新形勢(shì)下高職院校單片機(jī)混合教學(xué)模式的創(chuàng)新與實(shí)踐

田亞芳　王云飛　張凱　裴慧霞

摘 要：在全球新冠肺炎疫情肆虐的背景下，為了確?！巴Ｕn不停教、停課不停學(xué)”，線上教學(xué)成為2020年初高職院校最普遍的教學(xué)方式。本文借助單片機(jī)的“職教云”線上課程教學(xué)+線上仿真，實(shí)現(xiàn)在疫情防控期間單片機(jī)課程教學(xué)的全過程，探索出一條行之有效的“職教云+騰訊會(huì)議+口袋實(shí)驗(yàn)室+線下實(shí)操”的混合式教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞：單片機(jī);混合教學(xué);教學(xué)創(chuàng)新;網(wǎng)絡(luò)視頻課

中圖分類號(hào)：TP368.1-4;G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2021）05-0010-03

Abstract： In the context of the global COVID-19 pandemic， in order to ensure "no suspension of classes and no suspension of classes"， online teaching has become the most common teaching method in higher vocational colleges in early 2020. This paper used the "Vocational Education Cloud" online course teaching + online simulation of the MCU to realize the whole process of MCU course teaching during the epidemic prevention and control period， and explored an effective hybrid teaching mode of "Vocational Education Cloud + Tencent Conference + Pocket Lab + Offline practical operation".

Keywords： single chip microcomputer;mixed teaching;teaching innovation;network video course

2020年初，突如其來的一場疫情打亂了人們的生活。為了應(yīng)對(duì)疫情，教育部下發(fā)《教育部關(guān)于2020年春季學(xué)期延遲開學(xué)的通知》，全國所有高校推遲開學(xué)，也就意味2020年春季學(xué)期的所有課程都不能在線下完成。為了確保完成春季學(xué)期的課程，教育部應(yīng)對(duì)新型冠狀病毒感染肺炎疫情工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室發(fā)布《應(yīng)對(duì)新型冠狀病毒感染肺炎疫情工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室關(guān)于在疫情防控期間做好普通高等學(xué)校在線教學(xué)組織與管理工作的指導(dǎo)意見》，給出指導(dǎo)意見，免費(fèi)開放相應(yīng)的國家在線開放課程及虛擬仿真實(shí)驗(yàn)課程，保證疫情防控期間教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)“停課不停教、停課不停學(xué)”[1]。全國各高校相繼開展線上教學(xué)，保證學(xué)生能夠正常進(jìn)行線上上課，雖然線上教學(xué)成效不錯(cuò)，但也存在若干問題，如線上部分教學(xué)視頻、課件等并沒有經(jīng)過精細(xì)認(rèn)真的加工，教學(xué)資源沒有經(jīng)過嚴(yán)格的審核等。

1 單片機(jī)線上教學(xué)存在的問題

《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》課程是電類相關(guān)專業(yè)必修的一門實(shí)踐類專業(yè)教學(xué)課程，以筆者所在學(xué)校為例，一般開課時(shí)間在學(xué)生學(xué)習(xí)過《模擬電子技術(shù)》《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程之后。課程主要學(xué)習(xí)單片機(jī)的基本框架及原理、單片機(jī)的匯編語言及C語言、單片機(jī)的外圍接口技術(shù)以及單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展等內(nèi)容，課程以實(shí)踐操作為主，著重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力及軟件編程思想，引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)踐案例著手，逐步培養(yǎng)學(xué)生使用單片機(jī)解決工程實(shí)際問題的能力。由于疫情的突然性，所有高校緊急采用適應(yīng)新形勢(shì)的網(wǎng)絡(luò)視頻課來完成所有課程的教學(xué)任務(wù)。經(jīng)過近一個(gè)學(xué)期線上單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)視頻課的教學(xué)，雖然取得了不錯(cuò)的教學(xué)效果，但是單一的線上單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)視頻課教學(xué)也存在一些問題，面臨一些挑戰(zhàn)。

1.1 單片機(jī)線上網(wǎng)絡(luò)視頻課教學(xué)的特點(diǎn)

