信息化教學(xué)模式在單片機教學(xué)中的應(yīng)用研究

梁波 田亞立

摘? 要 介紹單片機課程教學(xué)現(xiàn)狀及信息化教學(xué)模式對單片機課程教學(xué)的意義，研究并實踐信息化教學(xué)模式在單片機課堂教學(xué)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 高職;信息化教學(xué)模式;單片機課程;云班平臺;微課

中圖分類號：G712? ? 文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）09-0108-03

1 單片機課程教學(xué)現(xiàn)狀與信息化教學(xué)模式

單片機課程教學(xué)現(xiàn)狀? 單片機是很多高職電子信息類專業(yè)開設(shè)的核心課程，是電子、自動化、機電一體化、物聯(lián)網(wǎng)等工作崗位的工程技術(shù)人員必須掌握的專業(yè)技術(shù)。然而，由于單片機的特點，單片機教學(xué)存在諸多困難。

單片機課程主要學(xué)習(xí)單片機的基礎(chǔ)知識及各種應(yīng)用開發(fā)技術(shù)，以C語言為基礎(chǔ)，對單片機的硬件和軟件進行設(shè)計。針對其教學(xué)內(nèi)容，大多數(shù)高職院校單片機教師會以項目為載體，采用任務(wù)驅(qū)動方式的教學(xué)方法，增強學(xué)生的綜合實踐能力并提高學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度。也有教師設(shè)計機器人實驗裝置應(yīng)用于單片機教學(xué)，利用機器人平臺進行單片機教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還可以選拔學(xué)生參加機器人大賽[1]?？梢?，單片機教學(xué)在各高職院校做得都很有特色。

信息化教學(xué)模式? 信息化教學(xué)模式是一種隨著計算機技術(shù)發(fā)展、多媒體技術(shù)應(yīng)用以及局域網(wǎng)和因特網(wǎng)普及而逐漸成長起來的以學(xué)生為中心、教師為主導(dǎo)的現(xiàn)代化新型教學(xué)模式[2]。在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，大部分高職院校已踏入信息化教學(xué)改革的浪潮中，特別是隨著每年全國舉辦的職業(yè)院校信息化教學(xué)大賽的開展，不斷推動著高職課程教學(xué)改革趨于信息化?？梢哉f，在課程中靈活運用信息化教學(xué)模式是未來教學(xué)的必然趨勢。

信息化教學(xué)模式對單片機課程教學(xué)的意義? 與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比較，信息化教學(xué)模式信息源豐富、知識量大，有利于情境的創(chuàng)設(shè)，提高學(xué)生的主動性、積極性;有利于因材施教，實現(xiàn)個別化教學(xué);有利于學(xué)生互助互動，開展協(xié)作式學(xué)習(xí);有利于學(xué)生創(chuàng)新精神和信息能力的發(fā)展。信息化教學(xué)模式結(jié)合課堂應(yīng)用與教學(xué)實踐，形成一個以課前、課內(nèi)、課后活動一體化為基本特征的新型教學(xué)方法，從而提升教學(xué)質(zhì)量。

2 信息化教學(xué)模式在單片機課程教學(xué)中的改革與實施

單片機原理與應(yīng)用課程涉及廣泛的基礎(chǔ)知識，綜合了電工基礎(chǔ)、電子技術(shù)、計算機原理、自動檢測技術(shù)、C語言、匯編語言等課程。實踐方面，學(xué)生要通過裝有Keil 4軟件和Proteus仿真軟件的計算機，實現(xiàn)單片機硬件電路的設(shè)計和軟件編程并調(diào)試成功，同時完成元器件的焊接、調(diào)試，實現(xiàn)從設(shè)計到產(chǎn)品的整個過程。在教學(xué)內(nèi)容多、雜且教學(xué)課時有限的情況下，教師教好單片機課程，學(xué)生學(xué)好單片機課程，具有一定的挑戰(zhàn)性。

