基于信息化單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用課程教學(xué)設(shè)計(jì)

趙圓圓 唐緒偉 唐晨光

摘要：隨著教育信息化的發(fā)展，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式在應(yīng)用實(shí)踐性的課程中存在極大的局限性。文章探索在信息化背景下單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用課程教學(xué)設(shè)計(jì)改革，以“炫彩流水燈的設(shè)計(jì)與制作”項(xiàng)目為例。采用項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)和理虛實(shí)一體化教學(xué)方法，借助多種信息化手段課前導(dǎo)預(yù)習(xí)、課上導(dǎo)學(xué)習(xí)、課后導(dǎo)拓展的方式，突出以學(xué)生為中心，實(shí)現(xiàn)教師“做中教”，學(xué)生“做中學(xué)”，將工作過(guò)程融入教學(xué)過(guò)程，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī);信息化;教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G712 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2019）31-0268-02

一、引言

單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用是高職學(xué)校應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)的核心課程。這是一門(mén)實(shí)踐性非常強(qiáng)的專業(yè)課程，傳統(tǒng)的教學(xué)模式下學(xué)生都反映這門(mén)課程邏輯性太強(qiáng)，對(duì)于理論基礎(chǔ)薄弱的高職學(xué)生學(xué)習(xí)難度大、缺乏學(xué)習(xí)主動(dòng)性。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，教育信息化應(yīng)用必然成為當(dāng)今教學(xué)改革的大趨勢(shì)。本文以“炫彩流水燈的設(shè)計(jì)與制作”項(xiàng)目為例進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)展示，經(jīng)教學(xué)效果驗(yàn)證，切實(shí)有效地提升了教學(xué)效果，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

二、“炫彩流水燈的設(shè)計(jì)與制作”項(xiàng)目信息化教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）教學(xué)分析

單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用是我院應(yīng)用電子專業(yè)核心課程，本門(mén)課程的授課對(duì)象為應(yīng)電高職專業(yè)二年級(jí)學(xué)生。高職院校的學(xué)生理論基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，對(duì)于實(shí)際操作比較感興趣。在大二學(xué)習(xí)這門(mén)課之前，學(xué)生需要先學(xué)習(xí)數(shù)電、模電，掌握一定的電路知識(shí)，C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)掌握編程能力?！?0后”的同學(xué)有想法、愛(ài)創(chuàng)新，網(wǎng)絡(luò)、智能終端使用熟練，具備了C語(yǔ)言編程基礎(chǔ)。學(xué)生平時(shí)接觸移動(dòng)終端較多，對(duì)于信息化手段的學(xué)習(xí)比較感興趣。本門(mén)課主要培養(yǎng)學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用電路設(shè)計(jì)及程序設(shè)計(jì)能力，讓學(xué)生形成電路設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)的思想。I/O口的輸入輸出驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)為單片機(jī)課程中的基礎(chǔ)，本次課的重點(diǎn)是I/O口的控制方法和流水燈的控制原理。教學(xué)難點(diǎn)是流水燈效果切換軟件設(shè)計(jì)。

（二）總體設(shè)計(jì)

通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)，借助微課、仿真軟件、在線精品課程、教學(xué)實(shí)錄等資源及信息化手段，主要采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)、理虛實(shí)一體化、小組協(xié)作等教學(xué)方法。課前導(dǎo)預(yù)習(xí)、課上導(dǎo)學(xué)習(xí)、課后導(dǎo)拓展的方式，將理論知識(shí)的講解穿插到實(shí)際操作當(dāng)中，學(xué)生通過(guò)直觀的操作去理解原理，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生分析問(wèn)題的能力。

（三）教學(xué)實(shí)施

依托課程教學(xué)平臺(tái)、虛擬仿真軟件和教學(xué)資源庫(kù)等，把教學(xué)過(guò)程分為課前項(xiàng)目準(zhǔn)備、課中項(xiàng)目實(shí)施和課后項(xiàng)目拓展三個(gè)階段，如圖1所示。

1.課前準(zhǔn)備。根據(jù)項(xiàng)目?jī)?nèi)容涉及的知識(shí)點(diǎn)做成微課視頻上傳到學(xué)習(xí)通平臺(tái)中對(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)單元。學(xué)生登錄課程平臺(tái)選擇學(xué)習(xí)單元，領(lǐng)取任務(wù)單，明確本次課程的教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn);觀看流水燈制作的微課視頻，了解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，完成課前測(cè)試。教師根據(jù)測(cè)試成績(jī)不僅可以了解學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握情況，還可以按照層次和個(gè)體差異進(jìn)行分組，實(shí)現(xiàn)學(xué)生間優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，為課中項(xiàng)目學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