單片機(jī)課程通常采用以實(shí)踐為主、理論和實(shí)踐相結(jié)合的課程教學(xué)模式。在傳統(tǒng)的單片機(jī)課程教學(xué)中，理論課占絕大部分課時(shí)，課程內(nèi)容以匯編語言入手并逐步過渡至C語言，在講理論課的同時(shí)，同步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，即使理論+實(shí)際相結(jié)合，但絕大多數(shù)學(xué)生難以跟上課程的節(jié)奏。雖然網(wǎng)絡(luò)視頻課教學(xué)適應(yīng)新形勢(shì)，但是對(duì)于沒有事先準(zhǔn)備線上教學(xué)的單片機(jī)課程來講，挑戰(zhàn)非常大，學(xué)生在家沒有實(shí)驗(yàn)設(shè)備，絕大部分學(xué)生沒有計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)部分的訓(xùn)練，純粹的理論教學(xué)讓學(xué)生對(duì)單片機(jī)知識(shí)的掌握難之又難。

1.2 單片機(jī)線上網(wǎng)絡(luò)視頻課教學(xué)存在的問題

單片機(jī)的線上網(wǎng)絡(luò)視頻課教學(xué)一般采用視頻素材和文字素材作為課堂教學(xué)的重要組成部分，另外，課堂上使用QQ群直播、騰訊會(huì)議或者釘釘群直播進(jìn)行直播教學(xué)。雖然上課前教師準(zhǔn)備得比較充分，但是由于這不是面對(duì)面教學(xué)，每個(gè)人的網(wǎng)絡(luò)狀況也各不相同，在提問和互動(dòng)環(huán)節(jié)經(jīng)常出現(xiàn)學(xué)生斷網(wǎng)、無響應(yīng)等情況，直播時(shí)學(xué)生是否認(rèn)真聽課也存在較大的不確定性，所以純線上教學(xué)期間，教師很難把控課堂的教學(xué)進(jìn)程及課堂動(dòng)態(tài)，存在一定的漏洞。由于單片機(jī)課程的實(shí)踐性及專業(yè)性，定力不足的學(xué)生很難學(xué)完匯編語言，繼而萌生不想學(xué)的念頭。對(duì)絕大多數(shù)學(xué)生而言，學(xué)習(xí)單片機(jī)僅僅是為了完成專業(yè)課程拿到學(xué)分，并非對(duì)單片機(jī)的學(xué)習(xí)感興趣，所以純理論的線上教學(xué)就難以吸引學(xué)生的注意力。

1.3 單片機(jī)線上教學(xué)考核的弊端

線上考核一般會(huì)采取題庫試題隨機(jī)組題考核或線上上傳試卷進(jìn)行考核兩種方式。對(duì)于閉卷考試來說，即使能通過視頻監(jiān)控學(xué)生的考試，但一些學(xué)生會(huì)使用各種方法逃避監(jiān)控。因此，對(duì)于閉卷考試的課程而言，若必須使用線上方式進(jìn)行考核，則需要使用多機(jī)位、良好網(wǎng)絡(luò)以及多重監(jiān)控手段來保證考試的公平性。

2 新形勢(shì)下單片機(jī)混合式教學(xué)模式的構(gòu)建

單片機(jī)課程對(duì)學(xué)生有很高的要求，學(xué)生應(yīng)具備較強(qiáng)的實(shí)踐操作能力、邏輯思維能力及軟件編程能力。學(xué)生要充分掌握這門課程，僅僅在課堂上學(xué)一點(diǎn)理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。傳統(tǒng)的線下教學(xué)模式及適應(yīng)新形勢(shì)的網(wǎng)絡(luò)視頻課教學(xué)都很難滿足現(xiàn)階段的單片機(jī)課程教學(xué)要求。雖然傳統(tǒng)的線下單片機(jī)教學(xué)模式實(shí)驗(yàn)條件、上課環(huán)境都非常充分，也可以采取多種方法進(jìn)行課堂教學(xué)，但學(xué)生平時(shí)成績的記錄、灌鴨式的課堂教學(xué)模式讓教師會(huì)做許多重復(fù)性的工作，因此新形勢(shì)下構(gòu)建單片機(jī)混合式教學(xué)模式顯得尤為重要。