從分析學(xué)生的認知水平和學(xué)習(xí)需求入手，對單片機課程進行信息化教學(xué)模式改革。通過對電氣自動化專業(yè)人才培養(yǎng)方案和課程標(biāo)準的分析，從專業(yè)能力、方法能力和社會能力三個方面重新界定教學(xué)目標(biāo)，主要是培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和信息素養(yǎng)。在每個項目結(jié)束時，要求學(xué)生完成簡單的小制作，通過任務(wù)驅(qū)動形式使學(xué)生掌握LED燈、數(shù)碼管、中斷、計數(shù)器的基本原理，完成相應(yīng)的程序設(shè)計和硬件設(shè)計。

信息化教學(xué)過程? 依據(jù)單片機課程目標(biāo)和學(xué)情，利用互聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)平臺，有效整合單片機教材、行業(yè)標(biāo)準、參考資料等，將Proteus仿真軟件、Keil編譯軟件、產(chǎn)品制作視頻、微課，以及云班平臺、教師軟件等資源和工具融合為一體，使教學(xué)過程最優(yōu)化。利用信息技術(shù)，將整個教學(xué)過程擴展到課前準備、課內(nèi)教學(xué)和課后提升及反思三個環(huán)節(jié)。

1）課前準備。課前準備讓學(xué)生在上課之前完成，要有一定的自學(xué)保障且必須完成，因為課前學(xué)習(xí)與后續(xù)課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容密切相關(guān)。因此，課前準備的內(nèi)容設(shè)計就顯得尤為重要，它直接影響課堂學(xué)習(xí)的效果，是教師有效組織課堂的重要保證。本課題采用課前學(xué)習(xí)任務(wù)單指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，確保學(xué)生課前準備的效果。

此環(huán)節(jié)，教師在上課前一個工作日內(nèi)，通過云班平臺將任務(wù)單發(fā)送給學(xué)生。需要提前學(xué)習(xí)知識點的課程，教師在資源庫中上傳相關(guān)視頻或微課課程，明確任務(wù)單中學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容，完成學(xué)習(xí)后的相關(guān)試題。需要提前準備討論的課程，教師給出討論主題，讓學(xué)生在云班平臺上完成，教師也可以參與討論。需要學(xué)生課前了解某產(chǎn)品的控制過程時，通過問卷調(diào)查，使學(xué)生掌握產(chǎn)品的控制過程?？傊n前準備是根據(jù)新課的教學(xué)目標(biāo)來設(shè)定的，為上好新課做好準備，形式上應(yīng)靈活多變。

采用信息化手段構(gòu)建的課前自學(xué)環(huán)節(jié)，強調(diào)基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)及應(yīng)用，有效解決了以往學(xué)生課前學(xué)習(xí)盲目，自學(xué)不充分，行業(yè)規(guī)范、職業(yè)素養(yǎng)內(nèi)容課堂講解不充足，學(xué)習(xí)興趣不高等問題，為教師展開課堂教學(xué)奠定良好的課前基礎(chǔ)[3]。

2）課內(nèi)教學(xué)。教師通過云班平臺，結(jié)合學(xué)生自學(xué)的相關(guān)數(shù)據(jù)，掌握學(xué)生課前學(xué)習(xí)情況，分析教學(xué)重、難點，在課內(nèi)教學(xué)環(huán)節(jié)采用多種信息化手段。本課題采用項目教學(xué)，每次課都會有任務(wù)需要學(xué)生完成。課內(nèi)教學(xué)環(huán)節(jié)大部分課程都是由確定任務(wù)、制訂計劃、任務(wù)實施、任務(wù)提交、任務(wù)小結(jié)、知識延伸六個環(huán)節(jié)構(gòu)成。確定任務(wù)，教師采用創(chuàng)設(shè)工作情境的方式引入任務(wù)，通過微課、動畫、視頻、圖片或者文字引出本次課程的任務(wù);制訂計劃，學(xué)生分小組討論，制定實施任務(wù)的步驟，由教師審核并確定任務(wù)實施步驟;任務(wù)實施，根據(jù)上一環(huán)節(jié)確定的步驟，有序進行任務(wù)實施;任務(wù)提交，學(xué)生分小組完成任務(wù)后，通過云班平臺提交完成的圖片或視頻，以便教師能夠及時反饋學(xué)生完成的情況;任務(wù)小結(jié)，教師與學(xué)生共同總結(jié)任務(wù)實施過程中出現(xiàn)的問題及閃光點，通過這些閃光點來表揚鼓勵學(xué)生，主要目的是激發(fā)學(xué)生的信心及學(xué)習(xí)興趣，將學(xué)生編好的不同思路的程序展現(xiàn)給大家，以便拓展學(xué)生的編程思路;知識延伸，通過教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題、與任務(wù)相關(guān)的內(nèi)容、當(dāng)前與任務(wù)相關(guān)的最新技術(shù)等，提煉總結(jié)，通過圖片或視頻的方式培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)或開闊學(xué)生的眼界。

