新形勢下高職院校單片機混合教學模式的創新與實踐

田亞芳　王云飛　張凱　裴慧霞

摘 要：在全球新冠肺炎疫情肆虐的背景下，為了確保“停課不停教、停課不停學”，線上教學成為2020年初高職院校最普遍的教學方式。本文借助單片機的“職教云”線上課程教學+線上仿真，實現在疫情防控期間單片機課程教學的全過程，探索出一條行之有效的“職教云+騰訊會議+口袋實驗室+線下實操”的混合式教學模式。

關鍵詞：單片機;混合教學;教學創新;網絡視頻課

中圖分類號：TP368.1-4;G712 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2021）05-0010-03

Abstract： In the context of the global COVID-19 pandemic， in order to ensure "no suspension of classes and no suspension of classes"， online teaching has become the most common teaching method in higher vocational colleges in early 2020. This paper used the "Vocational Education Cloud" online course teaching + online simulation of the MCU to realize the whole process of MCU course teaching during the epidemic prevention and control period， and explored an effective hybrid teaching mode of "Vocational Education Cloud + Tencent Conference + Pocket Lab + Offline practical operation".

Keywords： single chip microcomputer;mixed teaching;teaching innovation;network video course

2020年初，突如其來的一場疫情打亂了人們的生活。為了應對疫情，教育部下發《教育部關于2020年春季學期延遲開學的通知》，全國所有高校推遲開學，也就意味2020年春季學期的所有課程都不能在線下完成。為了確保完成春季學期的課程，教育部應對新型冠狀病毒感染肺炎疫情工作領導小組辦公室發布《應對新型冠狀病毒感染肺炎疫情工作領導小組辦公室關于在疫情防控期間做好普通高等學校在線教學組織與管理工作的指導意見》，給出指導意見，免費開放相應的國家在線開放課程及虛擬仿真實驗課程，保證疫情防控期間教學質量與教學進度，實現“停課不停教、停課不停學”[1]。全國各高校相繼開展線上教學，保證學生能夠正常進行線上上課，雖然線上教學成效不錯，但也存在若干問題，如線上部分教學視頻、課件等并沒有經過精細認真的加工，教學資源沒有經過嚴格的審核等。

1 單片機線上教學存在的問題

《單片機應用技術》課程是電類相關專業必修的一門實踐類專業教學課程，以筆者所在學校為例，一般開課時間在學生學習過《模擬電子技術》《數字電子技術基礎》課程之后。課程主要學習單片機的基本框架及原理、單片機的匯編語言及C語言、單片機的外圍接口技術以及單片機的系統擴展等內容，課程以實踐操作為主，著重培養學生實踐動手能力及軟件編程思想，引導學生從實踐案例著手，逐步培養學生使用單片機解決工程實際問題的能力。由于疫情的突然性，所有高校緊急采用適應新形勢的網絡視頻課來完成所有課程的教學任務。經過近一個學期線上單片機網絡視頻課的教學，雖然取得了不錯的教學效果，但是單一的線上單片機網絡視頻課教學也存在一些問題，面臨一些挑戰。

1.1 單片機線上網絡視頻課教學的特點

單片機課程通常采用以實踐為主、理論和實踐相結合的課程教學模式。在傳統的單片機課程教學中，理論課占絕大部分課時，課程內容以匯編語言入手并逐步過渡至C語言，在講理論課的同時，同步進行實驗教學，即使理論+實際相結合，但絕大多數學生難以跟上課程的節奏。雖然網絡視頻課教學適應新形勢，但是對于沒有事先準備線上教學的單片機課程來講，挑戰非常大，學生在家沒有實驗設備，絕大部分學生沒有計算機進行實驗部分的訓練，純粹的理論教學讓學生對單片機知識的掌握難之又難。

1.2 單片機線上網絡視頻課教學存在的問題

單片機的線上網絡視頻課教學一般采用視頻素材和文字素材作為課堂教學的重要組成部分，另外，課堂上使用QQ群直播、騰訊會議或者釘釘群直播進行直播教學。雖然上課前教師準備得比較充分，但是由于這不是面對面教學，每個人的網絡狀況也各不相同，在提問和互動環節經常出現學生斷網、無響應等情況，直播時學生是否認真聽課也存在較大的不確定性，所以純線上教學期間，教師很難把控課堂的教學進程及課堂動態，存在一定的漏洞。由于單片機課程的實踐性及專業性，定力不足的學生很難學完匯編語言，繼而萌生不想學的念頭。對絕大多數學生而言，學習單片機僅僅是為了完成專業課程拿到學分，并非對單片機的學習感興趣，所以純理論的線上教學就難以吸引學生的注意力。

1.3 單片機線上教學考核的弊端

線上考核一般會采取題庫試題隨機組題考核或線上上傳試卷進行考核兩種方式。對于閉卷考試來說，即使能通過視頻監控學生的考試，但一些學生會使用各種方法逃避監控。因此，對于閉卷考試的課程而言，若必須使用線上方式進行考核，則需要使用多機位、良好網絡以及多重監控手段來保證考試的公平性。

2 新形勢下單片機混合式教學模式的構建

單片機課程對學生有很高的要求，學生應具備較強的實踐操作能力、邏輯思維能力及軟件編程能力。學生要充分掌握這門課程，僅僅在課堂上學一點理論知識是遠遠不夠的。傳統的線下教學模式及適應新形勢的網絡視頻課教學都很難滿足現階段的單片機課程教學要求。雖然傳統的線下單片機教學模式實驗條件、上課環境都非常充分，也可以采取多種方法進行課堂教學，但學生平時成績的記錄、灌鴨式的課堂教學模式讓教師會做許多重復性的工作，因此新形勢下構建單片機混合式教學模式顯得尤為重要。

