浅谈单片机课程的多元化教学
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作者:古训
摘 要 传统的课堂教学体系化较强，对知识的讲授要求循序渐进。教师受限于教学时间短，教学任务重，在教学中以灌输知识为主导，忽略了学生的接受能力，最终导致教学效果较差的情况。笔者针对我校单片机课程，结合学生的学习特点，采用多元化教学方式，将课堂内容全部在实验室展开，同时采用“雨课堂”、微信公众号推文、第二课堂的辅助方式，实现课上课下知识全覆盖，极大了提升了学生的学习兴趣，提高了教学效果。
关键词 单片机课程 多元化教学 教学效果
中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2020.01.076
Abstract Traditional classroom teaching is systematic and requires teaching step by step. Teachers are limited by the short teaching time and heavy teaching tasks. In teaching， the students' acceptance ability is ignored， which ultimately leads to poor teaching effect. In view of the MCU course in our school and the students' learning characteristics， the diversified teaching methods are adopted， such as teaching in the laboratory， using "Rain Classroom"， "We chat Public Number" and "Second Classroom". Finally， realizing the full coverage of knowledge after class， and greatly promoting the students' interest in learning. The teaching effect is improved.
Keywords MCU Course; diversified teaching; teaching effectiveness
單片机原理与应用课程是电子信息类方面学生的一门基础必修课程。该门课程定位于专业基础课程，主要讲解单片机工作原理，寄存器，片内模块工作方式等内容，旨在为后续专业课程的知识应用提供基础，是“理论转化为实践”的基础手段。学好本门课程，有助于提高学生的动手能力，工程能力。[1]另一方面，授课对象对电子信息工程大学二年级学生。该年级学生刚刚接触专业知识，普遍学习热情较高。若课程引导正确，将会极大的提高学生的学习兴趣，为后续的专业课程学习打下一个坚实的基础。
笔者调查了多数高校单片机原理与技术课程的教学方式，均不同程度上存在以下问题：
（1）课程内容多，实践环节被压缩。[2]单片机知识体系庞大，内容繁琐，小知识点较多，授课老师认真负责，尽力想把更多的知识传授给学生。这就造成了理论知识授课时间被拉长，相应的实践环节被迫缩短，学生动手实践较少，理论知识枯燥难懂，以致于“理论与实践脱节”，事倍功半。
（2）理论教学枯燥，学生兴趣减弱。传统的“一言堂”教学方式使得学生面对枯燥难晦的知识点无从下手，索性自暴自弃，做一些与课堂教学无关的活动打磨时间，最终形成恶性循环。
（3）实践环节未差异化培养。[3]不同学生学习基础不同，对于知识的接受程度不同，这个往往在本门课程的教学后期较为明显。反映在实践环节中，有些学生能够很快完成必修实验，而有些则无从下手。
因此，针对上述问题，笔者结合多年的单片机课程教学经验，加大单片机实践教学环节，并利用“雨课堂”，微信公众号推文，第二课堂相辅[4]等多种教学方式，实现了线上线下，课上课下的全方位辅导，取得了一定的教学效果。
1理论与实践紧密结合
单片机原理及应用课程有72学时，其中理论教学学时为54学时，实践教学学时为18学时。多数高校在教学过程中，往往先在教室进行理论课程的教授，实践环节待下节课在实验室进行，或者最后集中解决实验环节。
笔者在本学期的教学过程中，将课程教学全部移入实训室进行，不再明确区分理论教学学时与实践教学学时。这样，可以较早的引入单片机的仿真以及实验，做到实验与教学过程同步。前期理论授课的同时，预留出30分钟时间引导学生完成对应的实践仿真环节，可以加深学生对本节课程的理论知识理解;随后在下节课，指导学生完成对应的硬件实物验证/探索实验，巩固上节课程理论知识，启发更深层次探究。最终达到理论与实践两者相得益彰的效果。
