高职《单片机应用技术》混合式教学探索与实施
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摘要：本文阐述了利用“优慕课”教学平台对高职《单片机应用技术》开展混合式教学的设计。以任务“篮球记分牌的设计”为例，探究混合式教学的教学设计过程和教学效果，为其他课程开展混合式教学提供借鉴。
关键词：混合式教学；单片机；教学设计
中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）24-0242-02
科技的进步及随之带来的科技产品的日新月异，特别是移动终端设备在不断地影响着人们的学习和生活。时代要求我们作为教育工作者，要适应当前信息时代，结合学生的特点和需求对教学模式进行与時俱进的改革。混合式教学作为一种能够充分发挥信息化手段又能满足学生的个性化需求的教学方式，值得在高职教育教学中推广。
《单片机应用技术》是莱芜职业技术学院针对高职机电一体化专业二年级学生开设的一门专业核心课程。此课程的特点是既需要较强的理论基础又强调技能实践。本课程经历了先学习理论后实践的传统教学阶段，往往是实践中真正需要的知识，在前期学习中并没有真正掌握起来，理论和实践脱节。之后进行了项目化改革，将知识融合到具体的项目中，做到了理实一体，但是在具体教学过程中，教师边指导实践，边补充理论知识，对于学生的差异性需求很难兼顾，同时学习的效率低。在有限的课堂教学中，很难完成一个完整的教学项目。混合式教学，采用线上教学与线下教学相结合，将基础的理论知识搬到线上，学生可根据自身的学习能力进行自主学习，满足了学生的差异化需求。同时节约了大量的课堂教学时间，教师在课堂可以有针对性地对知识点进行讲解，给学生更多的时间和机会进行实践。下面通过以“设计篮球记分牌”这个教学单元的设计为例，阐述开展混合式教学的过程。
一、教学分析
1.教学内容。课题组将《单片机应用技术》教学内容整合为六个项目，采取项目化教学。此教学单元选自项目二中的任务2《利用51单片机设计简易篮球记分牌》。
2.教学目标。依据机电一体化技术专业人才培养方案和本课程的教学大纲要求确定以下：
知识目标：（1）了解独立按键的工作原理。（2）理解利用延时法去抖的原理。（3）掌握编写延时程序去抖的方法。
能力目标：（1）能够通过编写延时程序去除按键抖动的影响。（2）能够按照设计要求对程序进行仿真调试。
素质目标：（1）培养发现问题、主动解决问题的能力。（2）培养团队合作意识。（3）提高学生创新意识和实践探究意识。
3.学情分析。本单元针对机电一体化专业二年级学生开设，学生通过前期学习，已经掌握C51循环语句、条件语句的编写及数码管显示程序的编写。但程序设计中的细节处理不到位，对本单元要涉及的独立按键的物理特性了解甚少。学生能够熟练地利用网络教学平台和互联网资源进行学习解决问题。
4.教学重点。（1）使用软件延时法去除按键的抖动。（2）多位数字显示程序的编写与调试。
5.教学难点。（1）延时去抖中，延时时机的把握及延时长度的确定。（2）有多个按键时，确定哪个按键按下的方法。（3）判断按键抬起程序的编写技巧。（4）数码管显示多位数时，数据的处理方法。
二、教学设计思路
依托优慕课网络教学平台为学生规划学习路径，提供学习资源。学习交流群、在线交互、Flash动画及微视频等手段导学助学。通过头脑风暴、小组学习，激发学生创造力，培养团队协作能力；实验室仿真系统能够高效呈现学生的设计，方便学生进行程序的调试。与课程项目配套的开发实验板实现学生动脑与动手的结合，让学生设计的程序应用到现实，激发学生兴趣。多种信息化手段的运用让学生有更明确的学习任务、更清晰的学习路径和更丰富的学习资源。课堂教学变为了答疑、合作与分享。整个教学过程以学生的积极性为动力，教师做向导给予指引。
