信息化教学模式在单片机教学中的应用研究

来源:用户上传      作者:梁波 田亚立

　　摘  要 介绍单片机课程教学现状及信息化教学模式对单片机课程教学的意义，研究并实践信息化教学模式在单片机课堂教学中的应用。
　　关键词 高职;信息化教学模式;单片机课程;云班平台;微课
　　中图分类号：G712    文献标识码：B
　　文章编号：1671-489X（2019）09-0108-03
　　1 单片机课程教学现状与信息化教学模式
　　单片机课程教学现状  单片机是很多高职电子信息类专业开设的核心课程，是电子、自动化、机电一体化、物联网等工作岗位的工程技术人员必须掌握的专业技术。然而，由于单片机的特点，单片机教学存在诸多困难。
　　单片机课程主要学习单片机的基础知识及各种应用开发技术，以C语言为基础，对单片机的硬件和软件进行设计。针对其教学内容，大多数高职院校单片机教师会以项目为载体，采用任务驱动方式的教学方法，增强学生的综合实践能力并提高学生的学习参与度。也有教师设计机器人实验装置应用于单片机教学，利用机器人平台进行单片机教学，激发学生的学习兴趣，还可以选拔学生参加机器人大赛[1]。可见，单片机教学在各高职院校做得都很有特色。
　　信息化教学模式  信息化教学模式是一种随着计算机技术发展、多媒体技术应用以及局域网和因特网普及而逐渐成长起来的以学生为中心、教师为主导的现代化新型教学模式[2]。在“互联网+”背景下，大部分高职院校已踏入信息化教学改革的浪潮中，特别是随着每年全国举办的职业院校信息化教学大赛的开展，不断推动着高职课程教学改革趋于信息化。可以说，在课程中灵活运用信息化教学模式是未来教学的必然趋势。
　　信息化教学模式对单片机课程教学的意义  与传统教学模式相比较，信息化教学模式信息源丰富、知识量大，有利于情境的创设，提高学生的主动性、积极性;有利于因材施教，实现个别化教学;有利于学生互助互动，开展协作式学习;有利于学生创新精神和信息能力的发展。信息化教学模式结合课堂应用与教学实践，形成一个以课前、课内、课后活动一体化为基本特征的新型教学方法，从而提升教学质量。
　　2 信息化教学模式在单片机课程教学中的改革与实施
　　单片机原理与应用课程涉及广泛的基础知识，综合了电工基础、电子技术、计算机原理、自动检测技术、C语言、汇编语言等课程。实践方面，学生要通过装有Keil 4软件和Proteus仿真软件的计算机，实现单片机硬件电路的设计和软件编程并调试成功，同时完成元器件的焊接、调试，实现从设计到产品的整个过程。在教学内容多、杂且教学课时有限的情况下，教师教好单片机课程，学生学好单片机课程，具有一定的挑战性。
　　从分析学生的认知水平和学习需求入手，对单片机课程进行信息化教学模式改革。通过对电气自动化专业人才培养方案和课程标准的分析，从专业能力、方法能力和社会能力三个方面重新界定教学目标，主要是培养学生自主学习能力和信息素养。在每个项目结束时，要求学生完成简单的小制作，通过任务驱动形式使学生掌握LED灯、数码管、中断、计数器的基本原理，完成相应的程序设计和硬件设计。
　　信息化教学过程  依据单片机课程目标和学情，利用互联网和网络平台，有效整合单片机教材、行业标准、参考资料等，将Proteus仿真软件、Keil编译软件、产品制作视频、微课，以及云班平台、教师软件等资源和工具融合为一体，使教学过程最优化。利用信息技术，将整个教学过程扩展到课前准备、课内教学和课后提升及反思三个环节。
　　1）课前准备。课前准备让学生在上课之前完成，要有一定的自学保障且必须完成，因为课前学习与后续课堂学习内容密切相关。因此，课前准备的内容设计就显得尤为重要，它直接影響课堂学习的效果，是教师有效组织课堂的重要保证。本课题采用课前学习任务单指导学生学习，确保学生课前准备的效果。
