基于信息化單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用課程教學(xué)設(shè)計

趙圓圓 唐緒偉 唐晨光

摘要：隨著教育信息化的發(fā)展，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式在應(yīng)用實踐性的課程中存在極大的局限性。文章探索在信息化背景下單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用課程教學(xué)設(shè)計改革，以“炫彩流水燈的設(shè)計與制作”項目為例。采用項目任務(wù)驅(qū)動和理虛實一體化教學(xué)方法，借助多種信息化手段課前導(dǎo)預(yù)習(xí)、課上導(dǎo)學(xué)習(xí)、課后導(dǎo)拓展的方式，突出以學(xué)生為中心，實現(xiàn)教師“做中教”，學(xué)生“做中學(xué)”，將工作過程融入教學(xué)過程，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

關(guān)鍵詞：單片機(jī);信息化;教學(xué)設(shè)計

中圖分類號：G712 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2019）31-0268-02

一、引言

單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用是高職學(xué)校應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)的核心課程。這是一門實踐性非常強(qiáng)的專業(yè)課程，傳統(tǒng)的教學(xué)模式下學(xué)生都反映這門課程邏輯性太強(qiáng)，對于理論基礎(chǔ)薄弱的高職學(xué)生學(xué)習(xí)難度大、缺乏學(xué)習(xí)主動性。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，教育信息化應(yīng)用必然成為當(dāng)今教學(xué)改革的大趨勢。本文以“炫彩流水燈的設(shè)計與制作”項目為例進(jìn)行教學(xué)設(shè)計展示，經(jīng)教學(xué)效果驗證，切實有效地提升了教學(xué)效果，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。

二、“炫彩流水燈的設(shè)計與制作”項目信息化教學(xué)設(shè)計

（一）教學(xué)分析

單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用是我院應(yīng)用電子專業(yè)核心課程，本門課程的授課對象為應(yīng)電高職專業(yè)二年級學(xué)生。高職院校的學(xué)生理論基礎(chǔ)相對薄弱，對于實際操作比較感興趣。在大二學(xué)習(xí)這門課之前，學(xué)生需要先學(xué)習(xí)數(shù)電、模電，掌握一定的電路知識，C語言程序設(shè)計掌握編程能力。“90后”的同學(xué)有想法、愛創(chuàng)新，網(wǎng)絡(luò)、智能終端使用熟練，具備了C語言編程基礎(chǔ)。學(xué)生平時接觸移動終端較多，對于信息化手段的學(xué)習(xí)比較感興趣。本門課主要培養(yǎng)學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用電路設(shè)計及程序設(shè)計能力，讓學(xué)生形成電路設(shè)計和程序設(shè)計的思想。I/O口的輸入輸出驅(qū)動設(shè)計為單片機(jī)課程中的基礎(chǔ)，本次課的重點是I/O口的控制方法和流水燈的控制原理。教學(xué)難點是流水燈效果切換軟件設(shè)計。

（二）總體設(shè)計

通過任務(wù)驅(qū)動，借助微課、仿真軟件、在線精品課程、教學(xué)實錄等資源及信息化手段，主要采用任務(wù)驅(qū)動、理虛實一體化、小組協(xié)作等教學(xué)方法。課前導(dǎo)預(yù)習(xí)、課上導(dǎo)學(xué)習(xí)、課后導(dǎo)拓展的方式，將理論知識的講解穿插到實際操作當(dāng)中，學(xué)生通過直觀的操作去理解原理，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生分析問題的能力。

（三）教學(xué)實施

依托課程教學(xué)平臺、虛擬仿真軟件和教學(xué)資源庫等，把教學(xué)過程分為課前項目準(zhǔn)備、課中項目實施和課后項目拓展三個階段，如圖1所示。

1.課前準(zhǔn)備。根據(jù)項目內(nèi)容涉及的知識點做成微課視頻上傳到學(xué)習(xí)通平臺中對應(yīng)的學(xué)習(xí)單元。學(xué)生登錄課程平臺選擇學(xué)習(xí)單元，領(lǐng)取任務(wù)單，明確本次課程的教學(xué)重點難點;觀看流水燈制作的微課視頻，了解相關(guān)知識點，完成課前測試。教師根據(jù)測試成績不僅可以了解學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握情況，還可以按照層次和個體差異進(jìn)行分組，實現(xiàn)學(xué)生間優(yōu)勢互補(bǔ)，為課中項目學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