三、教学实施
课前准备：课前提前两天发布本次课程的情景任务：今年学院的篮球比赛要改用电子记分牌，需要大家自行开发制作。并且将课程资源推送优慕课教学平台。学生通过在线阅读单元导学单，对本单元的知识结构和学习路径有了清晰的了解，方便随时查看。通过对线上碎片化知识点的学习，学生能够掌握按键的工作原理，按键的软、硬件去抖原理。通过在线测试，掌握学生在线学习的情况，方便及时调整课堂教学内容。将知识点以微课的形式发布在优慕课在线平台，方便学生反复学习。仿真动画能够方便学生更好地理解按键构造及原理。通过在线答疑，及时给予学生指导，提高学生的学习效率。布置的课前作业用来检验学生对按键去抖程序、编程方法的掌握程度。
课堂教学：有了充分的课前准备，课堂教学以任务为主线，以问题为突破。教师提出以下四个问题：
1.硬件去抖还是软件去抖的选择。
2.软件延时去抖的时间选择。
3.处理按键弹起的方法。
4.多位数码管显示的数据处理。
在完成以上四个问题过程中，突破重点难点。
课堂教学按照任务引入、小组讨论、仿真实验、汇报评价四个大的步骤进行。教师首先要对线上学习的情况进行点评，根据在线测试和作业出现问题比较集中的知识点，如判断按键弹起的方法，重点讲解，纠正作业中出现的错误。学生通过课前的学习，已经初步具备利用线上学习的知识点解决情景任务的思路。根据学习小组的划分，各学习小组开展讨论。在规定时间内学生要完成方案制定、流程设计、程序编写。期间教师给予指导、答疑和点评，实现差异化教学。对于普遍难以解决的问题，如有多按键时，如何确定哪个按键按下的程序，可以给予建议提示。仿真实验阶段，学生在设计程序时出现的问题会集中表现出来。教师重在指导程序调试的方法，让学生通过讨论互助解决问题。程序仿真成功后进入实验板操作阶段，学生能真实体验实验效果并且发现仿真与实操的区别，提高解决实际问题的能力。汇报评价阶段，各小组选派代表上台进行汇报。分享设计成果和学习过程中的经验。教师点评，学生在优慕课在线客户端进行投票，评选出优秀作品和优胜团队。 课后提升：通过布置以下四个作业作为课后提升，也为下节课进行实际的篮球记分牌的焊接制作做准备。
1.进一步优化程序。
2.搜集大功率数码管的数据参数。
3.搜集大型按键的数据参數。
4.设计实用级篮球记分牌电路。
四、教学反思
本次课以一个现实产品开发为载体，利用多种信息化手段和丰富多样的课堂活动，让学生在课前有所准备的情况下，迎接挑战。在不断发现问题和解决问题的过程中，掌握了知识和技能，达成素质目标的培养。
坚持以学生为本，学中做，做中学，虚实结合。打破传统教学方式中先灌输知识，再解决问题，遇到问题再学习，使学习缺乏针对性，学习积极性难以提高。采用信息化教学，将基础知识的学习通过信息化手段前移至课前，课上通过解决具体的任务，使知识得以进阶，使能力得以提高，使综合素养得以升华，调动了学习积极性，提高了学习效率，教学效果显著提升。
混合式教学将线上和线下资源进行有效的融合，充分利用学生的课下和课上学习时间，兼顾学生的差异性和多样性需求，更好地培养了学生的自我管理和自主学习的能力。采用混合式教学不单是为了适应当前学生对各种移动终端的依赖现状，更是时代发展要求教学模式的必然改革。本文以“利用51单片机设计简易篮球记分牌”这个教学单元的设计与实施为例，阐述了混合式教学在单片机技术应用教学中的具体实施过程，教学效果证明采用混合式教学能够有效地提高教学效率，培养了学生的学习能力和创新能力。
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