“互聯(lián)網(wǎng)+”時代“單片機應(yīng)用技術(shù)”網(wǎng)絡(luò)課堂教學措施探析

黃 涵

（三明技師學院 福建 三明 366000）

“單片機應(yīng)用技術(shù)”在電氣類專業(yè)教學中屬于一門重要的基礎(chǔ)課程，同時也是一門具有很強綜合性且知識相對抽象的實踐類課程。為有效提升課程教學質(zhì)量，促進學生對理論知識的掌握程度及實踐應(yīng)用能力，有必要在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代創(chuàng)新“單片機應(yīng)用技術(shù)”網(wǎng)絡(luò)課堂教學措施，利用信息技術(shù)的優(yōu)勢激發(fā)學生對課程的學習興趣，不斷提高技術(shù)應(yīng)用能力。

1 “單片機應(yīng)用技術(shù)”課程介紹

“單片機應(yīng)用技術(shù)”是一門以智能控制以及智能電子產(chǎn)品工程項目為中心，結(jié)合真實的企業(yè)工作事件，由工作事務(wù)驅(qū)動的課程。該課程教學內(nèi)容主要介紹MCS—51 系列的單片機AT89S52 型號基本的工作原理，并會解剖及分析單片機應(yīng)用系統(tǒng)，使學生在剖析期間了解單片機零部件以及軟件基本原理、相關(guān)概念和基本知識等，并包含單片機應(yīng)用期間編程所需入門知識，還會教授學生C 語言程序設(shè)計、調(diào)試、運行等技能，促使學生不斷提升課程學習能力和事務(wù)性工作能力[1]。在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，對該課程建立網(wǎng)絡(luò)課堂教學模式，有助于調(diào)動學生的學習興趣及積極性，并在互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的利用下更直觀地演示知識內(nèi)容，幫助學生建立系統(tǒng)化邏輯思維，從而更有效地提升學生的實踐操作能力以及編程能力等。

2 “單片機應(yīng)用技術(shù)”課程教學問題

2.1 教學理念滯后

“單片機應(yīng)用技術(shù)”課程教學期間，很多教師的教學理念相對滯后，仍會將理論和實踐當作兩條獨立的線路進行課程教學，理論課上只為學生講授單片機的應(yīng)用原理以及接口技術(shù)相關(guān)知識，實驗課程中相關(guān)教師也都會結(jié)合實驗室現(xiàn)有的設(shè)備安排及規(guī)劃實驗課程，這種教學設(shè)計使得學生在學習完理論知識后不能及時將所學知識應(yīng)用到實踐操作中，時間一長容易忘記所學知識，而且實驗課上往往會針對單個單元獨立設(shè)計實驗，很少融合多單元知識，使得學生在完成某單元課程學習之后不能系統(tǒng)化地理解單片機的應(yīng)用與開發(fā)過程[2]。正是因為教師教學理念滯后，導致其所建立的教學模式比較傳統(tǒng)，不符合學生學習需求，不利于提升其實際學習能力與實踐能力。

2.2 教學模式比較單一

因為單片機涉及不同的控制手法和不同的種類，而且有著不同的應(yīng)用環(huán)境，所以要緊跟時代發(fā)展以及技術(shù)更新同步創(chuàng)新課程教學模式。在單片機型號以及應(yīng)用技術(shù)持續(xù)更新的過程中，單片機硬件設(shè)施以及軟件設(shè)施也有更多元化的設(shè)計方法，但實際上，當前很多學校在“單片機應(yīng)用技術(shù)”教學中仍會將傳統(tǒng)的51 單片機當作案例，就算是在仿真教學過程中也會以該內(nèi)容作為基礎(chǔ)。另外在該課程教學期間，很多教師仍以單片機結(jié)構(gòu)作為主要教學內(nèi)容，教學中會先講解單片機的硬件結(jié)構(gòu)，隨后介紹相關(guān)指令系統(tǒng)，之后圍繞程序設(shè)計內(nèi)容與方式展開教學，并講解部分拓展內(nèi)容，而后基于實例展開應(yīng)用與分析。這一枯燥、固化的教學形式，使得學生很難深入理解理論知識，也難以鍛煉其實踐應(yīng)用能力，最終導致教學效果得不到顯著提升。

3 “互聯(lián)網(wǎng)+”時代“單片機應(yīng)用技術(shù)”網(wǎng)絡(luò)課堂教學措施

3.1 通過微課整合知識點

“單片機應(yīng)用技術(shù)”的網(wǎng)絡(luò)課堂教學中，可通過微課視頻整合課程知識點，幫助學生系統(tǒng)化地歸納、總結(jié)教材知識點，逐步構(gòu)建完整的知識體系。

