信息技術(shù)與《機載計算機控制技術(shù)》教學(xué)融合研究

文一娜 羅德凌

（長沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙 410124）

《機載計算機控制技術(shù)》是一門技術(shù)很強且比較抽象的課程，利用現(xiàn)代信息技術(shù)，采用動畫模擬的方式來展示復(fù)雜的內(nèi)容，營造接近真實的環(huán)境，能夠促進課堂教學(xué)的有效開展。在教育現(xiàn)代化背景下，信息技術(shù)與高等教育逐步走向深度融合，教師需要緊跟時代步伐，不斷完善自身知識體系，結(jié)合《機載計算機控制技術(shù)》課程的特點，利用C語言編程和機載計算機系統(tǒng)仿真、熟練地掌握Keil C51軟件編輯機載計算機控制程序的過程及編譯調(diào)試方法、能使用Proteus軟件對機載計算機控制硬件電路進行設(shè)計、能將Proteus軟件與Keil軟件進行結(jié)合，對機載計算機控制軟硬件進行聯(lián)合調(diào)試。充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)的獨特優(yōu)勢，加快現(xiàn)代教育智慧化發(fā)展。

1 信息技術(shù)在《機載計算機控制技術(shù)》教學(xué)中的作用

1.1 課堂教學(xué)演示的工具

在《機載計算機控制技術(shù)》課程教學(xué)中，利用信息技術(shù)制作教學(xué)課件，通過PPT或FLASH等方式展示教學(xué)內(nèi)容，采用直觀的方式呈現(xiàn)相關(guān)知識點的動態(tài)變化過程，形成一個完善的知識鏈，提高學(xué)生對《機載計算機控制技術(shù)》內(nèi)容的理解。利用信息技術(shù)將內(nèi)容多而零碎、枯燥抽象的知識講得條理清楚、形象生動，使教學(xué)各環(huán)節(jié)銜接更自然，獲得傳統(tǒng)模式所無法實現(xiàn)的教學(xué)功能。

1.2 師生課堂交流的媒介

《機載計算機控制技術(shù)》是一門實踐性比較的強課程，利用教學(xué)網(wǎng)絡(luò)等硬件搭建教學(xué)平臺，有利于師生之間互動，對學(xué)生進行個別化的輔導(dǎo)，在課堂中師生之間就存在的問題、疑點和難點進行交流，可以更快速、優(yōu)質(zhì)、高效地幫助學(xué)生掌握課堂教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)不同學(xué)生的認知水平、學(xué)習(xí)能力以及自身素質(zhì)，教師有針對性的開展教學(xué)，發(fā)揮學(xué)生的長處，彌補學(xué)生的不足，可以實現(xiàn)個性化教學(xué)及個別輔導(dǎo)。

1.3 教學(xué)資源環(huán)境的生成

《機載計算機控制技術(shù)》是航空類專業(yè)的課程，內(nèi)容涉及到機載計算機的硬件和結(jié)構(gòu)原理、單片機的原理、串行通信電路、機載監(jiān)控等方面的內(nèi)容，在教學(xué)中無法全部用實體的形式展示出來。利用Proteus軟件對機載計算機控制硬件電路進行設(shè)計，能幫助學(xué)生利用信息技術(shù)掌握課程學(xué)習(xí)的內(nèi)容，從而也能極大的豐富《機載計算機控制技術(shù)》的教學(xué)資源，這種整合強調(diào)學(xué)生在對大量信息進行快速提取時，對信息進行重新整理、優(yōu)化組合和加工運用，因而能將大量知識進行內(nèi)化，變成自己的東西。

1.4 有利于開展研究性學(xué)習(xí)

信息技術(shù)與課堂教學(xué)整合的目的是為了實現(xiàn)課堂教學(xué)的最優(yōu)化，培養(yǎng)學(xué)生的信息處理能力、信息分析能力、邏輯思維能力和語言表達能力，成為新知識構(gòu)建的載體。許多教學(xué)軟件都可以為研究性學(xué)習(xí)提供良好的界面支持，根據(jù)課程內(nèi)容，利用多媒體集成工具或web開發(fā)工具將需要呈現(xiàn)的課程內(nèi)容，在友好交互式多媒體的基礎(chǔ)上進行集成處理，將超文本轉(zhuǎn)換為數(shù)字學(xué)習(xí)資源。利用軟件KEIL設(shè)計電路，仿真整個電路的工作過程，并通過多媒體進行直觀展示和可視化，能夠幫助學(xué)生更好地掌握教學(xué)內(nèi)容。

