虛實(shí)結(jié)合單片機(jī)綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

焦偉娜

摘要：本文以單片機(jī)綜合設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)工作為研究對(duì)象，對(duì)虛擬技術(shù)在其中的應(yīng)用條件進(jìn)行分析，在簡(jiǎn)要介紹課程教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，從模擬項(xiàng)目、課程層次、虛擬預(yù)習(xí)、內(nèi)容考核四個(gè)方面，具體說明教學(xué)優(yōu)化方案，供相關(guān)研究參考。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)? 實(shí)驗(yàn)教學(xué)? 虛擬技術(shù)

中圖分類號(hào)：G633.93

一、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)

單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)目標(biāo)，是培養(yǎng)學(xué)生掌握電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作的基本技能。在提高操作能力的同時(shí)，拓展學(xué)生的視野范圍，使其能在了解前沿技術(shù)的基礎(chǔ)上，合理地完成方案選擇，并重點(diǎn)在設(shè)計(jì)電路、焊接電路、程序源編寫的內(nèi)容中，掌握整體的項(xiàng)目開發(fā)流程。尤其在實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中，需要通過團(tuán)體的協(xié)作與自主的思考，培育學(xué)生的綜合素質(zhì)，使其在面對(duì)具體項(xiàng)目問題時(shí)，能夠發(fā)揮出專業(yè)知識(shí)與創(chuàng)新思維的應(yīng)用價(jià)值，高效率、高熱情地投入到實(shí)驗(yàn)中，完成課程目標(biāo)。

二、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)化方案

（一）設(shè)置模擬項(xiàng)目

單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以加入模擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的內(nèi)容，通過對(duì)日常生活中，常見功能單片設(shè)備的功能模擬與技術(shù)開發(fā)，保證學(xué)生在實(shí)踐操作中的技術(shù)升級(jí)，并有效地平衡社會(huì)生活與技術(shù)知識(shí)之間的內(nèi)容，將所學(xué)課程轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用方法。

例如，在日常生活中，智能風(fēng)扇、智能窗簾等設(shè)備，都是借助單片機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)自身具體功能作用的。在對(duì)此類技術(shù)應(yīng)用內(nèi)容進(jìn)行分析的過程中，學(xué)生可以最大程度上地理解技術(shù)應(yīng)用條件。而在課程實(shí)踐中，教師可以通過這一程序系統(tǒng)的模擬操作，介紹技術(shù)條件下的服務(wù)內(nèi)容，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，對(duì)這種技術(shù)與功能的轉(zhuǎn)化產(chǎn)生一定理解。然后，在課程項(xiàng)目中，針對(duì)性的組織某項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用條件下的單片機(jī)程序開發(fā)，為學(xué)生提供基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的同時(shí)，通過焊接工具、仿真工具、測(cè)試儀器、電子元器件等實(shí)驗(yàn)設(shè)施，保證實(shí)際操作執(zhí)行的真實(shí)性。

（二）規(guī)劃任務(wù)層次

單片機(jī)設(shè)備的綜合實(shí)驗(yàn)課程，需要學(xué)生執(zhí)行完整的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)操作，在培養(yǎng)自身能力的同時(shí)，保證課程知識(shí)的學(xué)習(xí)效果。而為了適應(yīng)不同學(xué)生對(duì)于課程內(nèi)容的適應(yīng)性，需要針對(duì)不同的學(xué)習(xí)狀態(tài)，設(shè)置階段性的課程結(jié)構(gòu)，并在逐級(jí)展開的教學(xué)或動(dòng)中，保證課程的整體規(guī)劃效果與指導(dǎo)性狀態(tài)。