比如單片機定時計數(shù)器的相關(guān)知識中，涉及溢出這一關(guān)鍵概念，為使學生深化理解，教師可通過flash 軟件繪制出逼真的水桶，在單片機各周期內(nèi)將一定量的水滴入水桶當中，在水桶內(nèi)的水呈現(xiàn)漫出狀態(tài)時，也就對單片機定時器的溢出概念進行了模擬。教師可引導學生將水桶容量看作是定時器的4 個量程，將水桶內(nèi)原本既有水量當作定時器初始數(shù)值，由此以更直觀、動態(tài)的方式使學生感受與理解單片機定時器以及溢出的概念，這種方法和傳統(tǒng)的文字描述相比更有助于增強學生對知識的感知力。

另外，在人機交互技術(shù)教學中有一項關(guān)鍵技術(shù)——數(shù)碼管動態(tài)掃描技術(shù)，此技術(shù)主要是通過一個8 位IO 口控制所有數(shù)碼管片段，即在同一控制口中連接a/b/c/d/e/f/g/dp 8 個口。各數(shù)碼管與公共端通過差異化IO 實現(xiàn)自動化控制，并且在數(shù)字及字母顯示過程中，可通過IO 口傳遞8 個段碼，同時基于控制要求和某一公共端相連接，哪個數(shù)字碼被選中，其相應(yīng)的字符就會顯示出來，若要變更轉(zhuǎn)化為其他的字符，就要對對應(yīng)段碼進行更改，如果要對不同的數(shù)碼管進行更改，只需選擇對應(yīng)數(shù)碼管。在這一理論知識學習期間，學生可能會面臨數(shù)碼管當中顯示出同一字符，不過不同字符間有閃爍顯示的情況，主要原因就是學生未充分理解動態(tài)掃描應(yīng)用的邏輯。這種情況下，教師就可以微課動畫的方式演示單片機的指令，如通過單片機經(jīng)端口將0 這個字符輸送到數(shù)碼管中時，可通過動畫演示在這8根IO 口線當中僅6 根存在電信號，并會通過紅色液體來演示，若目前該數(shù)碼管處于流通狀態(tài)，那么0 就會顯示在數(shù)碼管當中，并且在重新刷新數(shù)據(jù)之前0 都會一直存在。為何會有字符閃爍的情況出現(xiàn)？主要原因是動畫頁面中包含一個進度條，如果學生對相應(yīng)進度條做出拖拉操作，就會使數(shù)碼管動態(tài)掃描時間段發(fā)生改變，而掃描時間的變化，也會同時影響到數(shù)碼管動態(tài)顯示的情況。教師通過微課這一網(wǎng)絡(luò)教學形式可更形象、直觀地剖析原本很難理解的原理知識，而學生在原理知識學習中也不會再覺得枯燥難懂。對此，教師可通過信息技術(shù)系統(tǒng)化地整合該課程教材的知識點，構(gòu)建完整的知識體系，制成微課視頻，便于學生后期復習中進行針對性的學習，并將原本靜態(tài)、單一的知識轉(zhuǎn)化為動態(tài)、豐富的內(nèi)容[3]。

3.2 建立翻轉(zhuǎn)課堂

在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代下，“單片機應(yīng)用技術(shù)”教學中還可建立翻轉(zhuǎn)課堂。比如在數(shù)碼管動態(tài)顯示教學中，教師就可在課前、課中以及課后設(shè)計翻轉(zhuǎn)課堂教學模式。

課前：課前主要涉及教師活動以及學生活動，其中教師活動主要是深入分析教學內(nèi)容，錄制微視頻，準備教學資源。教師要在課堂教學前進行教學分析，包括：①重難點分析。數(shù)碼管動態(tài)顯示教學內(nèi)容當中，視覺暫留相對抽象，屬于難點問題，而且軟件編程難度較大，學生不容易掌握；②學習分析。學生比較熟悉數(shù)碼管，并具有靜態(tài)顯示的知識基礎(chǔ)；③實驗室分析。實驗室可為該課程教學提供keil 以及protues 仿真，并支持下載開發(fā)板，學校還建設(shè)了課程網(wǎng)站。教師經(jīng)過上述分析之后，可進行微視頻的錄制，在翻轉(zhuǎn)課堂建設(shè)中微視頻設(shè)計及制作也至關(guān)重要，直接關(guān)系到后續(xù)學生的學習效果。同時課前教師還要為學生準備部分輔助資料，像學生學習信息記錄、案例、微視頻、PPT 等。