2.課中學(xué)習(xí)。課中學(xué)習(xí)又分為四個環(huán)節(jié)，分別為任務(wù)導(dǎo)入、任務(wù)實施、實操訓(xùn)練、作品展示。（1）任務(wù)導(dǎo)入：教師向?qū)W生展示幾張生活當(dāng)中多個LED裝飾圖片，通過控制LED的亮滅形成一幅圖案，以達(dá)到美觀效果。同時播放高年級學(xué)生自主設(shè)計的作品視頻，并引出本次課題。從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲，明確本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)，教學(xué)的重點和難點。（2）任務(wù)實施：利用Protues繪制硬件電路圖，教師通過填數(shù)字游戲分解本次課的重點。利用keil編寫流水燈閃爍整體程序，通過極域電子網(wǎng)絡(luò)分發(fā)給同學(xué)，讓同學(xué)往程序中填數(shù)字0和1，使同學(xué)在趣味學(xué)習(xí)中理解I/O口的控制原理。接著教師和學(xué)生共同討論，八盞燈通過一個I/O口怎么去控制。八盞燈剛好對應(yīng)一個I/O口的八位，給這八位全部寫0八盞燈就會同時點亮。彩燈效果的切換為本次課程的難點，采用動作分解、一個周期、無限循環(huán)這三個環(huán)節(jié)來進(jìn)行軟件設(shè)計，先將彩燈在一個周期中的流動特點找出來，一步一步進(jìn)行軟件設(shè)計，再最終寫進(jìn)大循環(huán)，來實現(xiàn)設(shè)計要求。（3）實操訓(xùn)練：要求每位同學(xué)打開仿真軟件，進(jìn)入虛擬仿真環(huán)境，自主設(shè)計硬件電路圖，根據(jù)硬件電路進(jìn)行軟件設(shè)計。軟件每設(shè)計一個模塊通過虛擬平臺及時反饋其控制效果，進(jìn)行軟硬件的聯(lián)合調(diào)試。如有疑問可以隨時觀看微視頻或小組討論或查詢論壇。教師巡回指導(dǎo)，實時記錄典型操作設(shè)計。（4）成果展示：實操訓(xùn)練完畢，每位同學(xué)上傳任務(wù)單，教師根據(jù)任務(wù)單完成情況和巡回檢查情況進(jìn)行綜合點評和評分，選出最優(yōu)秀作品。優(yōu)秀作品代表上臺進(jìn)行效果展示并講解其設(shè)計思路。

（四）課后拓展

為鞏固學(xué)習(xí)成果提升綜合素質(zhì)，安排了課后拓展這一環(huán)節(jié)，本次課的拓展內(nèi)容為產(chǎn)品成型，包括電路的板的制作和電路板的調(diào)試，通過多次軟硬件調(diào)試要求學(xué)生最終做出成品，并將產(chǎn)品效果圖上傳至學(xué)習(xí)平臺。由于學(xué)生層次水平的差異，教師在上課過程中進(jìn)行了教學(xué)實錄，對于基礎(chǔ)較為薄弱的同學(xué)，可以在課后反復(fù)觀看提高。課后對于學(xué)習(xí)上的困惑，學(xué)生可以登錄相關(guān)論壇進(jìn)行解答，也可以在交流空間進(jìn)行交流討論，或訪問教師大學(xué)城空間，也可以通過相關(guān)的微信公眾號找尋解決方法。

（五）多元化考核

教師根據(jù)課前、課中任務(wù)的完成情況、巡視檢查情況、學(xué)生的自我評價、課后拓展完成情況、綜合完成本次課程的總體評價。每個項目的完成情況按照比例算入最終的期末考核成績。

三、總結(jié)

“炫彩流水燈設(shè)計與制作”項目通過多種信息化手段實現(xiàn)了課堂內(nèi)外的無縫延伸。利用多媒體，微課、視頻、仿真軟件、實踐操作，組織、引導(dǎo)學(xué)生探究學(xué)習(xí)流水燈的控制方式及制作，讓學(xué)生既能掌握流水燈制作理論知識又能參與到實踐操作中。經(jīng)綜合評價表明，大部分的同學(xué)都達(dá)到了教學(xué)任務(wù)的要求，本次課成功突破了教學(xué)重點難點，達(dá)成了教學(xué)目標(biāo)。教師是整個教學(xué)過程實施的引導(dǎo)者，學(xué)生是教學(xué)過程的實施者，讓學(xué)生真正地參與到項目設(shè)計制作當(dāng)中。信息化技術(shù)的應(yīng)用極大地改善了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，使學(xué)生真正地成為學(xué)習(xí)的主體，提升教學(xué)效果。

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