　　此环节，教师在上课前一个工作日内，通过云班平台将任务单发送给学生。需要提前学习知识点的课程，教师在资源库中上传相关视频或微课课程，明确任务单中学生的学习内容，完成学习后的相关试题。需要提前准备讨论的课程，教师给出讨论主题，让学生在云班平台上完成，教师也可以参与讨论。需要学生课前了解某产品的控制过程时，通过问卷调查，使学生掌握产品的控制过程。总之，课前准备是根据新课的教学目标来设定的，为上好新课做好准备，形式上应灵活多变。
　　采用信息化手段构建的课前自学环节，强调基础知识的学习及应用，有效解决了以往学生课前学习盲目，自学不充分，行业规范、职业素养内容课堂讲解不充足，学习兴趣不高等问题，为教师展开课堂教学奠定良好的课前基础[3]。
　　2）课内教学。教师通过云班平台，结合学生自学的相关数据，掌握学生课前学习情况，分析教学重、难点，在课内教学环节采用多种信息化手段。本课题采用项目教学，每次课都会有任务需要学生完成。课内教学环节大部分课程都是由确定任务、制订计划、任务实施、任务提交、任务小结、知识延伸六个环节构成。确定任务，教师采用创设工作情境的方式引入任务，通过微课、动画、视频、图片或者文字引出本次课程的任务;制订计划，学生分小组讨论，制定实施任务的步骤，由教师审核并确定任务实施步骤;任务实施，根据上一环节确定的步骤，有序进行任务实施;任务提交，学生分小组完成任务后，通过云班平台提交完成的图片或视频，以便教师能够及时反馈学生完成的情况;任务小结，教师与学生共同总结任务实施过程中出现的问题及闪光点，通过这些闪光点来表扬鼓励学生，主要目的是激发学生的信心及学习兴趣，将学生编好的不同思路的程序展现给大家，以便拓展学生的编程思路;知识延伸，通过教学过程中出现的问题、与任务相关的内容、当前与任务相关的最新技术等，提炼总结，通过图片或视频的方式培养学生的职业素养或开阔学生的眼界。
　　课内教学环节，利用课件、仿真、编辑软件、网络平台等方式给学生讲解相关知识点，再将学生分为两人一组，可以进行独立仿真、合作仿真、共同探讨、师生互动等方式，快速、高效完成小组任务。课内教学注重培养学生的团结合作精神和独立解决问题的能力。这个环节，教师起到对重点内容示范和难点知识引导与突破的作用，更加注重对教学内容的指导与引领。 　　3）课后提升及反思。课后提升，课后教师将根据本课程所学的知识点编制相应的试题，并在云平台上分发给学生。学生完成实践操作后，再通过相关的试题加以巩固，取得了良好的效果。
　　课后反思是完成每一个项目后，教师会发送课堂教学满意度调查表让学生填写，根据云平台上学生的反馈问题，及时调整教学方法，取得最佳的教学效果。
　　信息化教学评价  在单片机教学过程中，采用“教—学—做”一体化的教学方法，不仅有教师的讲授，学生还要不停地动手上机编程、仿真和实际制作小产品。所以，讲授、学习、思考、练习、讨论、总结一直贯穿于学生的学习过程。因此，合理、科学的教学评价十分重要，要能公平、公正、真实地评价出学习成果。在传统教学模式下，有些教师通过试卷给出结论性的评价结果，也有教师通过过程考核，但计算课程成绩是烦琐、费时和麻烦的。在这种情况下，信息技术应用于教学评价中势在必行。
　　1）信息化评价的含义。教学信息化评价就是结合科学的教学原理和合适的教学目标，以信息技术为载体，通过运用现代教育思想和教学方法对教学过程进行全面判断和考查的过程[4]。