2 理论教学中融入雨课堂
时下，学生人手一手机已经是不争得事实，课堂上，学生往往沉迷于手机而放弃听课。[5]本学期，笔者采用“堵不如疏”的教学形式。而“雨课堂”恰好符合这种教学形式。它可以将手机与PPT互动起来，包含有“弹幕”“PPT，手机同步”“随机点名”“投票”等多种教学互动形式，如图1，图2所示。这样有利于激发学生的学习兴趣，提升教学效果。
课前，首先通过雨课堂的课前预习功能，由教师制作相应的预习短视频，并定时提醒学生进行学习。如果预习过程中有疑问，可以通过私信的方式反馈给教师，教师也可以通过后台来查看学生的预习情况。 开课时，学生首先通过微信二维码进入雨课堂，这样节省了课堂点名的时间，同时课上的PPT也会直接在手机端进行显示，学生可以随时标注上课过程中的疑点或难点。课中，开放弹幕互动与投稿功能。由于弹幕是匿名发送的，可以直接呈现在投影上，极大的提高了学生与老师，学生与学生的互动热情。同时学生如果对某部分知识存有疑问还可以采用投稿的方式直接拍照发送给教师端，教师端得到反馈后可以选择及时在课上讨论处理，或者课后处理。一方面，在教学过程中，雨课堂也提供了选择题与主观题的教学方式。笔者在每节课中，都会对所授知识点中的易错，易混知识点进行出题考查，发送给学生作答，答题过后雨课堂会给出提前设置好的答案解析，而教师端则会得到答题情况反馈，及时了解到学生掌握情况。而针对一些具有难度的题目，笔者则采用雨课堂中“发红包”的形式进行激励。从实际教学效果来看，学生对知识点掌握较好。
另一方面，在课程的最后，还可以采用雨课堂的投票功能，实现对本节课程的教学反馈与满意度打分，对后续的教学进行指导和改进。
3 微信公众号知识点推广
信息时代是一个知识碎片化的时代。微信已经是大多数人群获取“碎片化”知识的渠道。笔者本学期制作个人公众号，定期推送与课堂内容、学生生活、最新有趣知识相关的推文。这既是对专业知识的补充，也是对现代“微课”的一个扩展。实现课上课下知识授课全覆盖。本学期制作并发送的推文如表1所示。
从表1可以看出，本学期共计发送推文16篇，涵盖内容包括有课堂教学内容的补充，相关知识的拓展以及学生生活相关。该班级班级人数49人，单篇推文最高阅读量122次，平均单篇推文阅读量60次左右，接收私下留言47条，回复47条。从本门课程一学期的实践结果来看，微信公众号推文功能，较好的完成了课堂教学的补充内容，学生在课下更愿意主动的预习/复习本门课程的相关知识，阅读单片机课程相关科技知识，对课上的理论/实践讲授起到了较好的促进作用。
4第二课堂辅助
单片机课程更注重学以致用，对于一些学习能力较弱，基础较差的学生我们则更关注其课堂学习效果，鼓励其努力完成课堂学习任务。而针对一些学习能力较强，基础较好的学生则采用差异化的培養方式培养。笔者将在学期的中后期鼓励一些学生通过所学单片机知识自主进入实验室，完成更为复杂的综合设计项目，引导他们多思考，多实践，参加校级或者省级，国家级的电子设计类比赛。如：全国电子设计大赛、“蓝桥杯”大赛、全国大学生智能车比赛等。
通过配合开放实验室项目，更多的学生可以走进实验室，将理论学习与动手实践结合起来，一方面巩固了单片机知识，另一方面，用通过项目驱动的形式培养的专业学习兴趣，提升了专业知识，从而逐渐形成良性循环。图3，图4为学生制作的相关作品。
5 总结
单片机作为一门电子信息类的专业基础课程，对“新工科”建设起一定的基础作用。通过上述多元化的教学方式，极大的改善了学生的学习态度，提高了学生的学习积极性。同时学生的动手能力，创新能力以及团队协作能力都得到了相应的提高。此种方法对其他理工类课程的教学具有一定的参考意义。
参考文献
[1] 刘霄，潘庆先，孙红霞.单片机原理及应用课程中的多元化教学方法实践[J].电子技术与软件工程，2019（12）：241-242.
[2] 李穗.应用型高校单片机原理与应用课程教学探索[J].合肥学院学报（综合版），2019.36（02）：141-144.
[3] 刘丽，尹进田.单片机原理及应用课程教学与实践改革初探[J].才智，2018（19）：64.
[4] 蔡云.以能力为导向的单片机应用实践教学研究[J].成都工业学院学报，2019.22（02）：104-106.
[5] 孙雷.基于微信雨课堂的混合式教学模式初探——以《单片机原理与应用》课程为例[J].科技视界，2019（08）：220-222.
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