許秀玲

（甘肅機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅天水 741000）

作為電子信息類專業(yè)核心課程，“單片機(jī)技術(shù)”是一門實(shí)踐性和實(shí)用性很強(qiáng)的課程。教學(xué)過程中，教師要以單片機(jī)應(yīng)用能力培養(yǎng)為主線，采用理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)模式。如何有效開展“單片機(jī)技術(shù)”線上教學(xué)具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、線上教學(xué)的特點(diǎn)

線上教學(xué)是傳統(tǒng)課堂教學(xué)的延伸，是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物。線上教學(xué)的出現(xiàn)打破了傳統(tǒng)課堂教學(xué)的封閉性、規(guī)范性，學(xué)生處于被動(dòng)狀態(tài)的模式，在提倡素質(zhì)教育理念的今天具有顯著優(yōu)勢。其主要優(yōu)勢在于：一是靈活選擇。線上教學(xué)包括直播、錄播、線上互動(dòng)等多元化方式，學(xué)生可以根據(jù)自身情況自主選擇合適的學(xué)習(xí)方式，并且學(xué)習(xí)時(shí)間和地點(diǎn)也可靈活選擇，使學(xué)習(xí)效率大幅度提升。二是線上教學(xué)具有開放性。線上教學(xué)面向社會(huì)、面向網(wǎng)絡(luò)，使得大量教學(xué)資源實(shí)現(xiàn)共享，學(xué)生可以利用網(wǎng)絡(luò)獲取更多的知識(shí)，擴(kuò)大自己的知識(shí)面。三是教學(xué)資源豐富，能夠帶給學(xué)生更加生動(dòng)有趣的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。四是線上教學(xué)所使用教學(xué)視頻主要以碎片化教學(xué)內(nèi)容為主，且視頻時(shí)間相對較短，能夠使學(xué)生始終以一個(gè)知識(shí)點(diǎn)為核心，保持清晰思路。所以，無論是在課前或課后，皆有能夠激發(fā)學(xué)生興趣的學(xué)習(xí)內(nèi)容，若此時(shí)學(xué)生所涉及知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)難度較大，其便可通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)反復(fù)練習(xí)。

二、單片機(jī)線上教學(xué)存在問題

線上教學(xué)雖然方便了教學(xué)活動(dòng)，具有靈活、便捷、教學(xué)資源豐富、信息化管理等諸多優(yōu)點(diǎn)，但是實(shí)施過程中還存在很多需要解決的問題。若教師未對課堂教學(xué)與線上教學(xué)的差異性形成明確認(rèn)知，仍然使用同一種教學(xué)方式，便會(huì)導(dǎo)致線上教學(xué)自身作用與優(yōu)勢無法有效充分發(fā)揮。線上教學(xué)的主要缺陷如下：

第一，學(xué)習(xí)氛圍不足。線上教學(xué)與傳統(tǒng)課堂教學(xué)相比，課堂教學(xué)是一個(gè)現(xiàn)場互動(dòng)的過程，而線上教學(xué)僅僅是通過顯示器開展教學(xué)活動(dòng)。在這種教學(xué)場景下師生之間因缺少面對面的溝通，交流方式單一、互動(dòng)少、答疑不及時(shí)，學(xué)生缺少氛圍感，學(xué)習(xí)積極性不高。老師也難以把握上課內(nèi)容的深淺快慢，容易變成單方面的教，因此，學(xué)習(xí)效果不如線下教學(xué)。

第二，學(xué)習(xí)狀態(tài)缺乏監(jiān)管。由于高職學(xué)生的基礎(chǔ)偏差，學(xué)習(xí)興趣不高，學(xué)習(xí)主動(dòng)性相對較弱，平常在線下課堂教學(xué)時(shí)也需要時(shí)常督促和提醒。因此在線上教學(xué)過程中，受限于傳輸媒介，教師無法觀察課堂實(shí)時(shí)狀態(tài)，導(dǎo)致教師無法通過學(xué)生的學(xué)習(xí)神態(tài)全面了解每位學(xué)生的實(shí)際聽課情況和知識(shí)掌握情況，難以督促每一位學(xué)生保持良好的學(xué)習(xí)狀態(tài)和學(xué)習(xí)熱情。

第三，實(shí)踐教學(xué)難以展開。“單片機(jī)技術(shù)”作為一門理論與實(shí)踐并重的課程。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，通常會(huì)在專門的實(shí)訓(xùn)室開展“教、學(xué)、做一體化”的教學(xué)模式。然而，受到這種理論+實(shí)踐的“理實(shí)一體化”教學(xué)形式和教學(xué)資源的限制，單片機(jī)課程在線上教學(xué)中很難開展實(shí)踐教學(xué)。一方面，線上授課中老師不方便利用單片機(jī)實(shí)訓(xùn)裝置進(jìn)行現(xiàn)場演示；另一方面，學(xué)生在線上學(xué)習(xí)過程中，因缺少實(shí)踐環(huán)境而無法接觸到實(shí)際操作。因此單片機(jī)在線上教學(xué)中理論與實(shí)踐相脫節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生感覺學(xué)習(xí)吃力，枯燥難理解，教學(xué)效果不佳。

