高職《單片機應(yīng)用技術(shù)》混合式教學(xué)探索與實施

王光德 高遲

摘要：本文闡述了利用“優(yōu)慕課”教學(xué)平臺對高職《單片機應(yīng)用技術(shù)》開展混合式教學(xué)的設(shè)計。以任務(wù)“籃球記分牌的設(shè)計”為例，探究混合式教學(xué)的教學(xué)設(shè)計過程和教學(xué)效果，為其他課程開展混合式教學(xué)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：混合式教學(xué)；單片機；教學(xué)設(shè)計

中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）24-0242-02

科技的進步及隨之帶來的科技產(chǎn)品的日新月異，特別是移動終端設(shè)備在不斷地影響著人們的學(xué)習(xí)和生活。時代要求我們作為教育工作者，要適應(yīng)當(dāng)前信息時代，結(jié)合學(xué)生的特點和需求對教學(xué)模式進行與時俱進的改革。混合式教學(xué)作為一種能夠充分發(fā)揮信息化手段又能滿足學(xué)生的個性化需求的教學(xué)方式，值得在高職教育教學(xué)中推廣。

《單片機應(yīng)用技術(shù)》是萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院針對高職機電一體化專業(yè)二年級學(xué)生開設(shè)的一門專業(yè)核心課程。此課程的特點是既需要較強的理論基礎(chǔ)又強調(diào)技能實踐。本課程經(jīng)歷了先學(xué)習(xí)理論后實踐的傳統(tǒng)教學(xué)階段，往往是實踐中真正需要的知識，在前期學(xué)習(xí)中并沒有真正掌握起來，理論和實踐脫節(jié)。之后進行了項目化改革，將知識融合到具體的項目中，做到了理實一體，但是在具體教學(xué)過程中，教師邊指導(dǎo)實踐，邊補充理論知識，對于學(xué)生的差異性需求很難兼顧，同時學(xué)習(xí)的效率低。在有限的課堂教學(xué)中，很難完成一個完整的教學(xué)項目。混合式教學(xué)，采用線上教學(xué)與線下教學(xué)相結(jié)合，將基礎(chǔ)的理論知識搬到線上，學(xué)生可根據(jù)自身的學(xué)習(xí)能力進行自主學(xué)習(xí)，滿足了學(xué)生的差異化需求。同時節(jié)約了大量的課堂教學(xué)時間，教師在課堂可以有針對性地對知識點進行講解，給學(xué)生更多的時間和機會進行實踐。下面通過以“設(shè)計籃球記分牌”這個教學(xué)單元的設(shè)計為例，闡述開展混合式教學(xué)的過程。

一、教學(xué)分析

1.教學(xué)內(nèi)容。課題組將《單片機應(yīng)用技術(shù)》教學(xué)內(nèi)容整合為六個項目，采取項目化教學(xué)。此教學(xué)單元選自項目二中的任務(wù)2《利用51單片機設(shè)計簡易籃球記分牌》。

2.教學(xué)目標。依據(jù)機電一體化技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案和本課程的教學(xué)大綱要求確定以下：

知識目標：（1）了解獨立按鍵的工作原理。（2）理解利用延時法去抖的原理。（3）掌握編寫延時程序去抖的方法。

能力目標：（1）能夠通過編寫延時程序去除按鍵抖動的影響。（2）能夠按照設(shè)計要求對程序進行仿真調(diào)試。

素質(zhì)目標：（1）培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、主動解決問題的能力。（2）培養(yǎng)團隊合作意識。（3）提高學(xué)生創(chuàng)新意識和實踐探究意識。

3.學(xué)情分析。本單元針對機電一體化專業(yè)二年級學(xué)生開設(shè)，學(xué)生通過前期學(xué)習(xí)，已經(jīng)掌握C51循環(huán)語句、條件語句的編寫及數(shù)碼管顯示程序的編寫。但程序設(shè)計中的細節(jié)處理不到位，對本單元要涉及的獨立按鍵的物理特性了解甚少。學(xué)生能夠熟練地利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺和互聯(lián)網(wǎng)資源進行學(xué)習(xí)解決問題。

4.教學(xué)重點。（1）使用軟件延時法去除按鍵的抖動。（2）多位數(shù)字顯示程序的編寫與調(diào)試。

5.教學(xué)難點。（1）延時去抖中，延時時機的把握及延時長度的確定。（2）有多個按鍵時，確定哪個按鍵按下的方法。（3）判斷按鍵抬起程序的編寫技巧。（4）數(shù)碼管顯示多位數(shù)時，數(shù)據(jù)的處理方法。

二、教學(xué)設(shè)計思路

依托優(yōu)慕課網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺為學(xué)生規(guī)劃學(xué)習(xí)路徑，提供學(xué)習(xí)資源。學(xué)習(xí)交流群、在線交互、Flash動畫及微視頻等手段導(dǎo)學(xué)助學(xué)。通過頭腦風(fēng)暴、小組學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力，培養(yǎng)團隊協(xié)作能力；實驗室仿真系統(tǒng)能夠高效呈現(xiàn)學(xué)生的設(shè)計，方便學(xué)生進行程序的調(diào)試。與課程項目配套的開發(fā)實驗板實現(xiàn)學(xué)生動腦與動手的結(jié)合，讓學(xué)生設(shè)計的程序應(yīng)用到現(xiàn)實，激發(fā)學(xué)生興趣。多種信息化手段的運用讓學(xué)生有更明確的學(xué)習(xí)任務(wù)、更清晰的學(xué)習(xí)路徑和更豐富的學(xué)習(xí)資源。課堂教學(xué)變?yōu)榱舜鹨伞⒑献髋c分享。整個教學(xué)過程以學(xué)生的積極性為動力，教師做向?qū)Ыo予指引。