而學生在課前的活動主要有兩方面，即觀看本節(jié)課教學的相關(guān)微視頻、在線做測試題。具體是學生在課前根據(jù)教師所發(fā)布的任務(wù)，通過課程網(wǎng)站觀看與學習課程視頻，對于所遇到的問題，可通過QQ群、微信群等和其他同學及教師討論。線上學習之后，做在線測試題。

課中：課中主要涉及師生互動學習以及小組合作。首先，學生反饋課前學習中遇到的問題，隨后教師集中解決上述問題，問題解決后創(chuàng)設(shè)案例任務(wù)，讓學生們以小組為單位，協(xié)作交流并完成任務(wù)，之后匯報交流，做出課堂評價，課中教師還要總結(jié)課前在線學習以及測試情況。學生在學習期間面臨的主要問題是在學習數(shù)碼管動態(tài)顯示相關(guān)知識時，很多學生在確定延遲時間方面有疑問，對此，可通過師生互動交流著重分析與講解，探究延遲時間確定方法，并設(shè)計相關(guān)案例任務(wù)，讓學生以小組為單位協(xié)作完成任務(wù)，期間教師要做好檢查指導工作。如在學習數(shù)碼管動態(tài)顯示知識期間，教師為學生小組布置6 位數(shù)碼管顯示設(shè)計任務(wù)，各小組完成設(shè)計任務(wù)之后，由小組代表匯報設(shè)計思路以及軟硬件設(shè)計及仿真等，隨后由教師評價各小組設(shè)計情況，小組成員之間也可自評以及互評。

課后：在翻轉(zhuǎn)課堂教學模式建立過程中，由于在課前以及課中學生已完成知識學習及內(nèi)化，所以教師可著重在課后為學生布置部分提高型設(shè)計任務(wù)，并在課程網(wǎng)站上發(fā)布設(shè)計任務(wù)，指導學生有序完成[4]。如可針對數(shù)碼管動態(tài)顯示相關(guān)知識，為學生發(fā)布設(shè)計4 位計數(shù)器的任務(wù)，促使學生不斷提高綜合應(yīng)用能力，同時可為學生推薦部分線上學習網(wǎng)站及微課視頻等，拓寬學生視野。

3.3 建立在線開放課程

在線開放課程能夠為學生進行自主學習以及教師建立線上線下混合教學模式等提供有力支持，網(wǎng)絡(luò)開放課程比較適合網(wǎng)絡(luò)傳播，并能夠為線下教學奠定基礎(chǔ)，激發(fā)學生學習興趣，有效提升學習成效。針對“單片機應(yīng)用技術(shù)”建立在線開放課程，其中包括課程簡介、教學資料、微課視頻、試題庫、學習交流、測試評價等模塊。開發(fā)人員可通過現(xiàn)代信息技術(shù)，整合大量教學資源，并建立多層次、多媒介、多用途、多形態(tài)的教學資源體系，使教材內(nèi)容有更多表現(xiàn)形式。在線開放課程的教材建設(shè)中，可基于紙質(zhì)教材，聯(lián)合應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立資源豐富、在線教學形式多樣化的網(wǎng)絡(luò)開放課程，學生只需掃描相關(guān)二維碼即可在線學習教材建設(shè)。在線開放課程包含多個項目，如單片機C51 語言編程應(yīng)用、MCS—51 單片機匯編語言編程應(yīng)用、單片機基礎(chǔ)知識認知及實踐、單片機定時器及中斷的分析及應(yīng)用、數(shù)據(jù)通信處理、數(shù)據(jù)采集及處理、單片機應(yīng)用系統(tǒng)及開發(fā)等。在網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)中，主要可建立仿真實驗、試題庫、案例庫、應(yīng)用軟件、電子教材等資源庫，并在網(wǎng)絡(luò)平臺結(jié)構(gòu)中設(shè)置教學過程、教學目標、測試評價等環(huán)節(jié)。通過開發(fā)在線開放課程，可為課程教師組織線上線下混合式教學奠定堅實基礎(chǔ)，合理處理網(wǎng)絡(luò)教學、實踐教學、課堂教學間的關(guān)系[5]。

4 結(jié)語

在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代創(chuàng)新“單片機應(yīng)用技術(shù)”網(wǎng)絡(luò)課堂教學策略，能幫助學生突破時空局限進行課堂學習，并可使學生進行自由、開放式的學習，深化理解課程知識，有效提高知識應(yīng)用能力。所以，教師要緊跟“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的發(fā)展步伐，結(jié)合應(yīng)用微課、翻轉(zhuǎn)課堂等新型教學模式革新網(wǎng)絡(luò)課堂教學模式，并積極開發(fā)在線開放課程，為網(wǎng)絡(luò)課堂教學奠定堅實的基礎(chǔ)。