2.1 課前教學組織環節

在課程開始之前，教師通過職教云平臺上傳教學PPT、微課、視頻資料及動畫資料，按照教學大綱規劃本學期單片機課程的理論課、實驗教學流程以及教學安排。上課前，教師在云平臺上推送課前預習內容，讓學生在規定時間內在云平臺上自主學習完成，學生通過“線上答疑”“線上提問”模塊可以將課前遇到的問題匯總后在課堂上進行解答。學生通過課前在云平臺上學習，在上課時能夠非常輕松地跟上教師的節奏，教師也能夠在線下課堂上與學生進行更多的交流和互動，面對面地解答問題，也能夠更清楚地掌握學生的學習情況，以便隨時調整教學進度及教學內容。

2.2 課中教學組織環節

傳統的線下課堂教學模式絕大多數屬于灌鴨式的強制性傳授模式，學生課堂參與度不高、學習興趣提不上去，即便是手機全部上交，部分學生仍處于“夢游”狀態，課堂效果極差。線下上課期間，通過線上線下混合式教學方式，教師可以隨時在云平臺的課堂教學中設置上課簽到、課堂討論、課堂小測驗、隨機提問、頭腦風暴及小組博弈等環節，讓學生在課堂教學中實現“學中玩、玩中學”。課堂增加單片機實驗練習環節，先動手敲代碼再學習理論知識，理論與實踐相結合，把枯燥的理論學習變為有趣的動手實踐操作。教師可以經常在課堂上組織單片機小知識點編程博弈大賽，讓比賽獲勝的前幾名同學作為組長，帶領進度慢的學生共同學習、共同進步，逐步調動學生學習單片機的積極性。

2.3 課后教學組織環節

單片機線下課程結束后，教師既可以在職教云平臺中進行作業評測，又可以提前布置學生下次課前需要學習的內容，讓學生充分利用云平臺消化理解所學知識。如果學生對課堂中所講的知識不太理解或者有疑問，就可以通過云平臺與教師進行互動，教師針對學生提出的疑問進行個性化的輔導，促使學生在課堂教學結束后能夠全方位地理解和鞏固知識。

3 新形勢下單片機教學的創新

新形勢下，如果單片機課程仍采取傳統的教學方法進行教學，將很難達到預期效果。教師可以合理使用混合式教學模式，改變常規的教學模式，采用“口袋實驗室”和線下實驗室實操相結合的動起來的訓練模式，積極引導學習程度較好的學生參加單片機類比賽及科技創新活動，將學生參加單片機類學科競賽的項目拆解后分組讓學生在課堂上消化和吸收，以達到深入學習單片機課程的目的。

3.1 “口袋實驗室”+線下實操

一場疫情打破了實操較多的課程在學校實驗室集中做實驗的場面，許多學生在線上只能學習理論知識，高校的實驗室空置了一個學期。許多學校及公司積極探索線上實驗室建設問題，但線上實驗室的建設需要投入大量的精力和財力，一般院校很難對個別課程投入資金進行建設。基于單片機的“口袋實驗室”就是簡單的單片機實驗板或者簡易的實驗箱，方便學生攜帶，投入不大，只要學生有計算機，就能在宿舍、自習室或者教室隨時隨地地進行編程學習與開發，這對于實驗室里體積較大的單片機實驗箱來說是一個很好的補充。

3.2 大賽項目分解促進“項目化教學”

教師要將單片機相關學科競賽的比賽真題進行分解，拆解的項目以任務為導向，將書上理論知識融合在每一個小任務中，從小任務著手，一步步將分解出來的項目完成。項目化教學要以學生為主體，讓學生全程參與到所分解的項目中，每個項目都針對一個知識點進行，增加學生的參與度，提高學生的自主學習能力。

3.3 積極引導學生參加科技創新及學科競賽

要鼓勵學生利用業余時間進行單片機擴展項目的訓練，開放電工電子實訓基地、大學生科技創新實驗室，讓思維敏捷、課堂小競賽排名靠前及對單片機有興趣的學生利用“口袋實驗室”在學校開放實驗室開展科技創新活動。要積極引導實力較強且愿意學習的學生參加單片機類相關學科競賽，如參加藍橋杯全國軟件和信息技術專業人才大賽“單片機設計與開發”及“嵌入式設計與開發”項目、全國大學生電子設計競賽等競賽項目[2]。這樣既檢驗了學生對單片機知識的掌握情況，又培養了學生利用單片機進行科技創新的興趣。

4 結論

新形勢下，單片機課程采用混合式教學模式進行課程的改革及創新[3]，這給單片機教學帶來了新的機遇和挑戰，對教師的理論教學和實踐教學能力提出了更高的要求。教師利用線上線下混合式教學模式開展教學，不僅能使單片機課程的教學資源越來越豐富，師生之間的溝通越來越通暢，還能利用單片機“口袋實驗室”和線下實驗室交叉訓練，提高學生學習單片機的積極性，同時鍛煉學生的動手實踐操作能力，提升學生的科技創新能力及科技素養。

參考文獻：

[1]王雪燕，張強.疫情之下高校思政課教學存在問題及應對舉措[J].福建茶葉，2020（4）：266-267.

[2]王云飛，張凱，田亞芳，等.基于STM32的簡易多功能液體容器的設計與制作[J].電子制作，2020（19）：21-24.

[3]楊璐，江可.疫情防控期間高職院校線上教學的現狀、問題與反思[J].教育與職業，2020（13）：99-103.