《單片機(jī)原理》線上仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計與實(shí)施

陶慧芳

摘要：線上教學(xué)逐漸成為一種趨勢，盡管目前教學(xué)條件有限，但仍然需要保證線上的實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量。根據(jù)本人對線上實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的探討、設(shè)計、實(shí)踐與實(shí)施，總結(jié)出一些心得與體會，通過小組討論與同伴學(xué)習(xí)相結(jié)合的教學(xué)方式，取得了比較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：線上教學(xué);仿真實(shí)驗(yàn);小組討論;同伴學(xué)習(xí)

《單片機(jī)原理》是電子信息工程專業(yè)的專業(yè)必修課，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，除了要求一定的單片機(jī)理論知識外，還需要學(xué)生熟練掌握單片機(jī)的硬件設(shè)計、軟件編程及實(shí)驗(yàn)調(diào)試能力。如何高效組織線上實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在有限的時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對每個學(xué)生的指導(dǎo)？學(xué)生的基礎(chǔ)不同，怎樣幫助基礎(chǔ)不太好的學(xué)生愿意接受挑戰(zhàn)，積極主動學(xué)習(xí)？因此，老師必須在保證課程教學(xué)目標(biāo)不變的前提下對實(shí)驗(yàn)教學(xué)做必要的調(diào)整。

在本課程中，課程實(shí)驗(yàn)采用嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與仿真平臺Proteus軟件和Keil uvision集成開發(fā)環(huán)境來輔助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，利用Keil uvision4和Proteus軟件的聯(lián)調(diào)來實(shí)現(xiàn)單片機(jī)電路交互式仿真與調(diào)試平臺的搭建。仿真實(shí)驗(yàn)平臺的搭建，為《單片機(jī)原理》線上教學(xué)提供了一個有利的工具，使學(xué)生能看到每一項(xiàng)任務(wù)的實(shí)驗(yàn)過程，在家里也能可以編程和搭建電路，并查看實(shí)驗(yàn)結(jié)果。老師預(yù)先將軟件下發(fā)給學(xué)生進(jìn)行安裝。老師通過騰訊會議進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示和講解，學(xué)生再根據(jù)任務(wù)要求進(jìn)行仿真設(shè)計和運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)演示同步進(jìn)行錄課，視頻上傳學(xué)習(xí)通課程“資料”板塊，方便學(xué)生回看。

為了能保證線上實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量，我對課程教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了設(shè)計，思路如下：

一、線上實(shí)驗(yàn)教學(xué)的組織

最初的線上實(shí)驗(yàn)，我按照“教師講解---學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)---隨機(jī)選人通過屏幕共享實(shí)驗(yàn)過程---教師點(diǎn)評和指導(dǎo)---教師驗(yàn)收---所有的同學(xué)檢查完畢”這一過程來組織教學(xué)。通過這種常用的方式，老師能了解每個學(xué)生的掌握程度，但效率不高，因?yàn)槎潭虄晒?jié)課一個半小時的時間，真正讓學(xué)生自己做的時間只有1個小時，以一個組17人來算，教師檢查的時間平均下來是3.5分鐘/人，對于一些復(fù)雜的任務(wù)，僅調(diào)試程序就將花費(fèi)不少的時間，真正程序運(yùn)行的時間就更少了。課程的教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)內(nèi)容的深度難以保證。

因此，考慮到后期數(shù)碼管、矩陣屏、LCD顯示、矩陣鍵盤等比較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，我開始嘗試同伴教學(xué)、小組交流的模式，整個課程組織流程如下表所示：

（一）建立小組長交流群

我從學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、動手能力、責(zé)任心等方面進(jìn)行考察，最終選擇了6位同學(xué)作為小組長，并建立了《單片機(jī)原理》實(shí)驗(yàn)小組長交流群。

（二）課前準(zhǔn)備

在實(shí)驗(yàn)課開始前，我會將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容發(fā)到群里，通過QQ群語音會議的方式組織小組長進(jìn)行討論。

教學(xué)環(huán)節(jié)上我采用了同伴教學(xué)的方式。每次實(shí)驗(yàn)選擇兩位小組長，一位小組長在實(shí)踐課中對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)知識點(diǎn)進(jìn)行講解（我會在課前進(jìn)行溝通和講解），一位小組長將在實(shí)踐課結(jié)束階段進(jìn)行程序分享，介紹重點(diǎn)、難點(diǎn)、關(guān)鍵點(diǎn)。最初，小組長們有些害羞怯場，主動性不高，我直接選擇兩位小組長來做介紹和總結(jié)，從第三次課開始，小組長們就開始自告奮勇踴躍參與，由膽怯害羞到大膽嘗試，小組長的轉(zhuǎn)變很大，越來越有自信，表達(dá)能力也得到很好地鍛煉，對課堂的主動參與度也越來越高。

