互聯網+背景下高職單片機課程建設的思考

陳新芬

摘要：移動互聯網技術的快速發展，使得高職課程的教育形式發生了改變和更新。在線學習、網絡學習成為新的學習方式。該文從單片機課程資源建設的角度出發，講解了如何建設該課程的網絡資源，來更好地適應新形勢下的發展要求。

關鍵詞：單片機;課程;網絡;資源;建設

中圖分類號：TP3? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? 文章編號：1009-3044（2019）01-0126-03

1 研究背景

在信息技術高速發展，“互聯網+”的環境下，高職院校課程網絡資源的建設與開發成為教育改革的一項新任務。它要求教育工作者必須樹立先進的教學理念，掌握先進的信息技術和計算機技術，改變傳統的教育教學組織形式。學習者的學習方式不再局限于傳統的課堂式教學，因此高職院校可構建網絡教學平臺，進行網絡課程資源的建設。高職院校是否擁有一批受學生歡迎的高水平課程資源庫，已成為衡量院校教學水平的一項評價標準。

新形勢下，我院于2018年6月份啟動了建設100門課程資源庫的項目，基于超星泛雅網絡平臺，建設課程資源庫。在此背景下，筆者就單片機課程教學資源建設進行了一些簡單的探索。

2 建設意義

軟環境資源建設也即課程資源庫建設，其目的就是改變以往教師課堂講授，學生被動聽課的教學模式，把配套課程學習的一系列資源放置到課程網絡教育資源平臺上。目前我院重點鼓勵教師使用的課程教學平臺是藍墨云班課和超星泛雅學習通平臺。教師將課程相關資源上傳到課程資源平臺上，讓學生在具體課堂之前就能接觸課程相關信息，以翻轉課堂的教學模式，讓學生的學習變得積極主動，激發學生的主動性和自學能力。學生有機會進行課前自習，觀看有關微課視頻教學中講解的重要知識點，嘗試仿真類，學習板，開發板上相關項目任務的完成。經過課程資源庫的建設，可以改善目前單片機教學實驗案例不足，缺乏產業應用案例的現象，可以通過資源庫的建設形成大量工程應用項目案例、程序例程、仿真運用等。另一方面，單片機應用開發的課程教學本身的學時有限，資源庫建設應著眼于解決學生課后學習和碎片化空余時間學習的需求。

3 建設內容

3.1 課程簡介

此項目錄下包含課程簡介，課程標準，負責人簡介，課程教學團隊，實訓設備簡介。課程簡介中，重點對各類型單片機進行簡介，對單片機的廣大應用領域進行介紹，充分激發同學對該課程實用價值的認識，調動同學們的學習積極性。課程教學團隊建設也是要重點考慮的一個方面，課程團隊由校內專業課老師、企業工程師組成。專業課教師主要負責課堂教學行為，企業工程師在課程集中實踐環節發揮實踐指導作用。教學團隊成員具有程序設計與開發能力，能夠完成以單片機為核心的小型電子產品的設計、制作、調試、開發能力。

3.2 教學資料

3.2.1 教學大綱

教學大綱中要明確規定課程的教學目標和任務，對項目案例式教學中，各項目的設置，學時分配進行明確規定。學生理論環節必須掌握的知識點，以及實踐環節應掌握的重要技能點進行明確規定。教學大綱還需要對課程的實踐環節，學生最少需要完成的實驗項目要有一個量化標準。針對項目案例教學中，部分重要案例的教學，要有關于教學手段和教學方法的指導性意見。教學資料的建設中，教學大綱的制定和審核要嚴格經過各項規定程序，保證大綱的科學性及合理性。

3.2.2 教材建設

結合我院生源實際情況，單片機課程開設的對象有普高生源的高職生，也有中職注冊，中職轉段，普高注冊的生源，生源水平高低不一，基礎不同，接受能力存在差異。課程資源建設初期，確定建設以8位的STC89C52為內核的單片機課程資源庫。

重新組織編寫51單片機教材，編寫項目案例式教材，項目案例內容設置結合工程應用案例，結合行業應用動態。教材建設成為資源庫建設的一項常態化工程，與時俱進，動態化建設課程教材，不斷有后期的改進、更新版，而非一版終版。

3.2.3 項目庫建設

單片機原理及應用課程的教學，宜采用工作過程系統化課程開發方案。工作過程系統化課程開發強調以開發應用項目案例為突破口，結合教學任務組織教學內容，項目案例相對獨立，又有層層遞進的關系。項目案例的設置與時俱進，體現技術 “前衛”，比如增加 FLASH 存儲器、I2C、USB1- Wire、串行A / D、D/A 轉換器等內容。每個學習項目下分情況設置若干工作子任務，將知識點和技能點分散到工作任務中去學習和掌握。