　　2）信息化教学评价对学生学习的影响。信息化教学评价对学生的学习和教师的教学起着反馈作用。信息评价可以突破时间和空间的限制，学生通过网络平台实时掌握自己在各项任务中的问题和成绩。学生可以利用互联网上的各种交流工具与教师实时在线交流，向教师提问，解决疑惑。在这个过程中，学生不仅可以主动完成教师布置的任务，提高成绩，还可以培养自我评价意识和对自己负责的态度。因此，信息化教学评价可以促进学生对单片机课程的学习，使学生在完成学习任务过程中及时获得反馈，获得更多的学习资源，扩展知识和经验，获得更好的发展。
　　3）信息化教学评价在单片机课程中的实施。本系单片机课程信息化教学评价是在蓝墨云班课平台的帮助下完成的，采用过程评价和实操考核相结合的方法，其中过程评价占总成绩的70%，实际考核占30%。为了方便计算，本课程使用1000个经验值代替满分。根据该比例，过程考核分得700个经验值，实操考试分得300个经验值。
　　过程考核包括考勤、任务得分、阅读资源资料、观看微课、课后习题、頭脑风暴等。由于本课程的整体设计中包括五个项目13个任务，根据任务的难易程度，每个任务分得的课时不同;根据任务中包含的知识点，每个任务又由多个子任务构成;每个任务的教学方法不同，学生活动也不同。如果过程考核按照任务给出成绩，会相当复杂烦琐。由此，本课程的过程考核是按照上课次数分得相应的经验值。单片机学时60学时，上课30次，每次课分得的经验值约为24个，教师根据每节课不同的教学方法和不同的活动分配这24个经验值。每次课的考核都是在云班平台上完成，学生可以实时查看自己的成绩与班级排名，很好地激发学习动力。
　　实操考试是在学期末进行，每位学生从实操题库中抽取实操题在规定时间内完成，由教师评分。整个教学过程的考核也是在云班平台上完成，既省去教师计算成绩的繁杂，也能监督管理教学活动，使很多教学活动得到良好的教学评价。整个教学评价是无纸化的，信息化教学评价得到很好的实现。
　　3 教学改革效果
　　信息化教学模式摆脱了以教材和教师为中心的桎梏，使学生有了更广阔的学习空间。经过教学改革，本课题在以下几个方面取得良好的效果。
　　转变师生角色，提高学生学习兴趣  信息技术在单片机教学中的应用使教学模式发生变化，学生的兴趣和态度也发生相应变化。在教学过程中，根据教材，适时地利用丰富的网络资源，使学生容易获得生动、具体的感性资源，有利于学生对课程内容和学习目标的理解。
　　培养学生独立、自主、合作、探究的学习能力  单片机课程不但让学生学到一定的知识，而且让学生自己探索和发现知识，培养学生独立完成工作任务的专业能力、分析和解决问题的能力，培养学生的团队合作意识和社会责任及创新精神。
　　4 结语
　　在“互联网+”背景下，将信息技术应用于教学，促进信息技术与教学深度结合，突破传统的教学方法，创新教学模式，应用信息化教学评价体系，使单片机教学质量得到提高。另一方面，信息化教学改革仍需要教师积极面对信息时代的挑战，不断提升信息素养，提高教学效率，探索一条适应信息时代发展的单片机教学之路，培养符合时代需求的高素质技能型人才。
　　参考文献
　　[1]叶泉.单片机课程的创客式教学改革与实践[J].中国现代教育装备，2018（3）：80-81.
　　[2]范志刚，李斯，阎国钢.在大学课堂教学中构建手机信息化教学模式的探讨[J].中国高等医学教育，2013（11）：42-43.
　　[3]王红超.机器人在单片机教学中的应用[J].实验室研究与探索，2013（1）：213-215.
　　[4]徐亮.结合竞赛机器人开展高职单片机课改的实践与探索[J].中国现代教育装备，2016（7）：117-119.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/9/view-15043398.htm