第四，線上教學(xué)模式并不完善?，F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)皆處于完善過程中，也有部分教師不具備豐富網(wǎng)絡(luò)線上教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，無法熟練應(yīng)用各項(xiàng)線上教學(xué)功能。

三、單片機(jī)線上教學(xué)創(chuàng)新

當(dāng)在線教育成為常態(tài)化，單片機(jī)技術(shù)線上課程若要達(dá)到高質(zhì)量、高效率的教學(xué)效果，還存在著一些需要調(diào)整的方面：

（一）調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

“單片機(jī)技術(shù)”是一門將理論知識(shí)作為基礎(chǔ)，實(shí)際運(yùn)用為目標(biāo)的課程，其不僅需要學(xué)生具有扎實(shí)理論功底，同時(shí)還需具備良好的動(dòng)手能力。現(xiàn)階段，單片機(jī)的線上課堂由于沒有真實(shí)的實(shí)踐教學(xué)場景，實(shí)踐教學(xué)難以開展，單片機(jī)的線上教學(xué)理、實(shí)分離，導(dǎo)致單純的理論知識(shí)枯燥無味、難以理解。必然會(huì)導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)抓不住重點(diǎn)，也不知道所講理論知識(shí)怎么用，讓學(xué)生感到“難學(xué)”的印象，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中很容易產(chǎn)生疲憊感和懈怠，逐漸失去對單片機(jī)的學(xué)習(xí)熱情和興趣，且教學(xué)效果差。因此，在開展線上教學(xué)過程中，教師應(yīng)利用單片機(jī)仿真軟件構(gòu)建實(shí)踐平臺(tái)，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理調(diào)整。采用任務(wù)引領(lǐng)的方式，以任務(wù)實(shí)施為主線，突出任務(wù)完成能力訓(xùn)練為中心，穿插必要的理論知識(shí)，做到理論與實(shí)踐相互結(jié)合。從而引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與到單片機(jī)線上教學(xué)中。

（二）創(chuàng)新教學(xué)方法

若教師在線上教學(xué)中仍沿用傳統(tǒng)課堂教學(xué)方式，便無法切實(shí)發(fā)揮線上教學(xué)自身功能，故教師應(yīng)對線上教學(xué)特點(diǎn)形成明確認(rèn)知，切實(shí)做到揚(yáng)長避短，為線上教學(xué)質(zhì)量提供有力保障。同時(shí)，由于線上教學(xué)始終缺乏系統(tǒng)性，且受到學(xué)校資源設(shè)備因素制約，導(dǎo)致學(xué)生動(dòng)手操作機(jī)會(huì)極少，因此，教師應(yīng)思考如何在開展線上教學(xué)時(shí)融入實(shí)踐內(nèi)容。例如，教師可在開展線上教學(xué)時(shí)運(yùn)用任務(wù)教學(xué)法，此方式所提出的每個(gè)任務(wù)皆有較強(qiáng)針對性，同時(shí)將學(xué)生作為課堂主體，切實(shí)強(qiáng)化學(xué)生課堂參與度，并培養(yǎng)學(xué)生自主性與主觀能動(dòng)性。通過將任務(wù)教學(xué)法與線上教學(xué)相融合，形成線上任務(wù)教學(xué)法，其主要內(nèi)容為：