（三）課中實(shí)踐

在實(shí)踐課程過程中，按照我的計劃安排，是希望給予學(xué)生更多的時間和機(jī)會進(jìn)行必要的合作和展示，因此整個組織流程是：由一名小組長完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)知識點(diǎn)介紹----教師進(jìn)行總結(jié)歸納----小組活動，分小組開會議室，由小組長檢查、調(diào)試組員程序，教師每個會議室巡查，掌握進(jìn)度了解情況----課程結(jié)束前20分鐘回到教師會議室，由另一名小組長對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行分享、展示和總結(jié)。

這種教學(xué)方式，把課堂組織主動權(quán)交給了學(xué)生，教師由原來的講解者變成了引導(dǎo)者和觀察者。線上實(shí)驗(yàn)課堂，學(xué)生充分自主學(xué)習(xí)，能夠進(jìn)行師生互動、生生互動多種互動方式，知識從內(nèi)化到輸出更加凸顯。同伴教學(xué)的過程，可以促使優(yōu)秀學(xué)生掌握更多的知識，在學(xué)習(xí)能力、邏輯思維能力、語言表達(dá)能力、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力等方面得到很大的鍛煉。而小組交流中，由于人數(shù)比較少，組員之間相互熟悉，相互之間的交流會更加暢通。集體課堂中，有的同學(xué)在課上有問題但不好意思提，擔(dān)心問題太簡單，全班是不是只有自己一個人不會，導(dǎo)致自己會在老師和同學(xué)面前丟面子。但小組交流中，學(xué)生的顧慮沒有了，提問會比較活躍。同時教師可以通過優(yōu)秀學(xué)生的講解，以及在小組活動中學(xué)生之間的互動，可以更好的了解班級學(xué)生的掌握程度。

（四）課后總結(jié)

結(jié)束本次實(shí)驗(yàn)課程之后，教師組織小組長們在QQ群中通過語音會議的方式對本次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一次總結(jié)。主要有兩方面的內(nèi)容：一是對本次實(shí)驗(yàn)講解內(nèi)容的點(diǎn)評，哪些地方可以改進(jìn)，哪些地方為亮點(diǎn)。為下一次實(shí)驗(yàn)講解提供經(jīng)驗(yàn);二是每個小組實(shí)驗(yàn)檢查的過程中，出現(xiàn)了哪些共性問題，哪些特性問題，小組長們?nèi)绾谓鉀Q，有沒有更好的解決方式，在會議中進(jìn)行討論。

二、實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)評價的設(shè)計

整個實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)占學(xué)生期末總成績的25%。以往的實(shí)驗(yàn)成績是由實(shí)驗(yàn)考勤和實(shí)驗(yàn)報告組成，今年做了調(diào)整，把實(shí)驗(yàn)考勤改為檢查實(shí)驗(yàn)結(jié)果，能夠比較合理的衡量學(xué)生在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中的表現(xiàn)。因此學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績包括兩部分：實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)報告。實(shí)驗(yàn)結(jié)果評分分為A：100分，實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)要求的所有功能，并能正確回答老師的問題;B：80分，實(shí)驗(yàn)?zāi)軐?shí)現(xiàn)要求的大部分功能，并通過提示能正確回答老師的問題;C：60分，實(shí)驗(yàn)基本能實(shí)現(xiàn)要求的功能，但不能正確回答老師的問題;未參加實(shí)驗(yàn)者或完全沒動手做實(shí)驗(yàn)者：0分。課程結(jié)束后計算實(shí)驗(yàn)結(jié)果的平均分，再*15%進(jìn)行折算。

在本次仿真實(shí)驗(yàn)課程中，由傳統(tǒng)的教學(xué)模式改為同伴學(xué)習(xí)、小組交流方式，期間我做了很多嘗試，也在不斷的改進(jìn)，每次課后總結(jié)都要進(jìn)行討論，在下次課程中是否能采用更好的方式促進(jìn)教學(xué)。但線上開展實(shí)驗(yàn)，仍然有很多需要改進(jìn)的地方。比如實(shí)驗(yàn)成績的評定，怎樣進(jìn)行合理量化，使其體現(xiàn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的進(jìn)步;如何能夠通過同伴學(xué)習(xí)方式帶動班級更多中等偏上的學(xué)生主動學(xué)習(xí)，這些都是我將在教學(xué)過程中需要不斷學(xué)習(xí)、思考和探索的問題。