三、教學(xué)實施

課前準備：課前提前兩天發(fā)布本次課程的情景任務(wù)：今年學(xué)院的籃球比賽要改用電子記分牌，需要大家自行開發(fā)制作。并且將課程資源推送優(yōu)慕課教學(xué)平臺。學(xué)生通過在線閱讀單元導(dǎo)學(xué)單，對本單元的知識結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)路徑有了清晰的了解，方便隨時查看。通過對線上碎片化知識點的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠掌握按鍵的工作原理，按鍵的軟、硬件去抖原理。通過在線測試，掌握學(xué)生在線學(xué)習(xí)的情況，方便及時調(diào)整課堂教學(xué)內(nèi)容。將知識點以微課的形式發(fā)布在優(yōu)慕課在線平臺，方便學(xué)生反復(fù)學(xué)習(xí)。仿真動畫能夠方便學(xué)生更好地理解按鍵構(gòu)造及原理。通過在線答疑，及時給予學(xué)生指導(dǎo)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。布置的課前作業(yè)用來檢驗學(xué)生對按鍵去抖程序、編程方法的掌握程度。

課堂教學(xué)：有了充分的課前準備，課堂教學(xué)以任務(wù)為主線，以問題為突破。教師提出以下四個問題：

1.硬件去抖還是軟件去抖的選擇。

2.軟件延時去抖的時間選擇。

3.處理按鍵彈起的方法。

4.多位數(shù)碼管顯示的數(shù)據(jù)處理。

在完成以上四個問題過程中，突破重點難點。

課堂教學(xué)按照任務(wù)引入、小組討論、仿真實驗、匯報評價四個大的步驟進行。教師首先要對線上學(xué)習(xí)的情況進行點評，根據(jù)在線測試和作業(yè)出現(xiàn)問題比較集中的知識點，如判斷按鍵彈起的方法，重點講解，糾正作業(yè)中出現(xiàn)的錯誤。學(xué)生通過課前的學(xué)習(xí)，已經(jīng)初步具備利用線上學(xué)習(xí)的知識點解決情景任務(wù)的思路。根據(jù)學(xué)習(xí)小組的劃分，各學(xué)習(xí)小組開展討論。在規(guī)定時間內(nèi)學(xué)生要完成方案制定、流程設(shè)計、程序編寫。期間教師給予指導(dǎo)、答疑和點評，實現(xiàn)差異化教學(xué)。對于普遍難以解決的問題，如有多按鍵時，如何確定哪個按鍵按下的程序，可以給予建議提示。仿真實驗階段，學(xué)生在設(shè)計程序時出現(xiàn)的問題會集中表現(xiàn)出來。教師重在指導(dǎo)程序調(diào)試的方法，讓學(xué)生通過討論互助解決問題。程序仿真成功后進入實驗板操作階段，學(xué)生能真實體驗實驗效果并且發(fā)現(xiàn)仿真與實操的區(qū)別，提高解決實際問題的能力。匯報評價階段，各小組選派代表上臺進行匯報。分享設(shè)計成果和學(xué)習(xí)過程中的經(jīng)驗。教師點評，學(xué)生在優(yōu)慕課在線客戶端進行投票，評選出優(yōu)秀作品和優(yōu)勝團隊。

課后提升：通過布置以下四個作業(yè)作為課后提升，也為下節(jié)課進行實際的籃球記分牌的焊接制作做準備。

1.進一步優(yōu)化程序。

2.搜集大功率數(shù)碼管的數(shù)據(jù)參數(shù)。

3.搜集大型按鍵的數(shù)據(jù)參數(shù)。

4.設(shè)計實用級籃球記分牌電路。

四、教學(xué)反思

本次課以一個現(xiàn)實產(chǎn)品開發(fā)為載體，利用多種信息化手段和豐富多樣的課堂活動，讓學(xué)生在課前有所準備的情況下，迎接挑戰(zhàn)。在不斷發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的過程中，掌握了知識和技能，達成素質(zhì)目標的培養(yǎng)。

堅持以學(xué)生為本，學(xué)中做，做中學(xué)，虛實結(jié)合。打破傳統(tǒng)教學(xué)方式中先灌輸知識，再解決問題，遇到問題再學(xué)習(xí)，使學(xué)習(xí)缺乏針對性，學(xué)習(xí)積極性難以提高。采用信息化教學(xué)，將基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)通過信息化手段前移至課前，課上通過解決具體的任務(wù)，使知識得以進階，使能力得以提高，使綜合素養(yǎng)得以升華，調(diào)動了學(xué)習(xí)積極性，提高了學(xué)習(xí)效率，教學(xué)效果顯著提升。

混合式教學(xué)將線上和線下資源進行有效的融合，充分利用學(xué)生的課下和課上學(xué)習(xí)時間，兼顧學(xué)生的差異性和多樣性需求，更好地培養(yǎng)了學(xué)生的自我管理和自主學(xué)習(xí)的能力。采用混合式教學(xué)不單是為了適應(yīng)當(dāng)前學(xué)生對各種移動終端的依賴現(xiàn)狀，更是時代發(fā)展要求教學(xué)模式的必然改革。本文以“利用51單片機設(shè)計簡易籃球記分牌”這個教學(xué)單元的設(shè)計與實施為例，闡述了混合式教學(xué)在單片機技術(shù)應(yīng)用教學(xué)中的具體實施過程，教學(xué)效果證明采用混合式教學(xué)能夠有效地提高教學(xué)效率，培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。

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