2 信息技術(shù)與《機載計算機控制技術(shù)》課程融合模式

在采用JiTT教學(xué)模式時，主要借助網(wǎng)絡(luò)平臺將各種學(xué)習(xí)任務(wù)發(fā)布給學(xué)生，學(xué)生在課下預(yù)習(xí)與復(fù)習(xí)總結(jié)，完成相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)。在具體的實施過程中，教師需要將《機載計算機控制技術(shù)》課程中相關(guān)教學(xué)內(nèi)容、實驗、資源等制作成短視頻等，并將其發(fā)布到班級學(xué)習(xí)平臺中，具體的實施步驟如下：

2.1 課前階段

第一，教師結(jié)合《機載計算機控制技術(shù)》的教學(xué)內(nèi)容，將課程學(xué)習(xí)的重點與難點發(fā)布在學(xué)習(xí)平臺中，并針對具體學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，將相關(guān)測試試題一同發(fā)布，要求學(xué)生能按時完成預(yù)習(xí)內(nèi)容，教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的要求，設(shè)定學(xué)習(xí)任務(wù)的完成時間，并督促學(xué)生完成課前學(xué)習(xí)任務(wù)。

第二，學(xué)生利用學(xué)習(xí)資源，針對教師設(shè)定的教學(xué)目標，在信息化教學(xué)平臺上學(xué)習(xí)教師提供預(yù)習(xí)的學(xué)習(xí)資源，完成課前預(yù)習(xí)的內(nèi)容，完成教師發(fā)布的作業(yè)，并對自己的預(yù)習(xí)情況進行反思，并利用學(xué)習(xí)平臺與同學(xué)進行交流互動。

第三，教師利用平臺記錄功能，閱覽學(xué)生上傳的預(yù)習(xí)問題答案，對學(xué)生的交流互動情況、預(yù)習(xí)試題完成情況進行評價。根據(jù)收集到的學(xué)生基礎(chǔ)情況和需求及時調(diào)整課堂教學(xué)方案。

2.2 課后學(xué)習(xí)階段

第一，教師發(fā)布課后復(fù)習(xí)鞏固的視頻與作業(yè)，將《機載計算機控制技術(shù)》網(wǎng)絡(luò)教學(xué)視頻、重難點解析等發(fā)布到學(xué)習(xí)平臺，并將檢測題庫、課外知識拓展等相關(guān)資源發(fā)布到平臺，設(shè)置截止時間，要求學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺、進行交流討論，交流心得，并完成課前檢測題。

第二，學(xué)生利用在線學(xué)習(xí)平臺學(xué)習(xí)教師提供的教學(xué)資源，完成教師發(fā)布的作業(yè)，鞏固拓展知識技能，完成課程的在線模擬實驗與仿真等實踐操作內(nèi)容，進行在線測考，教師在線對學(xué)生的學(xué)習(xí)進行指導(dǎo)。學(xué)生在互動的過程中，要進行學(xué)習(xí)反思，并將反思的心得體會上傳學(xué)習(xí)平臺，供班級同學(xué)分享。

第三，教師查閱作業(yè)完成情況，對學(xué)生進行評價，展示優(yōu)秀作業(yè)。通過評價來分析教學(xué)質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)教學(xué)中存在的問題。教師對學(xué)生的評價主要包括學(xué)生在線學(xué)習(xí)的時長、在線交流情況、發(fā)布帖子、在線提問、幫助同學(xué)解決問題、與師生互動的情況、資源利用的情況、作業(yè)提交情況、完成在線測試的成績等。

2.3 課中教學(xué)