一是將發(fā)布任務(wù)作為課堂主線任務(wù)，由教師向?qū)W生發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)，為教學(xué)計(jì)劃初步實(shí)施提供有力推動(dòng)。二是以錄播教學(xué)視頻為主要方式，各視頻以知識(shí)點(diǎn)為單位，最大限度地縮短視頻時(shí)間，使學(xué)生能夠?qū)⒆陨碜⒁饬?，同時(shí)增設(shè)測試內(nèi)容或線上課堂活動(dòng)，強(qiáng)化師生溝通互動(dòng)，為教師明確學(xué)生實(shí)際情況提供有力保障。三是加大實(shí)踐拓展關(guān)注力度，由于線上教學(xué)不同于學(xué)校上課，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，且極度缺乏單片機(jī)相關(guān)實(shí)踐機(jī)會(huì)，故可通過以下兩部分內(nèi)容拓展實(shí)踐活動(dòng)。首先，引導(dǎo)學(xué)生觀看拓展實(shí)踐視頻，在各個(gè)章節(jié)搭配拓展實(shí)踐視頻，如《基于單片機(jī)的電子秒表設(shè)計(jì)》《基于單片機(jī)的簡易計(jì)算器設(shè)計(jì)》《基于單片機(jī)的電子屏顯示設(shè)計(jì)》等相關(guān)內(nèi)容，網(wǎng)絡(luò)視頻是聯(lián)合理論與實(shí)踐的有效紐帶，其不僅能夠促使學(xué)生的學(xué)習(xí)趣味性大幅度提升，確保學(xué)生能夠徹底理解所學(xué)知識(shí)。同時(shí)，能夠有效解決學(xué)生無法將理論知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)踐應(yīng)用的難題，為學(xué)生實(shí)踐提供經(jīng)驗(yàn)與思路支撐，促使線上教學(xué)效果事半功倍[1]。其次，引導(dǎo)學(xué)生參與拓展實(shí)踐活動(dòng)，在單片機(jī)線上教學(xué)過程中，每個(gè)章節(jié)都設(shè)置拓展實(shí)踐活動(dòng)部分，其中包含Proteus+Keil軟件仿真與實(shí)物制作兩部分。例如，教師可讓學(xué)生獨(dú)立開展單片機(jī)電子秒表設(shè)計(jì)的仿真與制作，此教學(xué)方式不僅能夠使學(xué)生深層次掌握與理解相關(guān)理論知識(shí)，同時(shí)也能明確與掌握單片機(jī)電路結(jié)構(gòu)與編程方式[2]。

四、單片機(jī)線上教學(xué)實(shí)施

（一）構(gòu)建虛擬實(shí)訓(xùn)室

單片機(jī)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，單片機(jī)的學(xué)習(xí)必須做到理論與實(shí)踐相結(jié)合，實(shí)訓(xùn)是非常重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。然而，大部分理實(shí)一體課程皆有與之相對應(yīng)的軟件仿真平臺(tái)，通過軟件仿真環(huán)境，可以實(shí)現(xiàn)教學(xué)案例與實(shí)訓(xùn)仿真工作。教師可利用軟件仿真平臺(tái)彌補(bǔ)線上教學(xué)所缺乏的實(shí)踐環(huán)境問題，通過具有強(qiáng)大功能的仿真平臺(tái)構(gòu)建虛擬實(shí)訓(xùn)室，令理論教學(xué)部分不再枯燥無味，同時(shí)又與實(shí)踐緊密結(jié)合，促使學(xué)生能夠在虛擬實(shí)踐環(huán)境中自由的實(shí)踐創(chuàng)作，使得學(xué)生不會(huì)因?qū)嵱?xùn)設(shè)備的安全問題、硬件損壞或害怕出錯(cuò)而直接影響實(shí)踐效果，切實(shí)強(qiáng)化學(xué)生的感知力，從而實(shí)現(xiàn)線上教學(xué)的理論與實(shí)踐的統(tǒng)一[3]。

利用Proteus仿真軟件和Keil軟件，搭建單片機(jī)學(xué)習(xí)的虛擬實(shí)踐環(huán)境，教師在“做”中教、學(xué)生在“做”中學(xué)，讓“教學(xué)做合一”成為線上教學(xué)的可能。Proteus+Keil軟件，是單片機(jī)系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)與控制程序的聯(lián)合仿真調(diào)試平臺(tái)，其系統(tǒng)資源豐富，硬件投入少，單片機(jī)仿真功能強(qiáng)大。教學(xué)中的每一個(gè)項(xiàng)目案例，均可通過此仿真平臺(tái)生動(dòng)地展現(xiàn)在學(xué)生眼前，從而為單片機(jī)仿真教學(xué)提供良好的支撐。

單片機(jī)的虛擬仿真過程如圖1所示，在單片機(jī)教學(xué)實(shí)踐中，先通過Proteus軟件對系統(tǒng)的硬件電路進(jìn)行設(shè)計(jì)；接著在Keil軟件中建立工程項(xiàng)目，并編寫系統(tǒng)的控制程序，最后將完成調(diào)試的程序?qū)雴纹瑱C(jī)控制器中進(jìn)行軟、硬件聯(lián)調(diào)，程序的運(yùn)行結(jié)果將在Proteus環(huán)境中得到反映，當(dāng)然這中間肯定會(huì)出現(xiàn)很多硬件和軟件的錯(cuò)誤。通過觀察實(shí)時(shí)仿真結(jié)果，在軟件平臺(tái)上反復(fù)修改和設(shè)計(jì)就可以了，最終模擬出實(shí)際系統(tǒng)的運(yùn)行效果。