2.1 課前教學(xué)組織環(huán)節(jié)

在課程開始之前，教師通過職教云平臺(tái)上傳教學(xué)PPT、微課、視頻資料及動(dòng)畫資料，按照教學(xué)大綱規(guī)劃本學(xué)期單片機(jī)課程的理論課、實(shí)驗(yàn)教學(xué)流程以及教學(xué)安排。上課前，教師在云平臺(tái)上推送課前預(yù)習(xí)內(nèi)容，讓學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)在云平臺(tái)上自主學(xué)習(xí)完成，學(xué)生通過“線上答疑”“線上提問”模塊可以將課前遇到的問題匯總后在課堂上進(jìn)行解答。學(xué)生通過課前在云平臺(tái)上學(xué)習(xí)，在上課時(shí)能夠非常輕松地跟上教師的節(jié)奏，教師也能夠在線下課堂上與學(xué)生進(jìn)行更多的交流和互動(dòng)，面對(duì)面地解答問題，也能夠更清楚地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，以便隨時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度及教學(xué)內(nèi)容。

2.2 課中教學(xué)組織環(huán)節(jié)

傳統(tǒng)的線下課堂教學(xué)模式絕大多數(shù)屬于灌鴨式的強(qiáng)制性傳授模式，學(xué)生課堂參與度不高、學(xué)習(xí)興趣提不上去，即便是手機(jī)全部上交，部分學(xué)生仍處于“夢(mèng)游”狀態(tài)，課堂效果極差。線下上課期間，通過線上線下混合式教學(xué)方式，教師可以隨時(shí)在云平臺(tái)的課堂教學(xué)中設(shè)置上課簽到、課堂討論、課堂小測驗(yàn)、隨機(jī)提問、頭腦風(fēng)暴及小組博弈等環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在課堂教學(xué)中實(shí)現(xiàn)“學(xué)中玩、玩中學(xué)”。課堂增加單片機(jī)實(shí)驗(yàn)練習(xí)環(huán)節(jié)，先動(dòng)手敲代碼再學(xué)習(xí)理論知識(shí)，理論與實(shí)踐相結(jié)合，把枯燥的理論學(xué)習(xí)變?yōu)橛腥さ膭?dòng)手實(shí)踐操作。教師可以經(jīng)常在課堂上組織單片機(jī)小知識(shí)點(diǎn)編程博弈大賽，讓比賽獲勝的前幾名同學(xué)作為組長，帶領(lǐng)進(jìn)度慢的學(xué)生共同學(xué)習(xí)、共同進(jìn)步，逐步調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)的積極性。

2.3 課后教學(xué)組織環(huán)節(jié)

單片機(jī)線下課程結(jié)束后，教師既可以在職教云平臺(tái)中進(jìn)行作業(yè)評(píng)測，又可以提前布置學(xué)生下次課前需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，讓學(xué)生充分利用云平臺(tái)消化理解所學(xué)知識(shí)。如果學(xué)生對(duì)課堂中所講的知識(shí)不太理解或者有疑問，就可以通過云平臺(tái)與教師進(jìn)行互動(dòng)，教師針對(duì)學(xué)生提出的疑問進(jìn)行個(gè)性化的輔導(dǎo)，促使學(xué)生在課堂教學(xué)結(jié)束后能夠全方位地理解和鞏固知識(shí)。

3 新形勢(shì)下單片機(jī)教學(xué)的創(chuàng)新

新形勢(shì)下，如果單片機(jī)課程仍采取傳統(tǒng)的教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)，將很難達(dá)到預(yù)期效果。教師可以合理使用混合式教學(xué)模式，改變常規(guī)的教學(xué)模式，采用“口袋實(shí)驗(yàn)室”和線下實(shí)驗(yàn)室實(shí)操相結(jié)合的動(dòng)起來的訓(xùn)練模式，積極引導(dǎo)學(xué)習(xí)程度較好的學(xué)生參加單片機(jī)類比賽及科技創(chuàng)新活動(dòng)，將學(xué)生參加單片機(jī)類學(xué)科競賽的項(xiàng)目拆解后分組讓學(xué)生在課堂上消化和吸收，以達(dá)到深入學(xué)習(xí)單片機(jī)課程的目的。

