微課成就信息技術(shù)高效課堂

王玉英

北京市朝陽(yáng)區(qū)從2014年開始在初高中信息技術(shù)課程中引入“單片機(jī)機(jī)器人”內(nèi)容。該機(jī)器人由北京教育學(xué)院朝陽(yáng)分院王立春老師主導(dǎo)開發(fā)，采用AT89S52芯片，主板上安排了4個(gè)8P插座（P0、P1、P2、P3），輸入輸出板上有8個(gè)LED燈、兩個(gè)數(shù)碼管、8個(gè)按鈕和1個(gè)撥碼開關(guān)。借助它開展算法和程序設(shè)計(jì)的教學(xué)，能使枯燥的算法原理講解變得形象，也會(huì)使二進(jìn)制、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)化等計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)變得可視化。再配上馬達(dá)、車輪以及各種傳感器，并利用C語(yǔ)言驅(qū)動(dòng)，學(xué)生非常感興趣。

本節(jié)課是“單片機(jī)機(jī)器人”的起始課，學(xué)生在此之前有一定C語(yǔ)言的基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)過(guò)虛擬機(jī)器人的搭建，體驗(yàn)過(guò)利用C語(yǔ)言為虛擬機(jī)器人進(jìn)行模塊化編程的過(guò)程。

教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)重、難點(diǎn)

知識(shí)與技能：知道什么是單片機(jī)，了解單片機(jī)的基本應(yīng)用；知道單片機(jī)編寫程序的基本過(guò)程；知道LED燈的控制方法。

過(guò)程與方法：學(xué)會(huì)創(chuàng)建工程文件；學(xué)會(huì)編寫控制LED燈亮滅的程序語(yǔ)句；學(xué)會(huì)編譯程序和向單片機(jī)寫程序；體驗(yàn)自己編寫程序控制LED燈的過(guò)程。

情感、態(tài)度與價(jià)值觀：體會(huì)程序設(shè)計(jì)的作用；體驗(yàn)自己編寫程序控制設(shè)備的快樂(lè)。

重點(diǎn)：LED燈亮滅的控制方法。

難點(diǎn)：?jiǎn)纹瑱C(jī)工程文件的建立。

教學(xué)過(guò)程

1. 創(chuàng)設(shè)情境 引入教學(xué)

師：?jiǎn)纹瑱C(jī)應(yīng)用非常廣泛，在日常生活中會(huì)有很多由單片機(jī)控制的設(shè)備。如冰箱、電飯鍋、洗衣機(jī)、電壓力鍋、電飯煲、空調(diào)、各類遙控器、遙控汽車等，這些電氣產(chǎn)品都含有1個(gè)甚至多個(gè)單片機(jī)。

教師播放掃地機(jī)器人視頻，說(shuō)明掃地機(jī)器人就是利用了單片機(jī)控制。

設(shè)計(jì)意圖：了解單片機(jī)的日常應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引入新課教學(xué)。

2. 新知講解

（1）單片機(jī)及其特點(diǎn)

師：?jiǎn)纹瑱C(jī)是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能集成起來(lái)。

單片機(jī)具有性能高、速度快、體積小、價(jià)格低、穩(wěn)定可靠、應(yīng)用廣泛、通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。從20世紀(jì)80年代開始，由當(dāng)時(shí)的4位、8位單片機(jī)，發(fā)展到現(xiàn)在的32位300M的高速單片機(jī)。

（2）了解所使用單片機(jī)的CPU型號(hào)及參數(shù)

師：AT89S52 是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器。具有：8k字節(jié)Flash ROM、256字節(jié)RAM、32位雙向I/O 口（P0、P1、P2、P3）。

引導(dǎo)學(xué)生觀察CPU周圍的I/O口的命名，觀察數(shù)據(jù)線的接法。

（3）了解輸入、輸出板的構(gòu)成

引導(dǎo)學(xué)生觀察輸入輸出板上的構(gòu)件。

輸出設(shè)備：LED燈、數(shù)碼管。

輸入設(shè)備：按鈕開關(guān)、撥碼開關(guān)。

設(shè)計(jì)意圖： 知道什么是單片機(jī)，了解它的特點(diǎn)及其發(fā)展歷程。了解所使用的單片機(jī)CPU的型號(hào)及有關(guān)參數(shù)。知道輸入、輸出板的構(gòu)件，為接下來(lái)控制LED燈打下基礎(chǔ)。

