“單片機應用技術”課程的信息化教學研究與實踐

李志強 張登玉 陳列尊 眭仁武 王政霞

摘? 要：針對衡陽師范學院“單片機應用技術”課程傳統(tǒng)教學效果欠佳的狀況，探索基于教學設計、教學實踐和教學效果三方面開展的“單片機應用技術”課程信息化教學，通過課前的項目準備、課中的項目交流和課后的項目實踐三個環(huán)節(jié)的教學實踐，實踐結果表明：該?！皢纹瑱C應用技術”課程開展的信息化教學，充分調動了學生的學習積極性，增強了師生互動效果，提升了課堂教學質量。

關鍵詞：單片機應用技術;信息化教學;密碼鎖

中圖分類號：TP368.1;G434? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）07-0172-03

The Research and Practice of Information Teaching in the Course

of “SCM Application Technology”

LI Zhiqiang，ZHANG Dengyu，CHEN Liezun，SUI Renwu，WANG Zhengxia

（School of Physics and Electronic Engineering，Hengyang Normal University，Hengyang? 421002，China）

Abstract：In view of the situation that the traditional teaching effect of “SCM Application Technology” course in Hengyang Normal University is not good，this paper explores the information-based teaching of “SCM Application Technology” course based on teaching design，teaching practice and teaching effect. Through the teaching practice of three links：project preparation before class，project exchange in class and project practice after class，the practice results show that：this schools information-based teaching of the “SCM Application Technology” course has fully mobilized the studentsenthusiasm for learning，enhanced the interaction between teachers and students，and improved the quality of classroom teaching.

Keywords：SCM application technology;information teaching;password lock

0? 引? 言

“單片機應用技術”課程是電類專業(yè)的必修課程，其核心內容是單片機應用程序的設計[1]。而單片機應用程序設計具有較強的邏輯性，加之地方院校的學生基礎薄弱、學習積極性不高，如此一來學生較難掌握好程序設計，致使該課程教學效果欠佳。為了改變這一現(xiàn)象，結合“單片機應用技術”課程的特點，利用超星“學習通”的交互式移動教學平臺、虛擬仿真軟件和教學資源庫等[2-4]，從學生對單片機程序設計的認知規(guī)律入手，通過合理的課程設計、恰當?shù)恼n程導入及重難點講授方法的選擇，并結合過程性評價、期末實踐和理論考核等方法，開展我校“單片機應用技術”課程的信息化教學。文中主要闡述“單片機應用技術”課程的信息化教學的教學設計、教學實踐和教學效果三方面，擬提高學生對課程學習的興趣、主動性和積極性，強化學生的動手實踐操作能力，進而改善我?！皢纹瑱C應用技術課程”教師難教、學生難學的教學現(xiàn)狀，提升地方院?！皢纹瑱C應用技術”課程的程序設計教學效果。

1? 教學設計

“單片機應用技術”課程的教學內容以電子密碼鎖為主線，包括簡易電子密碼鎖、常規(guī)電子密碼鎖、高級電子密碼鎖和超級電子密碼鎖的進階式項目內容。該教程由簡單到復雜、由單一到綜合地設計項目，每一個設計項目均包含相應的知識體系和程序設計思想，后續(xù)項目目標是前面項目的進階，相關課程基礎知識和課程體系已融入項目之中，對以往學生較難理解的內容，如矩陣鍵盤檢測程原理采用微課方式進行教學設計。“單片機應用技術”課程其程序設計實現(xiàn)過程較難，學生初學時較難判斷設計的程序是否合理。通過學校虛擬仿真教學中心建立的基于英國Labcenter Electronics公司的單片機程序仿真軟件Proteus，能直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，再配合顯示及輸出，就能觀察到編寫的單片機程序運行后的輸入輸出效果。同時還根據(jù)以往學生的學習難點，制作相應教學內容的動畫來輔助學生更好地理解學習內容，如圖1所示。

采用Proteus教學仿真平臺進行單片機程序仿真，解決了使實驗過程不受目標硬件系統(tǒng)、實驗時間和實驗地點的限制;信息化教學模式的應用，發(fā)揮了線上線下混合式教學的優(yōu)勢，提高了學生學習的自主性和靈活性，激發(fā)了學生學習“單片機應用技術”課程的興趣;通過項目任務分解、實時評價和教師點評等環(huán)節(jié)提升了“單片機應用技術”課程的教學效率，改善了單片機應用技術課程傳統(tǒng)教學模式的教學現(xiàn)狀。

2? 教學實施

本校“單片機應用技術”課程信息化教學平臺采用超星公司的學習通移動交互式教學平臺，如圖2所示。該教學平臺可對“單片機應用技術”課程資源進行分類，可有效實現(xiàn)本課程的課程內容、課堂問題、課后作業(yè)、預習和復習內容等資源的信息化教學。本文選取高級電子密碼鎖的重點內容——“密碼輸入程序設計”來進行信息化教學實踐，在傳統(tǒng)教學方式的基礎上運用超星學習通平臺、虛擬仿真軟件和教學資源庫等，打造“單片機應用技術”課程線上線下混合式的智慧課堂，把教學過程分為課前的項目準備、課中的項目交流和課后的項目實踐三個階段。

