《單片機應用技術》課程線上線下混合教學模式研究

郭鶴

（鄭州科技學院，河南 鄭州 450064）

高質(zhì)量教學是每個教育工作者不斷探索和追求的目標，隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來，高校教學模式也逐漸發(fā)生轉(zhuǎn)變，線上平臺工具與資源的應用已越來越主流地融入了日常教學活動中，線上線下混合教學模式應運而生。2020年由于新冠疫情的影響，全國全面推行線上教學，推動了大批線上教學平臺的完善與發(fā)展。為了更好地使線上工具與傳統(tǒng)線下教學相融合，許多教育工作者對線上線下混合教學模式進行了探索與研究，并達到了一定效果。北京航空航天大學的劉雅靜老師提出通過構(gòu)建以微課為基礎線上平臺，學生可在課前下載學習實驗相關資料，并通過網(wǎng)上預約等方式靈活安排線下實驗，以緩解實驗室資源緊缺及理論實驗脫節(jié)問題。廣東東軟學院的陳桂蓉老師采用課前直播引導學生預習，課中引導討論并錄制編碼過程，課后線上布置作業(yè)引導復習的方式，實現(xiàn)線上線下教學各取所長，以提高學生學習效率。無錫技師學院的吳誠老師以課前學生的線上表現(xiàn)為依據(jù)將學生分組，在線下教學中因材施教從而達到提高學生學習質(zhì)量的目的。但目前大多數(shù)線上線下教學模式是將線上、線下分為了兩個獨立的階段，課前和課后采用線上方式，而課中采用線下方式，雖緩解了線下教學的壓力，但卻將壓力加在了課前和課后的線上教學上，這雖可在一定程度上提高了學習的質(zhì)量，但卻降低了學習的效率。因此，如何設計線上線下教學模式實現(xiàn)在不降低學習效率的前提下，提高教學質(zhì)量具有十分重要的意義。

1 課程背景及現(xiàn)狀

1.1 授課對象

《單片機應用技術》課程的授課對象為機械工程學院2018級機械設計制造及自動化專業(yè)的學生。我校為應用型本科院校，學生在知識儲備方面雖不如一本院校學生豐富，但在性格方面卻活潑、大膽、熱情，在教學活動中，對于自己感興趣或聽得懂的知識點，會積極響應并主動探索，因此如何使教學活動有趣易懂是提高學習效率與學習質(zhì)量的關鍵點。

1.2 課程教學現(xiàn)狀與成因分析

《單片機應用技術》課程是一門應用性很強的專業(yè)課，其理論知識點多且不易理解。在傳統(tǒng)教學活動中，單純的理論教學枯燥乏味，往往使學生失去學習興趣，消極上課的情緒逐漸積累。為提高教學質(zhì)量，作者在從事教育事業(yè)的7年中，積極借鑒并探索高質(zhì)量的教學方式，已取得了一定成果。目前的教學模式采用理論加課堂實驗的方式，將傳統(tǒng)理論和實驗分離的狀態(tài)進行改進，課堂實驗的加入提高了學生的學習興趣，在一定程度上帶動了學生的積極性，在此基礎上，改進了理論教學講解方式，使理論知識點更加容易理解。但課堂教學受多方面因素的影響，且實驗本身具多種有不確定性，這導致在有限的時間內(nèi)，課堂實驗難以正常順利進行，往往出現(xiàn)實驗無法完成的情況，這就限制了課堂實驗這一提高教學質(zhì)量的關鍵因素的作用。

為了在課堂有限的時間內(nèi)，既完成理論教學又完成課堂實驗驗證，以達到進一步提高教學質(zhì)量的目的，現(xiàn)將課堂實驗在課堂教學中難以進行因素總結(jié)如下。

（1）學生不熟悉實驗軟件，實驗過程中軟件設置耗時較長。

（2）由于學生程度不一，為保證學生跟上進度，教師引導實驗時常需反復說明某一實驗關鍵點，從而拉長了整體實驗耗費的時間。

（3）實驗過程中，常出現(xiàn)很多問題，教師分身乏力顧此失彼，在給一組學生答疑的同時，另一組學生處于實驗停滯狀態(tài)，也間接降低了實驗效率。

（4）實驗結(jié)束時，理想狀態(tài)下，教師需逐組檢查實驗結(jié)果并給出成績，以鼓勵學生，但通常由于實驗耗時過長，此階段常被跳過。

這些因素導致本來應簡短的課堂實驗需要占用大量的課堂教學時間，這也是有時教師為了保證教學進度而選擇放棄課堂實驗的原因。

而采用線上線下混合教學模式，結(jié)合線上平臺工具與線下課堂教學，可輔助教師在有限的時間內(nèi)，引導學生完成簡短的課堂實驗，從而達到提高學生學習質(zhì)量的效果。