3. 利用微課自主學(xué)習(xí)，正確創(chuàng)建工程文件并點(diǎn)亮一個(gè)LED燈

一段4分鐘的微課，為學(xué)生演示了如何正確選擇CPU型號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，創(chuàng)建工程文件、創(chuàng)建群組以及新建一個(gè)C語(yǔ)言源程序的過(guò)程，還演示了如何編譯以及將編譯后的文件寫入單片機(jī)。

學(xué)生戴著耳機(jī)邊看邊做，教師觀察學(xué)生學(xué)習(xí)和操作情況，對(duì)于共性問(wèn)題，我利用廣播軟件統(tǒng)一講解：一是C語(yǔ)言語(yǔ)句區(qū)分大小寫，在寫CPU的端口名稱時(shí)要求大寫，很多學(xué)生將P0-P3端口小寫了。二是有部分學(xué)生忽略了語(yǔ)句后面的分號(hào)，或?qū)懗闪酥形牡臉?biāo)點(diǎn)。

在巡視過(guò)程中，我及時(shí)解決學(xué)生出現(xiàn)的個(gè)性問(wèn)題。如由于輸入、輸出板上個(gè)別LED燈線路接觸不好，導(dǎo)致不能實(shí)現(xiàn)程序的功能，我為學(xué)生及時(shí)更換了設(shè)備；還有個(gè)別學(xué)生電腦上插著的U盤對(duì)單片機(jī)的數(shù)據(jù)組產(chǎn)生了干擾；還有學(xué)生啟動(dòng)的程序不對(duì)等。這些問(wèn)題都及時(shí)得到了解決，使學(xué)生順利完成了點(diǎn)亮一個(gè)LED燈的任務(wù)。當(dāng)他們看著由自己寫的語(yǔ)句而控制LED燈點(diǎn)亮?xí)r，都非常興奮，那種驚喜的表情是無(wú)法用語(yǔ)言描述的。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生利用微課自學(xué)，學(xué)會(huì)正確創(chuàng)建工程文件、撰寫程序、編譯程序、往單片機(jī)中寫入程序，體驗(yàn)點(diǎn)亮一個(gè)LED燈的過(guò)程，體會(huì)程序是如何控制設(shè)備的。

4. 自由創(chuàng)作

師：同學(xué)們現(xiàn)在會(huì)點(diǎn)亮一個(gè)LED燈，現(xiàn)在你的單片機(jī)你做主，通過(guò)自己的設(shè)計(jì)將其他LED燈也點(diǎn)亮吧。請(qǐng)根據(jù)自己的設(shè)計(jì)，適當(dāng)增加或減少延時(shí)的時(shí)間。

設(shè)計(jì)意圖：充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性，設(shè)計(jì)出個(gè)性化的流水燈效果。

5. 評(píng)價(jià)展示

教師巡視，展示、評(píng)價(jià)有特色的學(xué)生作品，并利用廣播軟件向全體學(xué)生介紹同學(xué)編寫的代碼，再次使學(xué)生體會(huì)代碼的意義。

設(shè)計(jì)意圖：這個(gè)環(huán)節(jié)是學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的成果展示，一些學(xué)有余力的學(xué)生通過(guò)編寫語(yǔ)句制作出了很炫的流水燈的效果。老師不失時(shí)機(jī)地展示了2～3位學(xué)生作品，這將鼓勵(lì)其他學(xué)生們各顯神通。

6. 課堂小結(jié)

利用上圖引導(dǎo)學(xué)生回顧為單片機(jī)編寫程序的整個(gè)過(guò)程，強(qiáng)調(diào)生成目標(biāo)文件的重要性。

教學(xué)反思

本節(jié)課是單片機(jī)機(jī)器人的第一節(jié)課，教學(xué)的目的是學(xué)生體驗(yàn)編寫程序控制LED燈亮滅的過(guò)程，并激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)機(jī)器人的興趣。我認(rèn)為這節(jié)課的教學(xué)有以下亮點(diǎn)。