3.1 “口袋實(shí)驗(yàn)室”+線下實(shí)操

一場疫情打破了實(shí)操較多的課程在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室集中做實(shí)驗(yàn)的場面，許多學(xué)生在線上只能學(xué)習(xí)理論知識(shí)，高校的實(shí)驗(yàn)室空置了一個(gè)學(xué)期。許多學(xué)校及公司積極探索線上實(shí)驗(yàn)室建設(shè)問題，但線上實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)需要投入大量的精力和財(cái)力，一般院校很難對(duì)個(gè)別課程投入資金進(jìn)行建設(shè)?；趩纹瑱C(jī)的“口袋實(shí)驗(yàn)室”就是簡單的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板或者簡易的實(shí)驗(yàn)箱，方便學(xué)生攜帶，投入不大，只要學(xué)生有計(jì)算機(jī)，就能在宿舍、自習(xí)室或者教室隨時(shí)隨地地進(jìn)行編程學(xué)習(xí)與開發(fā)，這對(duì)于實(shí)驗(yàn)室里體積較大的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱來說是一個(gè)很好的補(bǔ)充。

3.2 大賽項(xiàng)目分解促進(jìn)“項(xiàng)目化教學(xué)”

教師要將單片機(jī)相關(guān)學(xué)科競賽的比賽真題進(jìn)行分解，拆解的項(xiàng)目以任務(wù)為導(dǎo)向，將書上理論知識(shí)融合在每一個(gè)小任務(wù)中，從小任務(wù)著手，一步步將分解出來的項(xiàng)目完成。項(xiàng)目化教學(xué)要以學(xué)生為主體，讓學(xué)生全程參與到所分解的項(xiàng)目中，每個(gè)項(xiàng)目都針對(duì)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行，增加學(xué)生的參與度，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

3.3 積極引導(dǎo)學(xué)生參加科技創(chuàng)新及學(xué)科競賽

要鼓勵(lì)學(xué)生利用業(yè)余時(shí)間進(jìn)行單片機(jī)擴(kuò)展項(xiàng)目的訓(xùn)練，開放電工電子實(shí)訓(xùn)基地、大學(xué)生科技創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，讓思維敏捷、課堂小競賽排名靠前及對(duì)單片機(jī)有興趣的學(xué)生利用“口袋實(shí)驗(yàn)室”在學(xué)校開放實(shí)驗(yàn)室開展科技創(chuàng)新活動(dòng)。要積極引導(dǎo)實(shí)力較強(qiáng)且愿意學(xué)習(xí)的學(xué)生參加單片機(jī)類相關(guān)學(xué)科競賽，如參加藍(lán)橋杯全國軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽“單片機(jī)設(shè)計(jì)與開發(fā)”及“嵌入式設(shè)計(jì)與開發(fā)”項(xiàng)目、全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽等競賽項(xiàng)目[2]。這樣既檢驗(yàn)了學(xué)生對(duì)單片機(jī)知識(shí)的掌握情況，又培養(yǎng)了學(xué)生利用單片機(jī)進(jìn)行科技創(chuàng)新的興趣。

4 結(jié)論

新形勢(shì)下，單片機(jī)課程采用混合式教學(xué)模式進(jìn)行課程的改革及創(chuàng)新[3]，這給單片機(jī)教學(xué)帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，對(duì)教師的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)能力提出了更高的要求。教師利用線上線下混合式教學(xué)模式開展教學(xué)，不僅能使單片機(jī)課程的教學(xué)資源越來越豐富，師生之間的溝通越來越通暢，還能利用單片機(jī)“口袋實(shí)驗(yàn)室”和線下實(shí)驗(yàn)室交叉訓(xùn)練，提高學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)的積極性，同時(shí)鍛煉學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐操作能力，提升學(xué)生的科技創(chuàng)新能力及科技素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

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