2.1? 課前

課前教師圍繞“密碼輸入程序設計”的教學目標設計相應的程序設計任務，教師可以將課程中重點、難點或核心技能點通過特定的視頻形式展現(xiàn)出來，利用學習通APP上傳本節(jié)課的教學課件PPT和本節(jié)課程的相關資料。學生在學習通平臺領取本次課程的學習任務，明確本次課程的教學重點難點;學習密碼輸入程序中的密碼電路工作原理的微課等資源，了解相應知識點，并完成相應知識點的測試。教師根據(jù)測試結果不僅可以了解學生對基礎知識的掌握情況，還可以按照層次和個體差異進行分組，實現(xiàn)學生間優(yōu)勢互補，為課中的項目學習做好準備。

2.2? 課中

“密碼輸入程序設計”課堂的信息化教學活動由密碼輸入程序設計思路匯報、學生實時評價、教師點評、其他各組設計思路匯報、教師總結和參考思路分享6個環(huán)節(jié)構成。

（1）設計思路匯報環(huán)節(jié)：課堂開始，項目組代表首先對密碼輸入程序設計的總體思路進行匯報。（2）學生實時評價環(huán)節(jié)：其他同學通過學習通平臺設置的評價系統(tǒng)對該組的匯報情況進行評價，其評價結果作為該項目組的平時成績。（3）教師點評環(huán)節(jié)：學生評價后，再由授課老師對該項目組的總體思路進行總結點評。（4）其他各組設計思路匯報環(huán)節(jié)：在完成上述三個環(huán)節(jié)后，其他各組依次進行匯報，并重復上述三個環(huán)節(jié)。（5）教師總結環(huán)節(jié)：教師最后對所有組的匯報情況進行總結評價。（6）參考思路分享環(huán)節(jié)：教師通過動畫展示密碼輸入電路的工作原理，并分享教師的編程思路以供學生參考學習。其中，教師分享的密碼輸入程序編程思路如圖3所示。

經(jīng)過上述課堂的教學環(huán)節(jié)，大多數(shù)同學能夠理解：高級電子密碼鎖的密碼輸入部分為矩陣鍵盤，其行線接至P3口的低4位作為輸出端，列線接至P3口的高4位作為輸入端。檢測按鍵輸入的情況如下：首先將行線全部置低，列線置高。當無鍵按下時，0#鍵兩端的電平狀態(tài)行線端為低，列線端為高。若9#鍵被按下時，該按鍵的行線端為低，列線端已由高變?yōu)榈?，即可根?jù)列線端電平的變化，判斷按鍵的輸入情況。

項目進行第二次課中，對項目程序設計的程序實現(xiàn)進行工作匯報，每組選派一個代表對本組的程序設計進行匯報，其他同學采用學習通平臺的評價設置對匯報人進行評價，然后由教師對同學們的調試程序進行現(xiàn)場點評，最后再分享教師的設計程序以供學生參考學習，如圖4所示。

2.3? 課后

為強化學生程序設計思路，提高程序設計效率，依據(jù)單片機應用程序設計特點及實際項目任務，將“密碼輸入程序設計”的設計內容進行分解，教師通過超星學習通平臺發(fā)送課后學習任務，學生通過該平臺上傳學習任務的完成情況，也可在此本臺上發(fā)表自身的意見，并與老師和其他學生展開交流與反饋，老師也能即時接收學生的反饋與問題，進一步了解學生的不足。通過學習通提交完成的課后項目實踐，實現(xiàn)對學生編程過程的監(jiān)督管理教學，通過編程過程錄制+上傳視頻+同學互評（小組測評）的方式，大家相互學習，小組現(xiàn)場匯報的評價的結果再經(jīng)學習通提交。

3? 教學效果

“單片機應用技術”項目過程化教學實施的線上線下混合式教學模式，實現(xiàn)了知識的多向傳遞、多時空的有效互動，引發(fā)了深度思維碰撞。運用信息技術手段對教與學的實施動態(tài)進行過程評價，有利于教師實時掌握學生的學習效果，有效實施后續(xù)教學策略;探索了一套有效激發(fā)學生單片機程序設計自主訓練的信息化教學模式，培養(yǎng)了具有綜合應用專業(yè)技術解決實際問題能力的應用型人才。以“單片機應用技術”課程為中心，建立了一支以學生發(fā)展為中心的教學團隊，該團隊取得過湖南省教學成果一等獎，指導學生獲全國大學生電子設計競賽國家二等獎，指導學生基于“單片機應用技術”課程的研究項目參加湖南省大學生創(chuàng)新性實驗項目10余項，學生研究成果獲國家授權專利30余項。

4? 結? 論

基于超星學習通平臺的“單片機應用技術”課程信息化教學，較易實現(xiàn)單片機應用程序設計的主要教學目標。在“單片機應用技術”課程的教學中，教師能精心準備教學設計、準確把握學生情況，合理利用超星學習通平臺，能充分調動學生的學習積極性，增強師生互動效果，提升課堂教學質量。

參考文獻：

[1] 李志強，譚岳衡，陳列尊.基于地方院校單片機課程的教學探索與實踐 [J].時代教育（教育教學版），2009（1）：24.

[2] 邱慧麗，盧彪，高銘悅.基于超星學習通的混合式課堂教學模式研究 [J].鄂州大學學報，2019，26（4）：96-97+103.

[3] 黃茸茸，陸松俠，楊思民.基于超星學習通的藥理學智慧教學的應用 [J].齊齊哈爾醫(yī)學院學報，2019，40（17）：2193-2197.

[4] 曲明洋，李廷取，張曉玉，等.基于超星學習通混合教學模式的應用研究 [J].吉林化工學院學報，2019，36（6）：32-35.

作者簡介：李志強（1978—），男，漢族，湖南常寧人，教授，博士，主要研究方向：單片機應用技術的教學和科研。