圖1 單片機(jī)虛擬仿真過程

從實(shí)踐教學(xué)角度出發(fā)，利用Proteus仿真軟件，通過具體項(xiàng)目的實(shí)施，促進(jìn)學(xué)生對理論知識(shí)的深入理解。并給學(xué)生足夠的發(fā)揮空間，讓學(xué)生體驗(yàn)電子設(shè)計(jì)的魅力，極大地提高了學(xué)生的理論基礎(chǔ)、電路設(shè)計(jì)和工程應(yīng)用的創(chuàng)新能力。從而豐富和完善了理論教學(xué)的內(nèi)容。使理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)二者相輔相成，相互促進(jìn)。

（二）在教學(xué)過程中融入項(xiàng)目案例

在教學(xué)過程中，采用項(xiàng)目案例式教學(xué)法，將單片機(jī)的理論知識(shí)合理地分解到各個(gè)項(xiàng)目中，每個(gè)項(xiàng)目相互銜接貫通、能力遞進(jìn)。再把一個(gè)完整的項(xiàng)目分解為若干個(gè)案例。在項(xiàng)目的實(shí)施過程中，讓學(xué)生由淺入深、由簡到繁地從小任務(wù)到大項(xiàng)目逐步去完成。通過“做中學(xué)”，加強(qiáng)學(xué)生對能力遷移所需知識(shí)的掌握程度，提升分析和解決問題的能力；通過任務(wù)驅(qū)動(dòng)，促使學(xué)生利用書本上學(xué)到的理論知識(shí)，“創(chuàng)作”自己的作品。從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情，化被動(dòng)接受式學(xué)習(xí)為主動(dòng)探索式學(xué)習(xí)。

以單片機(jī)的霓虹燈設(shè)計(jì)項(xiàng)目任務(wù)為例，其任務(wù)與知識(shí)點(diǎn)分解詳情見表1。學(xué)生在完成“點(diǎn)亮一個(gè)LED”任務(wù)中，掌握“C51單片機(jī)的I/O端口的使用”，通過設(shè)計(jì)延時(shí)程序制作“一個(gè)閃爍的LED”，然后，再利用C51數(shù)組實(shí)現(xiàn)“8位流水燈”，最后修改控制程序，讓8個(gè)LED能分別點(diǎn)亮2個(gè)，3個(gè)，4個(gè)……或更多種不同組合方式，實(shí)現(xiàn)“花樣霓虹燈”任務(wù)。該項(xiàng)目任務(wù)都是由簡單到復(fù)雜，從易到難的順序逐步完成的。

表1 單片機(jī)霓虹燈設(shè)計(jì)項(xiàng)目任務(wù)與知識(shí)點(diǎn)

（三）過程化考核

課程考核是檢驗(yàn)教學(xué)效果、保證教學(xué)質(zhì)量的主要手段。傳統(tǒng)的課程考核一般由50%的平時(shí)成績和50%的考試成績組成，平時(shí)成績主要以學(xué)生實(shí)際出勤率和教師主觀印象作為依據(jù)，缺乏客觀性，致使學(xué)生輕視學(xué)習(xí)過程而重視考試成績，從而無法獲得最佳學(xué)習(xí)效果。利用信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開展的線上教學(xué)，能將學(xué)生每一個(gè)階段的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄與保存，為教師開展過程化考核提供便利。

單片機(jī)線上教學(xué)的課程考核，可以設(shè)置為兩個(gè)方面：在線學(xué)習(xí)表現(xiàn)和綜合測試。將超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)提供的評價(jià)數(shù)據(jù)和成績及學(xué)生學(xué)習(xí)記錄作為主要依據(jù)，將課程考核貫穿于整個(gè)教學(xué)過程，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)“以分為尊”的弊端，讓考核更加合理，督促學(xué)生重視平時(shí)的學(xué)習(xí)過程，把平時(shí)當(dāng)考試，考試當(dāng)平時(shí)，增強(qiáng)學(xué)生課堂參與的積極性與主動(dòng)性。具體可以通過線上教學(xué)平臺(tái)將學(xué)生的在線表現(xiàn)，如簽到、學(xué)習(xí)、師生互動(dòng)、作業(yè)、測驗(yàn)等數(shù)據(jù)納入平時(shí)成績，占比60%；綜合測試成績占比40%?？己思?xì)節(jié)如表2所示。

表2 考核細(xì)節(jié)

五、結(jié)束語

綜上所述，本文主要對單片機(jī)理實(shí)一體課程線上教學(xué)的實(shí)施展開研究，使得線上教學(xué)中實(shí)施的理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，確保單片機(jī)線上教學(xué)自身價(jià)值與有效性得到充分發(fā)揮。但是，在開展線上教學(xué)過程中，學(xué)生缺少教師監(jiān)督，如何做好線上教學(xué)設(shè)計(jì)，營造良好的在線學(xué)習(xí)氛圍，提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，避免刷課行為，仍需開展進(jìn)一步研究。