基于雨课堂的单片机课程混合式教学改革探索

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　　摘要：单片机课程目前已成为工科院校自动化、测控等专业的主干课程。该课程具有知识点繁多、实践性强等特点。雨课堂是MOOC平台“学堂在线”推出的混合式教学工具。基于雨课堂的混合式教学方法将网络教学优势融入了传统教学过程中，通过课前预习资料的推送和课堂教学效果的实时监控，辅助案例教学以及大数据分析，实现了教师与学生双向互动，解决了课堂中学习效率不高的问题。
　　关键词：单片机；雨课堂；混合式教学
　　中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）30-0090-02
　　单片机课程目前已成为工科院校自动化、测控等专业的主干课程。该课程是高素质复合应用型人才所需自动控制类知识结构的载体，占据着相当重要的地位。由于该课程对学生的C语言基础要求较高，且该课程学习过程中应结合实验学习，而目前大多数学生的动手能力较弱，故在学习该课程时普遍难于掌握。传统板书的教学方法已不适应新时代单片机课程的教学。针对这一现状，我们利用新兴的智慧教学工具雨课堂，将网络教学与课堂教学有机融合，极大地促进了课堂上的师生互动，创建了新型的混合式教学模式。
　　一、“雨课堂”简介
　　“雨课堂”是2016年4月由清华大学研制并推出的一种利用微信和Office办公软件来支持教师教学及管理、学生学习与互动的教学工具。通过雨课堂软件，学生能够从手机微信端接收教师发送的教学内容与作业要求，同时，学生还可以通过雨课堂反馈在学习过程中遇到的难题，有效地缩短了教师与学生的沟通路径。由此可见，雨课堂是信息化时代智能终端产生的一种智慧教学工具，把传统意义上的手机变为混合学习中的智能学习工具[1]。
　　混合式教学模式（Blending teaching）由知名学者Badurl Khan提出，它结合了网络化资源和传统教学模式，利用便捷的网络化资源激发学生的学习主动性，发挥学生在学习过程中的主体地位。混合式教学模式的合理应用一方面可以促使教师不断提高自我知识储备量，提升教师教学组织能力，另一方面能够调动学生学习的积极性，使其养成良好的学习习惯，提升学生知识点的掌握能力[2]。
　　基于雨课堂的混合式教学方法要求教师在授课过程中集思广益，在把知识点讲清楚、讲透彻的基础上还要考虑如何提高学生的学习兴趣，争取建立良好的课堂学习气氛与教学秩序[3]。基于雨课堂的面向学生专业能力培养的混合式学习模式，可以分为课前网络预习、课堂学习、课后实践三个部分。
　　二、单片机课程教学现状分析
　　“微型计算机技术及应用”（俗称“单片机”）课程目前已成为我校自动化、测控、电气、通信和计算机等专业的主干课程。通过学习单片机课程，最终要达到培养学生对单片机简单应用系统的综合设计能力的目的，进而培养学生解决实际问题的能力和创新能力，并为后续专业课的学习和从事自动化系统及相关领域的实际工作打下坚实的基础。教学组通过对本校“微型计算机技术与应用”课程教学现状的调研，以及对学生进行麦可思调查反馈信息综合测评后发现，由于该课程对学生的编程基础及能力要求较高，实验中要求学生具有很强的动手能力，因此大部分学生在学习时普遍感到力不从心，主要原因如下：
　　1.单片机课程理论讲授时大多数是围绕单片机的结构，按照指令、硬件、软件、外围和实例等内容开展的，知识点繁多且凌乱，学生感觉不好掌握。
　　2.在单片机的日常课堂教学中，老师一般都是由大量理论知识开始讲解，生涩难懂的内容难以吸引学生的注意力和学习兴趣，导致学生不能在其他课程的学习中和科技创新、实践创新等活动中很好地应用单片机技术解决问题，难以学以致用。