課內(nèi)教學(xué)環(huán)節(jié)，利用課件、仿真、編輯軟件、網(wǎng)絡(luò)平臺等方式給學(xué)生講解相關(guān)知識點，再將學(xué)生分為兩人一組，可以進行獨立仿真、合作仿真、共同探討、師生互動等方式，快速、高效完成小組任務(wù)。課內(nèi)教學(xué)注重培養(yǎng)學(xué)生的團結(jié)合作精神和獨立解決問題的能力。這個環(huán)節(jié)，教師起到對重點內(nèi)容示范和難點知識引導(dǎo)與突破的作用，更加注重對教學(xué)內(nèi)容的指導(dǎo)與引領(lǐng)。

3）課后提升及反思。課后提升，課后教師將根據(jù)本課程所學(xué)的知識點編制相應(yīng)的試題，并在云平臺上分發(fā)給學(xué)生。學(xué)生完成實踐操作后，再通過相關(guān)的試題加以鞏固，取得了良好的效果。

課后反思是完成每一個項目后，教師會發(fā)送課堂教學(xué)滿意度調(diào)查表讓學(xué)生填寫，根據(jù)云平臺上學(xué)生的反饋問題，及時調(diào)整教學(xué)方法，取得最佳的教學(xué)效果。

信息化教學(xué)評價? 在單片機教學(xué)過程中，采用“教—學(xué)—做”一體化的教學(xué)方法，不僅有教師的講授，學(xué)生還要不停地動手上機編程、仿真和實際制作小產(chǎn)品。所以，講授、學(xué)習(xí)、思考、練習(xí)、討論、總結(jié)一直貫穿于學(xué)生的學(xué)習(xí)過程。因此，合理、科學(xué)的教學(xué)評價十分重要，要能公平、公正、真實地評價出學(xué)習(xí)成果。在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，有些教師通過試卷給出結(jié)論性的評價結(jié)果，也有教師通過過程考核，但計算課程成績是煩瑣、費時和麻煩的。在這種情況下，信息技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)評價中勢在必行。

1）信息化評價的含義。教學(xué)信息化評價就是結(jié)合科學(xué)的教學(xué)原理和合適的教學(xué)目標(biāo)，以信息技術(shù)為載體，通過運用現(xiàn)代教育思想和教學(xué)方法對教學(xué)過程進行全面判斷和考查的過程[4]。

2）信息化教學(xué)評價對學(xué)生學(xué)習(xí)的影響。信息化教學(xué)評價對學(xué)生的學(xué)習(xí)和教師的教學(xué)起著反饋作用。信息評價可以突破時間和空間的限制，學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)平臺實時掌握自己在各項任務(wù)中的問題和成績。學(xué)生可以利用互聯(lián)網(wǎng)上的各種交流工具與教師實時在線交流，向教師提問，解決疑惑。在這個過程中，學(xué)生不僅可以主動完成教師布置的任務(wù)，提高成績，還可以培養(yǎng)自我評價意識和對自己負責(zé)的態(tài)度。因此，信息化教學(xué)評價可以促進學(xué)生對單片機課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在完成學(xué)習(xí)任務(wù)過程中及時獲得反饋，獲得更多的學(xué)習(xí)資源，擴展知識和經(jīng)驗，獲得更好的發(fā)展。