例如，在實(shí)驗(yàn)課程中，可以將具體的教學(xué)計(jì)劃分為三個(gè)層次，并分別定義為基礎(chǔ)、拓展、創(chuàng)新這三個(gè)主題內(nèi)容。然后，在具體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要求學(xué)生獨(dú)立的完成基礎(chǔ)性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，確保基礎(chǔ)知識(shí)系統(tǒng)掌握狀態(tài)之后，根據(jù)自身的技術(shù)能力，自由組成2-3人的學(xué)習(xí)小組，策劃功能拓展實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容并完成操作。最后，如果學(xué)生對(duì)這一實(shí)驗(yàn)內(nèi)容產(chǎn)生了濃厚的興趣，則可在教師的指導(dǎo)與協(xié)助下，展開實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，完成多類型功能搭載與設(shè)置，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的升級(jí)調(diào)整，并完成對(duì)于自身技術(shù)應(yīng)用能力的鍛煉^[1]。

（三）組織虛擬預(yù)習(xí)

單片機(jī)設(shè)備的綜合實(shí)驗(yàn)課程中，應(yīng)用虛擬技術(shù)，可以在課程教學(xué)之前，由學(xué)生獨(dú)立地完成對(duì)于課程操作內(nèi)容的預(yù)習(xí)，并在掌握一定原理、學(xué)習(xí)一定操作的過程中，對(duì)整體課程產(chǎn)生基礎(chǔ)性的認(rèn)識(shí)。

設(shè)置虛擬預(yù)習(xí)課程的過程中，可以在內(nèi)容上添加與實(shí)驗(yàn)課程相對(duì)應(yīng)的問答題目，并在學(xué)生執(zhí)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的同時(shí)，補(bǔ)全問答內(nèi)容，通過問題的形式對(duì)整體設(shè)計(jì)思路與技術(shù)方法進(jìn)行思考。而在完成實(shí)驗(yàn)處理的模擬預(yù)習(xí)操作之后，系統(tǒng)還會(huì)自動(dòng)對(duì)學(xué)生的答題情況進(jìn)行分析，在答題速率、準(zhǔn)確度等內(nèi)容中，對(duì)學(xué)生的預(yù)習(xí)狀態(tài)產(chǎn)生初步的了解。由此，為教師的課程設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)性的材料與信息，并對(duì)教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以此保證整體教學(xué)工作的完整性。而此項(xiàng)虛擬技術(shù)的應(yīng)用，還可以將學(xué)生的虛擬操作方案設(shè)置成具體的AR視頻材料，為其他同學(xué)的實(shí)踐學(xué)習(xí)提供參照與借鑒。

（四）細(xì)化考核內(nèi)容

考核是確認(rèn)專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)的重要手段，也是鞏固學(xué)生知識(shí)掌握條件的必要途徑。在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課程中，需要對(duì)整體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的課程考核進(jìn)行調(diào)整，不僅要保留基礎(chǔ)課程知識(shí)學(xué)習(xí)中的基礎(chǔ)性課程知識(shí)考核，也要在分析、操作等綜合素質(zhì)能力上，給予學(xué)生客觀的評(píng)價(jià)。具體到實(shí)驗(yàn)課程中，應(yīng)將這種整體性的考核劃分為預(yù)習(xí)、功能掌握、焊接處理、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、問題分析等具體內(nèi)容。由此，確定單個(gè)實(shí)驗(yàn)操作中的學(xué)生成績(jī)。同時(shí)，在這一評(píng)價(jià)報(bào)告中，教師還可以對(duì)學(xué)生的具體技術(shù)操作作出點(diǎn)評(píng)，并重點(diǎn)表?yè)P(yáng)其中的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)，通過鼓勵(lì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。

總結(jié)：綜上，單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課程的優(yōu)化，需要對(duì)整體教學(xué)策略進(jìn)行調(diào)整，在執(zhí)行虛擬教學(xué)方案應(yīng)用的同時(shí)，從多角度入手，保證教學(xué)執(zhí)行的有效性，并形成虛實(shí)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)課程，實(shí)現(xiàn)對(duì)于學(xué)生操作能力與綜合素養(yǎng)的鍛煉，完成課程升級(jí)建設(shè)。

參考文獻(xiàn)：

[1]秦曉梅，巢明，王開宇，等.模塊化多MCU單片機(jī)虛實(shí)結(jié)合自制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的探索與實(shí)踐[J].工業(yè)和信息化教育，2018（1）：26-30.