《機載計算機控制技術(shù)》主要采用“任務(wù)驅(qū)動探究式”教學(xué)，教師將學(xué)生分為若干個小組，學(xué)生通過自主探究、合作學(xué)習(xí)方式學(xué)習(xí)，系統(tǒng)的平臺能夠記錄學(xué)生資源利用、學(xué)習(xí)痕跡等。

第一，創(chuàng)設(shè)《機載計算機控制技術(shù)》課程教學(xué)情境。由于大部分課程教學(xué)內(nèi)容以實踐操作為主，在進行教學(xué)時，教師利用信息技術(shù)工具為學(xué)生提供真實的情境與學(xué)習(xí)資源，激發(fā)學(xué)生參與主動學(xué)習(xí)興趣。

第二，發(fā)布任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生思考。學(xué)生在了解學(xué)習(xí)任務(wù)之后，教師需要指導(dǎo)學(xué)生如何利用學(xué)習(xí)資源，引導(dǎo)學(xué)生處理在任務(wù)探究過程中遇到的問題，并引導(dǎo)小組分解任務(wù)，制定任務(wù)學(xué)習(xí)目標。

第三，自主探究，自主學(xué)習(xí)。學(xué)生在領(lǐng)取任務(wù)之后，利用網(wǎng)絡(luò)資源進行學(xué)習(xí)，整個過程包括分析、加工、處理學(xué)習(xí)資源，完成教師布置的任務(wù)與作用，教師要實時對學(xué)生進行指導(dǎo)，提供學(xué)習(xí)資源與學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)，幫助學(xué)生解決問題。

第四，分組討論，協(xié)作交流。學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)之后，在小組內(nèi)進行總結(jié)提高，直到形成解決問題的方案。然后，小組之間進行討論，教師要善于發(fā)現(xiàn)學(xué)生的閃光點，幫助學(xué)生完成整個知識建構(gòu)，并及時對學(xué)生觀點進行總結(jié)。

第五，總結(jié)提高。在完成任務(wù)之后，教師需要對學(xué)生完成的任務(wù)進行總結(jié)與評價，對學(xué)生的成果進行總結(jié)與完善，不斷提高學(xué)生解決問題的能力，在總結(jié)中需要將學(xué)習(xí)過程、自我反饋等融合在一起。

3 信息技術(shù)與《機載計算機控制技術(shù)》課程融合案例

針對課程的特點，采用“課堂教學(xué)+課外學(xué)習(xí)”的模式來優(yōu)化課程教學(xué)，在課前、課后教學(xué)主要采用采用JiTT（Just in Time Teaching）教學(xué)模式，在課堂教學(xué)中采用任務(wù)驅(qū)動式方式進行教學(xué)。以課程中《制作流水燈》為例進行教學(xué)，具體的步驟如下：

3.1 課前階段

預(yù)習(xí)課程內(nèi)容與測試問題的發(fā)布，教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的要求，發(fā)布《制作流水燈》的學(xué)習(xí)資源，將整個學(xué)習(xí)內(nèi)容分解為若干個項目，每一個項目設(shè)置獨立的學(xué)習(xí)時間與具體的要求，學(xué)習(xí)工具為Keil和Proteus仿真軟件，教學(xué)資源包括文字圖片資料、LED數(shù)碼管的相關(guān)材料，以及視頻學(xué)習(xí)資源，要求學(xué)生能夠利用視頻資料掌握Keil和Proteus仿真軟件。學(xué)生利用這些資源進行學(xué)習(xí)，并充分利用在線平臺、QQ等交流互動，教師適時給予學(xué)生以指導(dǎo)與提示，完成教師預(yù)定的預(yù)習(xí)目標。測試部分主要包括：學(xué)生是否掌握這兩個軟件、是否理解數(shù)碼管的引腳功能、編碼表、數(shù)碼管的延時子程序的計算方法等，能否用編制執(zhí)行指令，4個I/O接口功能是否理解，在具體實驗中如何連接？LED數(shù)碼管是否見過，都有哪些用途，如何讓一個發(fā)光二極管亮滅？學(xué)生在預(yù)習(xí)時，要認真回答上述問題，教師及時指導(dǎo)學(xué)生進行預(yù)習(xí)，并補充相應(yīng)的學(xué)習(xí)資源。

