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淺析基于建構主義理論的高職單片機教學方法的探討

摘要:對高職學生學習單片機時遇到的困難及授課過程中存在的問題進行分析，結合建構主義理論學習的方法，改變傳統的教學方式，激發學生學習單片機的熱情，提高學生的學習效率。
1、概述：
    《單片機應用技術》課程是一門理論與實踐性均很強的學科，是工科電類專業一門很重要的專業基礎課。該課程作為機電一體化專業最重要的核心課程之一，它是“機電一體化”高素質復合技能型人才所需全部自動控制類知識結構的載體，占據著相當重要的地位。傳統的單片機教材和教學過于重視知識體系的演繹和推理，加之單片機課程本身所固有的抽象性，使大多數學生對單片機課程產生了畏懼心理，以至于影響了他們學習的積極性，使之變成了“問題課程”，不僅對學生的后續專業課的學習形成了一定困難，也對開展教學質量工程產生了消極影響。因此，對單片機課程進行教學改革是十分必要的。結合建構主義理論就高職中單片機的教學改革作了一定的探索。
2、高職高專中單片機學習的現狀：
　　目前的職業教育院校教師受傳統的“一次性教育”影響很深，總是希望在學校里將盡可能完整的知識系統灌輸給學生，沒有考慮建立“自我學習，終生學習”的現代學習觀。在《單片機應用技術》的授課過程中重視知識的傳授、積累，忽視學生學習能力的培養、訓練。傳統的單片機技術[0教學一般均以學科體系為出發點，注重課程本身的體系結構和前后的邏輯聯系，以單片機的結構為主線，先講單片機的硬件系統，然后是指令，再次是軟件編程，接著是單片機系統的擴展和各種外圍器件的應用，最后再講一些實例。對于大部分的學生來說，第一部分硬件結構內容抽象，不易理解，只能死記硬背，第二部份一開始就是尋址方式，更加抽象，好多人直到學完單片機還不能理解尋址方式究竟是什么意思，不知道為什么需要這么多尋址方式，學習到指令部分，111條指令，不分重點，依次記下來，需要大量的時間和耐心，第三部份是編程，如果說前面的東西不能理解，還能靠記憶來獲得知識的話，這部份就需要的是理解和掌握了，如果先前沒學過編程，短時間內很難掌握編程的有關知識，更不必說編程技巧了，最后課程還沒有學完，部分同學可能就會出現放棄學習單片機的想法。現在大部分的教材、教學過程安排上沒有考慮學生的接受能力，使得學習的過程是一個充滿不斷挫折的過程，于是很多人認為單片機很難學習，從一開始學習時的熱情高漲，到最后的沮喪放棄，使得大家對單片機產生了既愛又怕的感覺。
    作為職業技術院校的專業教師，我們的任務是在了解學生短處的同時更要找出學生的長處，要了解學生的興奮點，引導學生的興趣，建立學生的自信心。為此必須要研究新的教學理念，按照職業教育的特點和認知規律來設計課程，安排教學，以實現師生之間的良勝互動。
3、建構主義的學習觀：
    當代建構主義者主張，世界是客觀存在的，但是對于世界的理解和賦予意義卻是由每個人自己決定的。由于我們的經驗以及對經驗的信念不同，于是我們對外部世界的理解便也迥異。所以，學習不是由教師把知識簡單地傳遞給學生，而是由學生自己建構知識的過程。學生不是簡單被動地接收信息，而是主動地建構知識的意義，這種建構是無法由他人來代替的。
    建構主義學習理論口認為學習是學習者在外部環境下(包括書本、學習設備、教師、同學甚至整個社會)主動建構意義的過程。按這個理論，學習者是學習主體，環境是促進因素，學習是從簡單到復雜的意義建構，思考與反思是其中重要的過程。建構主義教學模式把過去若干學習理論與經驗較好地統一起來，設法利用信息技術來營造優化的學習環境，以促進學生高效學習，提高學習質量。
4、建構主義的教學觀：
    建構主義者強調學習的主動性、社會性和情境性，對學習和教學提出了許多新的見解。
4.1教學不能無視學習者的已有知識經驗，簡單強硬地從外部對學習者實施知識的“填灌”，而是應當把學習者原有的知識經驗作為新知識的生長點，引導學習者從原有的知識經驗中，生長新的知識經驗。
4.2教師不是知識權威的象征，也不單是知識的呈現者，而應該重視學生自己對各種現象的理解，引導學生豐富或調整自己的解釋。教師是意義建構的幫助者、促進者，而不是知識的提供者和灌輸者。學生是學習信息加工的主體，是意義建構的主動者，而不是知識的被動接收者和被灌輸的對象。
5、建構主義理論在單片機教學改革中的應用：
    基于建構主義學習環境下的教學設計原則，將單片機課程內容劃分成模塊、任務體系結構，即將整門課程劃分為多個模塊，模塊之間按照科學性、連貫性，由簡到繁、由易到難程度安排其教學的先后順序，每一模塊由一個或多個任務組成。
    現將單片機的第一部分基礎知識的學習過程剖析如下:
    構建第一模塊，能力目標是，完成單片機的入門學習，用單片機完成初級的控制設計要求。在第一模塊中，給學生布置兩項任務，要求學生自主完成。任務一:設計發光管的閃爍，通過本次任務，旨在使學生自主學習如下的知識體系:單片機的基礎知識;單片機引腳功能;指令初步知識;編程器的使用;存儲器組織結構。任務二:設計鍵控燈亮，通過本次任務旨在使學生自主完成:指令的繼續學習;輸人、輸出含義的理解;并行口結構的掌握。布置任務時，首先由教師介紹課程任務的應用環境，注意事項、講解預備知識后，給出解決該任務的基本思路，再由學生根據教師的引導進行查找資料、編程、上機調試，讓學生自己進行分析，通過同學之間的交流，對比，共同歸納、總結，得出結論，完成單片機第一部分，基礎知識的學習。整個教學過程充分發揮了學生學習的主體作用，他們的學習熱情能夠被充分地調動起來。教師需要對學生實驗過程中的重點、難點、關鍵點、及學生操作過程中存在的問題進行實時點評。教師在這個過程中起到了引導作用。
    經過多個任務的學習、實踐與積累，化解了單片機課程學習中的難點，強調了學習中的重點。逐漸提高了學生解決單片機實際問題的能力，學生也將單片機的重點知識、重點指令很深刻地留在腦海中，學習效果有了保證。
    在整個的學習過程中，首先強調了建構主義理論中的以學生為中心原則，發揮了學生的首創精神。讓學生根據任務，學習、收集、應用他們所學的知識。根據自身實踐的反饋信息來形成對單片機的基本認識和解決實際問題的方案。其次強調了建構主義理論中的“協作學習”對建構的關鍵作用，學生之間的相互探討，交互作用，對于學習內容的理解(即對知識意義的建構)起著關鍵性的作用。再者強調了在建構主義學習理論指導下的教學設計應是針對學習環境的設計而非教學環境的設計。教學意味著更多的控制與支配，而學習則意味著更多的主動與自由。強調了教師的作用是幫助學習者明確信息資源應如何獲取、從哪里獲取，以及如何有效地加以利用等問題，用于支持學生的自主學習和協作式探索。
6、總結：
建構主義者重視學習活動中學生的主體性作用，重視學生面對具體情境進行意義的建構。在目前的單片機教學存在的問題中，恰恰有著建構主義者所批評的種種弊端，所以，建構主義的學習和教學觀點對我們目前的單片機教學改革來說是很有啟發的。

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