以十字路口帶倒計時顯示交通燈項目為例，在此項目下，分成兩個子任務來完成：1、單片機I/0口輸出驅動LED交通燈 2、單片機I/0口輸出驅動數碼管倒計時顯示。對該項目的教學，針對數碼管子任務具體設計四個環節：任務要求，任務實施，基礎知識，任務總結與拓展。

1）任務要求：將十字路口交通燈倒計時顯示的七段LED數碼管具體完成什么數碼的顯示，給學生交代清楚。掌握帶倒計時十字路口交通燈Proteus硬件仿真電路設計與繪制，編寫相應軟件程序，實現十字路口對應紅，綠，黃燈倒計時時間顯示。仿真運行子任務，實現相關功能。最后與子任務1相關聯，實現整個項目的正常運行。

2）任務實施：教師將子任務的軟件系統設計，硬件電路的設計與構建進行逐步講解，以課程講稿的形式呈現給學生，具體需要交代清楚采用什么型號的LED數碼管，數碼管驅動電路的設計又是如何，硬件電路中，數碼管準備用單片機的哪些口線來驅動。軟件設計流程給出詳細講解，給出基于C語言的具體軟件程序設計。對課程中的所有項目內容，均實現Proteus仿真。對部分項目，還要配以必要的開發板、實驗板等的實物調試運行展示。這部分演示的內容，中間的過程性的操作環節，關鍵技術部分要錄制成微課講解操作視頻，寫成PPT、教學課件、Flash 課件等。

3）基礎知識：定時/計數器基本知識;中斷系統知識;數碼管結構及動態顯示原理。這部分基礎知識以文字說明的形式放在任務書的此欄目下。

4）任務總結與拓展：對子任務的相關技能點進行總結，需要學生掌握定時/計數器工作方式設置方法;掌握中斷系統設置方法;七段LED數碼管驅動電路接口設計，會編寫定時器中斷控制程序，會編寫數碼管動態顯示子程序;會用Keil軟件對源程序進行編譯調試及與Proteus硬件電路中各類元器件查找，布局布線，硬件電路設計與繪制，軟硬件聯調，實現電路仿真。預期效果：完成帶倒計時顯示十字路口交通燈的設計、制作、調試，實現目標功能。

項目庫中對該項目的描述，文字和圖片資料部分以任務書的形式呈現，上傳到課程教學資源平臺下對應項目欄下，學生可以登錄課程資源平臺，進行資料的查看。關鍵的操作類技術部分要錄制成微課講解操作視頻， PPT、教學課件、Flash 文件等一類的配套該知識技能點分析類的資料，以此任務書下鏈接的形式給出。

3.2.4 演示文稿

將教材中對應項目的相關知識點，進行配套教學課件的制作與開發，上傳到課程教育資源平臺，方便教師在課堂講授以及學生網絡自學時查看。課件的制作要求標題醒目，查找方便，同時圍繞教材項目重要知識點精心制作，保證頁面美觀，清晰，突出重點，言簡意賅。切記配套教材課件成為教材的復制版，大篇幅復制教材上的語言文字，沒有做任何提煉。教學課件的開發與制作，課程組全體教師要群策群力，為教學課件內容的組織形式提供有價值的意見。在教學課件的開發中，肯定會包含演示操作類的動畫鏈接，所以還需要配套制作好對應的flash動畫文件，CAI 課件，或其他的演示文件等。

3.2.5 仿真案例庫

對應教材中的所有項目案例，能做成仿真的，都要將仿真的硬件電路設計，以及對應軟件的工程文件放在課程資源平臺的這個條目下，方便同學下載這部分資源，進行案例的仿真運行，實時觀察運行結果，加深對理論知識點的理解和運用。由于單片機技術發展較快，教師應積極開發新的工作任務、更新教學內容，增加新的項目應用案例，從而調動學生學習的積極性并滿足企業對單片機人才的要求。案例庫的建設與維護要跟教材一樣，成為課程組教師的一項常態化工程。保證案例庫中的工程應用體現工程應用性。

3.2.6 軟件資源

在課程教育資源平臺的此項目錄下，需要給出的軟件有：單片機硬件電路仿真用Proteus軟件包，程序語言開發用Keil軟件包，單片機開發板配套USB轉串口驅動軟件，開發板程序燒錄軟件，以及多類型單片機芯片燒錄軟件等等。課程教學中，針對部分項目案例所需要的軟件，比如串口調試軟件，通訊電平轉換驅動等，也一并在這里給出，方便同學下載及使用。教師將部分重要軟件的安裝及使用，以視頻操作講解的形式，同時在這個目錄下一并給出。