2.課中學(xué)習(xí)。課中學(xué)習(xí)又分為四個(gè)環(huán)節(jié)，分別為任務(wù)導(dǎo)入、任務(wù)實(shí)施、實(shí)操訓(xùn)練、作品展示。（1）任務(wù)導(dǎo)入：教師向?qū)W生展示幾張生活當(dāng)中多個(gè)LED裝飾圖片，通過(guò)控制LED的亮滅形成一幅圖案，以達(dá)到美觀效果。同時(shí)播放高年級(jí)學(xué)生自主設(shè)計(jì)的作品視頻，并引出本次課題。從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲，明確本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)，教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。（2）任務(wù)實(shí)施：利用Protues繪制硬件電路圖，教師通過(guò)填數(shù)字游戲分解本次課的重點(diǎn)。利用keil編寫(xiě)流水燈閃爍整體程序，通過(guò)極域電子網(wǎng)絡(luò)分發(fā)給同學(xué)，讓同學(xué)往程序中填數(shù)字0和1，使同學(xué)在趣味學(xué)習(xí)中理解I/O口的控制原理。接著教師和學(xué)生共同討論，八盞燈通過(guò)一個(gè)I/O口怎么去控制。八盞燈剛好對(duì)應(yīng)一個(gè)I/O口的八位，給這八位全部寫(xiě)0八盞燈就會(huì)同時(shí)點(diǎn)亮。彩燈效果的切換為本次課程的難點(diǎn)，采用動(dòng)作分解、一個(gè)周期、無(wú)限循環(huán)這三個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，先將彩燈在一個(gè)周期中的流動(dòng)特點(diǎn)找出來(lái)，一步一步進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，再最終寫(xiě)進(jìn)大循環(huán)，來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求。（3）實(shí)操訓(xùn)練：要求每位同學(xué)打開(kāi)仿真軟件，進(jìn)入虛擬仿真環(huán)境，自主設(shè)計(jì)硬件電路圖，根據(jù)硬件電路進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。軟件每設(shè)計(jì)一個(gè)模塊通過(guò)虛擬平臺(tái)及時(shí)反饋其控制效果，進(jìn)行軟硬件的聯(lián)合調(diào)試。如有疑問(wèn)可以隨時(shí)觀看微視頻或小組討論或查詢論壇。教師巡回指導(dǎo)，實(shí)時(shí)記錄典型操作設(shè)計(jì)。（4）成果展示：實(shí)操訓(xùn)練完畢，每位同學(xué)上傳任務(wù)單，教師根據(jù)任務(wù)單完成情況和巡回檢查情況進(jìn)行綜合點(diǎn)評(píng)和評(píng)分，選出最優(yōu)秀作品。優(yōu)秀作品代表上臺(tái)進(jìn)行效果展示并講解其設(shè)計(jì)思路。

（四）課后拓展

為鞏固學(xué)習(xí)成果提升綜合素質(zhì)，安排了課后拓展這一環(huán)節(jié)，本次課的拓展內(nèi)容為產(chǎn)品成型，包括電路的板的制作和電路板的調(diào)試，通過(guò)多次軟硬件調(diào)試要求學(xué)生最終做出成品，并將產(chǎn)品效果圖上傳至學(xué)習(xí)平臺(tái)。由于學(xué)生層次水平的差異，教師在上課過(guò)程中進(jìn)行了教學(xué)實(shí)錄，對(duì)于基礎(chǔ)較為薄弱的同學(xué)，可以在課后反復(fù)觀看提高。課后對(duì)于學(xué)習(xí)上的困惑，學(xué)生可以登錄相關(guān)論壇進(jìn)行解答，也可以在交流空間進(jìn)行交流討論，或訪問(wèn)教師大學(xué)城空間，也可以通過(guò)相關(guān)的微信公眾號(hào)找尋解決方法。

（五）多元化考核

教師根據(jù)課前、課中任務(wù)的完成情況、巡視檢查情況、學(xué)生的自我評(píng)價(jià)、課后拓展完成情況、綜合完成本次課程的總體評(píng)價(jià)。每個(gè)項(xiàng)目的完成情況按照比例算入最終的期末考核成績(jī)。

三、總結(jié)

“炫彩流水燈設(shè)計(jì)與制作”項(xiàng)目通過(guò)多種信息化手段實(shí)現(xiàn)了課堂內(nèi)外的無(wú)縫延伸。利用多媒體，微課、視頻、仿真軟件、實(shí)踐操作，組織、引導(dǎo)學(xué)生探究學(xué)習(xí)流水燈的控制方式及制作，讓學(xué)生既能掌握流水燈制作理論知識(shí)又能參與到實(shí)踐操作中。經(jīng)綜合評(píng)價(jià)表明，大部分的同學(xué)都達(dá)到了教學(xué)任務(wù)的要求，本次課成功突破了教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)，達(dá)成了教學(xué)目標(biāo)。教師是整個(gè)教學(xué)過(guò)程實(shí)施的引導(dǎo)者，學(xué)生是教學(xué)過(guò)程的實(shí)施者，讓學(xué)生真正地參與到項(xiàng)目設(shè)計(jì)制作當(dāng)中。信息化技術(shù)的應(yīng)用極大地改善了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，使學(xué)生真正地成為學(xué)習(xí)的主體，提升教學(xué)效果。

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