3）信息化教學(xué)評價在單片機課程中的實施。本系單片機課程信息化教學(xué)評價是在藍墨云班課平臺的幫助下完成的，采用過程評價和實操考核相結(jié)合的方法，其中過程評價占總成績的70%，實際考核占30%。為了方便計算，本課程使用1000個經(jīng)驗值代替滿分。根據(jù)該比例，過程考核分得700個經(jīng)驗值，實操考試分得300個經(jīng)驗值。

過程考核包括考勤、任務(wù)得分、閱讀資源資料、觀看微課、課后習(xí)題、頭腦風(fēng)暴等。由于本課程的整體設(shè)計中包括五個項目13個任務(wù)，根據(jù)任務(wù)的難易程度，每個任務(wù)分得的課時不同;根據(jù)任務(wù)中包含的知識點，每個任務(wù)又由多個子任務(wù)構(gòu)成;每個任務(wù)的教學(xué)方法不同，學(xué)生活動也不同。如果過程考核按照任務(wù)給出成績，會相當(dāng)復(fù)雜煩瑣。由此，本課程的過程考核是按照上課次數(shù)分得相應(yīng)的經(jīng)驗值。單片機學(xué)時60學(xué)時，上課30次，每次課分得的經(jīng)驗值約為24個，教師根據(jù)每節(jié)課不同的教學(xué)方法和不同的活動分配這24個經(jīng)驗值。每次課的考核都是在云班平臺上完成，學(xué)生可以實時查看自己的成績與班級排名，很好地激發(fā)學(xué)習(xí)動力。

實操考試是在學(xué)期末進行，每位學(xué)生從實操題庫中抽取實操題在規(guī)定時間內(nèi)完成，由教師評分。整個教學(xué)過程的考核也是在云班平臺上完成，既省去教師計算成績的繁雜，也能監(jiān)督管理教學(xué)活動，使很多教學(xué)活動得到良好的教學(xué)評價。整個教學(xué)評價是無紙化的，信息化教學(xué)評價得到很好的實現(xiàn)。

3 教學(xué)改革效果

信息化教學(xué)模式擺脫了以教材和教師為中心的桎梏，使學(xué)生有了更廣闊的學(xué)習(xí)空間。經(jīng)過教學(xué)改革，本課題在以下幾個方面取得良好的效果。

轉(zhuǎn)變師生角色，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣? 信息技術(shù)在單片機教學(xué)中的應(yīng)用使教學(xué)模式發(fā)生變化，學(xué)生的興趣和態(tài)度也發(fā)生相應(yīng)變化。在教學(xué)過程中，根據(jù)教材，適時地利用豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，使學(xué)生容易獲得生動、具體的感性資源，有利于學(xué)生對課程內(nèi)容和學(xué)習(xí)目標(biāo)的理解。

培養(yǎng)學(xué)生獨立、自主、合作、探究的學(xué)習(xí)能力? 單片機課程不但讓學(xué)生學(xué)到一定的知識，而且讓學(xué)生自己探索和發(fā)現(xiàn)知識，培養(yǎng)學(xué)生獨立完成工作任務(wù)的專業(yè)能力、分析和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作意識和社會責(zé)任及創(chuàng)新精神。

4 結(jié)語

在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，將信息技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)，促進信息技術(shù)與教學(xué)深度結(jié)合，突破傳統(tǒng)的教學(xué)方法，創(chuàng)新教學(xué)模式，應(yīng)用信息化教學(xué)評價體系，使單片機教學(xué)質(zhì)量得到提高。另一方面，信息化教學(xué)改革仍需要教師積極面對信息時代的挑戰(zhàn)，不斷提升信息素養(yǎng)，提高教學(xué)效率，探索一條適應(yīng)信息時代發(fā)展的單片機教學(xué)之路，培養(yǎng)符合時代需求的高素質(zhì)技能型人才。

參考文獻

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[2]范志剛，李斯，閻國鋼.在大學(xué)課堂教學(xué)中構(gòu)建手機信息化教學(xué)模式的探討[J].中國高等醫(yī)學(xué)教育，2013（11）：42-43.

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