3.2 課上階段

（1）創(chuàng)設(shè)情景。向?qū)W生展示流水燈顯示情況，道路交通燈、LED屏幕顯示燈，要求學(xué)生了解、并找出那些是LED數(shù)碼管，對流水燈制作的相關(guān)知識有一個初步的了解，發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生參與小組學(xué)習(xí)中。

（2）提出問題。如何設(shè)計流水燈，LED內(nèi)部結(jié)構(gòu)是什么樣的？如何有效地控制LED的管腳？硬件的設(shè)計，如何利用單片機控制LED燈的亮滅？延時程序如何設(shè)計？如何用Keil和Proteus來設(shè)計電路？試著設(shè)計軟件程序，完成整個項目的學(xué)習(xí)任務(wù)。

（3）自主探究。根據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)，將學(xué)生分成若干個小組，學(xué)生在了解學(xué)習(xí)任務(wù)之后，帶著問題各自學(xué)習(xí)教學(xué)資源，在教學(xué)平臺上回答上述問題，并與小組成員進行合作，首先要理解LED燈的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，選擇合適的單片機來設(shè)計電路，了解單片機各個管腳的功能，并利用Keil和Proteus軟件設(shè)計電路，并進行仿真實驗，教師根據(jù)學(xué)生活動的情況，對學(xué)生進行個別化輔導(dǎo)，同時教師還要能及時回答學(xué)生的問題，針對學(xué)生在小組學(xué)習(xí)中存在的共性問題，指導(dǎo)學(xué)生完成流水燈項目的設(shè)計與制作，強調(diào)學(xué)生在完成項目中的安全問題、合作問題等，培養(yǎng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)的精神，并能培養(yǎng)學(xué)生的實踐操作的能力。

（4）協(xié)作交流。在各個小組完成學(xué)習(xí)任務(wù)之后，在小組內(nèi)、組間進行討論、交流補充、完善，形成統(tǒng)一的結(jié)論，每個小組代表匯報問題的答案，研究的結(jié)論，并上臺展示制作的流水燈制作的成果。

（5）總結(jié)提高。在學(xué)生完成成果匯報與展示之后，教師對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進行匯總，完善知識點和設(shè)計過程，最終完成流水燈項目的設(shè)計。引導(dǎo)學(xué)生思考是否有其他設(shè)計方法？不斷提高學(xué)生的能力。

3.3 課后階段

通過班級學(xué)習(xí)平臺發(fā)布作業(yè)與測試試題，結(jié)合課程教學(xué)目標，要求學(xué)生能寫出流水燈的硬件、軟件設(shè)計的基本流程，并完成單片機的基本知識與各個管腳的功能。要求學(xué)生能夠利用Keil和Proteus多設(shè)計集中流水燈設(shè)計的電路圖，并利用Proteus軟件仿真，選擇最優(yōu)化的方案，從而能提高學(xué)生的知識應(yīng)用能力。

學(xué)生完成作業(yè)與測試。學(xué)習(xí)通過利用教師發(fā)布的學(xué)習(xí)資源，利用學(xué)習(xí)平臺進行交流與討論，在完成相應(yīng)的作業(yè)之后，進行自我測試與自我評價。

教師評價。借助教學(xué)平臺查閱學(xué)生作業(yè)情況與測試的情況，對優(yōu)秀學(xué)生的作業(yè)進行展示，回答學(xué)生的問題，總結(jié)學(xué)生在學(xué)習(xí)中存在的不足，對學(xué)生的全過程學(xué)習(xí)進行點評。

4 結(jié)束語

學(xué)校要制定相應(yīng)的配套政策，調(diào)整內(nèi)設(shè)機構(gòu)的職能，加強綜合管理，努力使教學(xué)制度化、規(guī)范化、信息化，以促進信息技術(shù)與課程深層次的融合。作為高職學(xué)校的一線教師，應(yīng)不斷探索信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)深度融合的方案，進一步深化教學(xué)改革，逐步實現(xiàn)打造金課，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，利用現(xiàn)代信息技術(shù)調(diào)動其學(xué)習(xí)積極性，挖掘其潛能和創(chuàng)造性。