1. 情境創(chuàng)設(shè)合理，教學(xué)環(huán)節(jié)清晰

課程一開始，我為學(xué)生播放了現(xiàn)在家庭中應(yīng)用越來(lái)越廣泛的掃地機(jī)器人的工作視頻，引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，很自然地引入單片機(jī)的教學(xué)。在教學(xué)過(guò)程中，我不但給出單片機(jī)的定義，還引導(dǎo)學(xué)生觀察單片機(jī)上的接線、電源等部件，為學(xué)生介紹了輸入、輸出板的作用及部件。

接下來(lái)，學(xué)生根據(jù)下發(fā)的微課視頻進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。學(xué)生通過(guò)這個(gè)視頻學(xué)會(huì)了創(chuàng)建工程文件、編譯程序以及將編譯后的文件寫入單片機(jī)的過(guò)程。學(xué)生在下面的自由創(chuàng)作環(huán)節(jié)充分發(fā)揮了自己的主觀能動(dòng)性，按照自己的想法撰寫語(yǔ)句點(diǎn)亮不同的LED燈，制作出了很好的流水燈效果。在課堂小結(jié)環(huán)節(jié)，教師將為單片機(jī)編寫程序的過(guò)程進(jìn)行了梳理，強(qiáng)調(diào)了創(chuàng)建工程、編寫文件、生成目標(biāo)文件、寫入程序的基本過(guò)程和每個(gè)過(guò)程的作用，加深了學(xué)生的印象。每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)都是環(huán)環(huán)相扣的，教學(xué)節(jié)奏既緊湊又放松。

2. 微課的使用有效地突破了難點(diǎn)，為信息技術(shù)高效課堂提供了幫助

信息技術(shù)課程的高效課堂應(yīng)該有效突破難點(diǎn)，達(dá)成教學(xué)目的。在本節(jié)課中，微課的使用恰恰起到了這樣的作用。利用Keil uVision4軟件創(chuàng)建工程文件是一個(gè)復(fù)雜的操作過(guò)程，其中涉及對(duì)單片機(jī)芯片的設(shè)置、CPU頻率的設(shè)置、勾選生成目標(biāo)文件、建立群組、新建C語(yǔ)言源程序文件并加入群組等一系列操作。如果教師按傳統(tǒng)的方法利用計(jì)算機(jī)教室的廣播軟件進(jìn)行統(tǒng)一演示，因操作步驟較多，學(xué)生會(huì)記不下來(lái)。采取教師演示學(xué)生跟著做的方法，則勢(shì)必會(huì)有一部分學(xué)生跟不上教師的操作。

本節(jié)課所使用的微課是利用錄屏軟件Camtasia Studio錄制的，錄制了創(chuàng)建工程、編寫代碼、編譯程序和利用Progisp1.72軟件往單片機(jī)中寫目標(biāo)文件的全過(guò)程。學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)節(jié)奏一邊觀看微課一邊操作，對(duì)于沒(méi)看清楚的部分還可以暫?；虻够厝タ?。微課的使用很好地突破了教學(xué)難點(diǎn)，支持了學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)。

微課的使用還使教師能夠抽出更多的時(shí)間關(guān)注全體學(xué)生，即為學(xué)有余力的學(xué)生的自主創(chuàng)作爭(zhēng)取了時(shí)間，也為在操作過(guò)程中遇到問(wèn)題的學(xué)生提供了單獨(dú)輔導(dǎo)的機(jī)會(huì)。在課堂上教師更多的精力放在了解決學(xué)生在操作過(guò)程中遇到的問(wèn)題，使在課堂上面向全體學(xué)生成為現(xiàn)實(shí)。

總之，微課在信息技術(shù)課堂中的使用是實(shí)現(xiàn)高效課堂的有力手段，值得教師們大力探索。當(dāng)然，微課的內(nèi)容取舍、微課的形式、微課使用的時(shí)機(jī)和方法都需要在實(shí)踐中檢驗(yàn)和總結(jié)。

（作者單位：北京市日壇中學(xué)）