3.2.7 實驗實訓指導

按照教學大綱要求，課程資源平臺中要有課程組編寫的規定內容的實驗實訓指導書，將教學大綱中規定的實驗項目，在指導書中詳細列出。指導書包含的內容可以有：實驗名稱，實驗目的，實驗設備，內容及步驟，結果與分析等。

針對課程集中實踐環節，還需要配套課程設計指導書，課程設計指導書可以引導學生購買形式各異的單片機開發設計類DIY套件或散件，指導學生進行單片機系統綜合設計與開發。

3.3 課程視頻

將教材中各項目案例中的基礎知識點碎片化，以知識點為主線，制作微課視頻。教師根據學生學習特點書寫教案，設計教學方法，在微課視頻教學中設計思考環節和相關練習，激發學生的學習積極性。微課制作中同時根據重、難點知識設計制作演示文稿，進行教學實施。微課制作可以采取課堂錄像記錄與課后屏幕錄像記錄互相補充的形式來實施與拍攝，并適當進行視頻后期編輯等。配合現在的智能手機，學生無論是在課前預習還是課后復習，可以隨時針對某個具體內容進行針對性地學習。微課視頻的整套教學資源可以應用于實踐創新、學科競賽等環節，很好地為學生創造了有針對性地自主學習的環境。

除了本校教師錄制的微課視頻，還需要給出相關的拓展資源鏈接，給出一些較好的單片機課程教學視頻的連接，豐富同學的視聽教程資源，進一步拓展學生的視野，讓學生對知識點的理解和掌握更加得心應手。

3.4 試題庫

授課老師在準備教學文件，項目案例時，把試題庫建設也納入課程資源建設中來，同步更新并完善題庫。試題庫的出題范圍同時涵蓋教學大綱、演示講稿，微課視頻教學中相關知識內容。理論考試組建題庫時，教師可以結合課程授課經驗，從學生的角度提出和構建試題庫。理論試題庫還要有配套題庫的答案或操作講解，考試樣卷及答案，電子設計工程師考試樣題及考核要求，電子設計與調試大賽樣題及考核要求等，將行業考核標準及學科競賽相關的信息引入進來，進一步拓寬學生視野。

3.5 學習交流

在此目錄下，可以上傳一些與課程相關的學習網站的鏈接地址或者是給出一些論壇的地址連接，比如電子技術論壇，單片機論壇，周立功單片機、單片機之家等知名網站鏈接。教師將單片機設計開發交流QQ群介紹給學生，讓學生能有機會了解企業一線的工程師們的關注點，QQ群可以進行在線答疑，幫助同學更好掌握和理解，激發學習興趣。鼓勵在校同學組建自己的學習論壇，在這里同學只要有一部智能手機，就能在網上溝通和交流，互相解答疑惑。在此目錄下，還可以上傳一部分往屆的同學做的課程設計，實訓作品，畢業設計作品圖片和介紹等等。

3.6 測試與評價

對課程的測試和評價分為理論和實操，將知識點的領悟和掌握與實際操作類過程性考核有機結合起來。目前我院試題庫中的考試內容，考試形式為閉卷理論考試。考慮到我院學生基礎不同，個體差異較大，部分同學的理工類基礎實在薄弱，教師可以在學生考前給予適當復習。復習中堅持不給原題，可以講解類似的題型和修改題目參數，這樣可以防止部分靠死記硬背的同學成績過高，同時也不會讓總體成績過低。理論考試主要考查學生對單片機基礎知識的掌握程度，考試得出的成績，只能作為對學生考核的一個方面，可以考慮占綜合考評的40%-60%。單片機課程的性質決定了課程的考核需要考察學生的綜合設計調試開發能力，所以允許同學自由組合，成立3人一組的學習小組。每組學生要想得到另外剩余的實踐操作類的考核分數，可以自主定題，完成一個具體的項目的制作與調試：一人專門負責硬件電路的元器件選型與焊接制作，一人負責單片機軟件程序的編程調試與開發，另外一人負責項目對應技術文件的編寫與匯報。這樣的考核形式，與單片機設計開發省賽、國賽的比賽形式相一致，為學生技能競賽的選拔起到預選作用。

4 結束語

課程建設是一個持續，不斷進步更新的過程，課程建設也是一個與時俱進、逐步發展、逐步完善的動態的過程，不可能一蹴而就，單片機原理及應用作為一門專業核心課程，教學團隊對該課程的建設要持之以恒，不斷總結教學經驗，克服教學過程中缺點與不足，發揚教學過程中的優點與特色，才能使本課程的建設得到更好更快的發展。

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