2 線上線下混合教學模式的探索

近年來，網(wǎng)絡科技發(fā)展迅速，它不僅使人們的生活更加豐富多彩，也帶來了新一波的教學改革探索，線上線下混合教學模式也隨之而來。線上線下混合教學模式并不是單純地在課前采用線上模式、課中采用線下模式、課后再采用線上模式這樣完全將線上線下分離單獨進行，這會導致教學活動時間大幅增加，從而使教學效率大幅降低，它應是將線上平臺工具和線下課堂教學進行有機結(jié)合，以達到提高教學效率與質(zhì)量的目的。

2.1 線上線下教學模式的資源構(gòu)建

基于單片機應用課程授課對象的特點，以及目前課程授課中遇到的問題，探索線上線下混合教學模式以實現(xiàn)提高學生學習效率和質(zhì)量的目的。

首先，線上線下混合教學模式需要課前教師構(gòu)建線上資源，以作為課堂教學的輔助。本門課程教師構(gòu)建的主要資源有：

（1）視頻資源。教師可在課前將軟件設置流程及使用方法錄制成視頻，同時錄制本節(jié)課實驗流程視頻，實驗流程視頻的重點放在硬件接線方法和程序燒錄方法上，視頻時長控制在整個課堂實驗預留時間的1/4。

（2）課堂討論區(qū)。教師需在線上平臺構(gòu)建課堂討論區(qū)域，以供學生實時發(fā)布實驗中遇到的問題，教師和學生都可對問題進行解答，從而減輕教師現(xiàn)場答疑的壓力，以提高解決問題的效率。

（3）課堂作業(yè)。在課程即將結(jié)束時，教師在線上平臺發(fā)布課堂作業(yè)，督促學生將本節(jié)課完成的課堂實驗結(jié)果演示錄制成視頻，將硬件接線拍照，并同程序一并打包上傳，教師可在課后對其本次課堂實驗結(jié)果進行打分。

除此之外，教師還可在課堂理論講解時利用線上平臺工具進行提問并打分以提高學生學習積極性，在課后還可布置線上實驗作業(yè)等。

2.2 線上線下教學模式實施流程

以單片機應用課程中算數(shù)運算指令一節(jié)為例，說明線上線下混合教學模式的實施流程。本節(jié)課的教學目標是使學生掌握算數(shù)運算指令的作用并熟練應用。

（1）課前。在課前，教師利用線上教學平臺發(fā)布實驗軟件設置方法及使用流程視頻，并發(fā)布本節(jié)課課堂實驗流程視頻，以及本節(jié)課涉及的知識點。利用平臺設置課堂討論區(qū)，并設置課堂作業(yè)與發(fā)布時間，以公告的形勢督促學生自覺預習。但考慮到本校學生的特點，以及學生其他課程的壓力，課前預習并不是整節(jié)課的重心。

（2）課中。課堂教學是教學活動的重心，在課堂上，教師首先需講解本節(jié)課的理論知識，包括算數(shù)運算指令的種類、作用、語法、格式等。在理論講解過程中可利用線上平臺工具進行提問并加分，在了解學生學習情況的同時，增加學生的學習信心。本節(jié)課的理論講解時間計劃為60分鐘，課堂實驗時間為30分鐘。在理論講解結(jié)束后，引出本節(jié)課課堂實驗的目標、實驗原理以及如何通過實驗驗證所學理論，并引導學生跟隨線上平臺視頻資源進行實驗，并將遇到的問題發(fā)布至課堂討論區(qū)。利用視頻資源作為實驗流程引導，避免了教師顧此失彼、分身乏力的狀況，提高了教學活動的效率。通過線上討論區(qū)進行問題發(fā)布，解除了學生小組和小組間的空間限制，使課堂更加秩序井然，提高了學生之間相互解惑的效率，也減輕了教師的答疑壓力。

（3）課后。在本節(jié)課結(jié)束時，教師督促學生演示本節(jié)課的實驗結(jié)果，并將演示視頻及試驗資料上傳至課堂作業(yè)，沒有完成實驗的同學也可在課后繼續(xù)完成實驗并上傳。這樣避免了教師逐組檢查并打分的煩瑣過程，提高了教學效率。

2.3 實施效果

為了驗證線上線下混合教學模式是否有效可行，本學期對2018級機械設計制造及其自動化專業(yè)1班、2班采用線上線下混合教學模式，3班、4班仍采用之前的教學模式。通過統(tǒng)計期末成績分布，得出1班、2班期末平均得分為78分，3班、4班為76分，期末得分并無明顯差距，但通過調(diào)查問卷及訪談結(jié)果得出，1班、2班學生在課下自主學習單片機的比例明顯高于3班、4班。由此證明，線上線下混合教學模式，在一定程度上提高了學生的學習興趣與積極性，也間接提高了學生的學習質(zhì)量。

3 結(jié)語

采用線上線下混合教學模式進行課堂教學，能夠提高課堂實驗教學的效率，使課堂實驗能夠在有限時間內(nèi)順利進行，從而使課堂實驗環(huán)節(jié)發(fā)揮應有的作用，經(jīng)過本學期的教學實踐證明，此方法提高了教學活動的效率，也提高了學生的學習興趣與自主性。