　　3.单片机配套实验往往配合教材进度，功能分离，安排的键盘、显示、存储、AD采集、D/A转换的实验项目任务过于简单，且实验室采用的标准化实验装置，学生按照指导书盲目接线就完成了硬件连接，下载程序，验证结果，學生在实验过程中没有掌握单片机应用系统的开发思路。
　　单片机课程存在着教学内容、教学方法与手段及考核方式与实际应用脱节，学生成绩不能真实反映开发能力等问题，传统教学模式亟须改革。将基于“雨课堂”的混合式教学模式引入本课程的教学过程，本着强化专业基础知识、开拓学术视野、培养创新思维的教学指导思想，分别从教学内容、教学方法、教学手段和考核方式几方面对单片机课程进行教学改革。
　　三、基于“雨课堂”的混合式教学方式特色
　　2018—2019学年秋学期，在我系16级测控技术与仪器专业微型计算机技术及应用课程中开展试点，引入“雨课堂”教学。在课程教学过程，利用雨课堂教学软件将PPT实时发送到学生的手机微信中，实现了“互联网+黑板+移动终端”的混合式教学模式改革，其特色与创新之处如下：
　　1.学生微信端实时幻灯片同步与课堂教学反馈。教师使用“雨课堂”开始授课时，学生们通过扫描教师提供的本堂课的二维码或邀请码进入到课堂中，进入后就可以在手机端看到本次的授课PPT。课程进行中，任课老师讲授，幻灯片进行切换时，学生的手机端也会同步切换，这样一来不仅可以使坐在后排的同学在看不清楚黑板前面的投影的情况下查看自己的手机，也可以让同学们按照自己的学习节奏听课。在上课时，虽然老师讲课的节奏是全班统一的，但是并不是每一个学生都能听懂每一页PPT，因此每页PPT下方都设有“不懂”按钮，同学们可以点击该按钮，将不懂的知识点做标记，课后老师也可以查看学生的掌握情况，然后有针对性地重复讲解某些难点。
　　2.课堂习题应答系统。在“雨课堂”教学过程中，授课老师可以实时地穿插一些随堂测试题目，还可以设置题目的答题时间与题目分值，同学们通过手机作答。题目设置的截止时间到了后，授课老师还可以将学生的答题详情投影在大屏幕上，让学生了解自己的答题情况以及其他同学的答题情况。
　　3.“弹幕式”课堂讨论。在“雨课堂”教学过程中，授课老师有打开“弹幕”的权限，同学们可以把想说的话通过弹幕的方式发送给老师，弹幕可以在大屏幕上实时滚动播放。因为“弹幕”是实名制的，因此下课后老师可以在后台数据中看到关于弹幕的发送时间以及发送人员的名字。“弹幕”这一功能的出现极大地鼓舞了学生更为踊跃地表达自己的观点，可以实现全班学生的“集体讨论”，让授课讲师能够更加全面地了解学生的想法。
　　4.教学数据采集与分析。采用“雨课堂”授课结束后系统会自动生成一个课后小结，该小结中会将课堂上的相关数据，包括出勤率统计、课堂习题的回答情况统计以及PPT中的“不懂”反馈等教学行为数据进行总结，并发送到教师的邮箱中供后续查阅。
　　四、结束语
　　我校的单片机课程在经历了基于“雨课堂”的混合式教学模式改革后，授课教师实现了课前—课中—课后与学生的零距离交流，授课过程更加从容，学生的学习积极性大有提高，授课后的教学数据能够实现“全景式记录”，授课讲师对学生的掌握情况做到心中有数，为后续的因材施教奠定了坚实的基础。
　　参考文献：
　　[1]李艳霞.基于雨课堂的C语言课程混合式学习研究[D].山西：山西师范大学，2017.
　　[2]邓亮.基于“雨课堂”混合式教学模式设计与实践[J].中国人民公安大学学报：自然科学版，2017，（2）.
　　[3]杨静，刘佳，郭丹.基于雨课堂平台的混合式教学模式探索[J].产业与科技论坛，2017，（10）.
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