成绩。

2 单片机层次化实践教学存在的问题

目前《单片机原理及应用》的实验项目层次大致可以分为基础层、提高层、设计层（开发层/探索层等），改变了以往的以基础验证性为主的实验的一些弊端；但由于很多时候提高层只是在实验难度上有所增加，而设计层往往也是在提高层的基础上融入更多知识点来提高综合性而已，仍然存在以下一些不足：（1）未考虑学生学习能力的差异，统一化的实验过程、内容导致基础好的学生“没事做”，基础差的“没信心”；（2）实验内容个性化不足，缺少创新发挥的空间，实验虽然有层次梯度但学生完成的任务还是一样的，只是完成实验的方法、手段、难度略有所不同而已，这样束缚了学生的创新思维，限制了学生的发挥空间：（3）为了实施差异化，学生被教师主观的划分批次等级（优秀生、中等生、差生），被指定安排学习内容，这种“有色”模式不利于激发学生的学习兴趣以及开发学习潜能，并且一定程度上也增加了教师的工作量；（4）实验项目的技术应用性体现不够，实验都是在实验箱（实验台）开展，导致学生按部就班的操作设备，不能挖掘实验背后的实际应用层面。

3 层次化实践教学模式构建与实施

以“半成品开发”为载体的层次化实验教学模式的设计理念是，将验证性实验、提高层实验、设计层实验、自由发挥层实验（创新性实验）都设计在一个实际的产品上，而不是在实验设备上进行实验。在实际的教学过程中，学生不需要设计制作产品，而是在半成品上完成最后一道工序（模块）的设计与验证（对应验证性实验），在完成作品基本功能时还可以通过所学知识改良产品的某些性能（对应提高层实验），另外还可以在前两层实验的基础上扩展一些产品的新功能、新应用场景（对应设计层、发挥层实验），从而使得学生在完成实验验证的同时还实现了产品的功能设计。

3.1教学内容的解构与重构

根据《单片机原理与应用》的教学大纲要求将课程的实践教学内容进行了解构，将原有的8个实验项目分别以立方灯、篮球计分器、脉搏测量仪等6个半成品为载体进行重构，孤立的知识点有机结合形成系统化，最后再将半成品的二次开发过程进行教学化处理。所设计的六个实验作品，期中每个独立的作品可以完成传统实验中所有的项目，但侧重点不同，每个作品又留有一些接口供学生进行自由发挥；作品的清单及对应的各层次实验如下表1所示。

表1：单片机课程层次化实验“半成品”列表

3.2教学模式的实施及评价

以南宁学院2016电气工程及其自动化专业为例，选择1班与2班共80名学生作为研究对象，其中1班42名学生作为实验组，采用基于“半成品”为载体的层次化实践教学模式；2班共38名学生作为对照组，采用传统的实验教学模式（在实验箱上开展）。经过调查这两个班在生源结构、男女比例、班级规模、学习基础、期末综合成绩（上一个学期）等都具有可对照性。

研究的过程中，为了客观的评价教学效果，筛选了教学满意度、实验考核优秀率、期末试卷卷面成绩、调查问卷考核这四个维度进行了统计。其中实验满意度调查委托第三方，由班级辅导员采用匿名方式获取；实验考核为同一套实验考题也由第三方完成；问卷考核是指课程结束半年后再“回头看”，考核学生对于课程知识掌握的时效性。通过一年的跟踪采样，得到了如下表2的实验数据：

表2：教学评价统计分析表

从表2中可以看出学生满意度实验组明显要高于对照组，通过满意度问卷分析学生对于实验的兴趣度这一选项实验组明显要高；从实验的优秀率分析，实验组也要高一些（但样本量较少），主要是实验中“优秀生”可以得到更多的自由发挥空间；从期末试卷的成绩来分析实验组也稍高于对照组，从试卷题目中分析其主要差距在试卷中的“程序题”这一方面；而通过问卷考核数据分析（课程结束半年后测试），实验组的分数要明显高于对照组，说明了“层次化”教学模式的时效性明显要优于传统教学，可以帮助学生更好的理解及记忆课程的知识点。

4 结束语

通过以“半成品”为载体的层次化实践教学模式实施，将传统实践教学中的实验嫁接在一个与现实生活紧密结合的产品中，能够很好的帮助学生将知识与应用结合起来，激发了学生学习的兴趣，一方面能够较好的回答学生“课程有什么用”的问题，另一方面由于实验项目具有较大的个性化发挥空间，一定程度上也提高了课程的挑战度、创新性与高阶性；这种教学模式极大的释放了个性化学习空间实现了差异化的实验教学，能有效的激发学生创造性、创新性思维，实现双创教育与实验课程的有机融合。因此该教学模式在层次化实验教学的设计中具有一定的参考价值。

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基金项目：2018年度广西高等教育本科教学改革工程项目（2018JGZ155）；2017年南宁学院校级教改课题（2017XJJG04）；2018年邕宁区科学研究项目（20180309A）

作者简介：朱浩亮,男,汉族,浙江永康人,副教授,研究方向:开关电源、电子技术应用．