齊應(yīng)杰，王現(xiàn)君

（平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南平頂山，467000）

單片機(jī)課程實驗教學(xué)中的情境教學(xué)設(shè)計

齊應(yīng)杰，王現(xiàn)君

（平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南平頂山，467000）

作為單片機(jī)教學(xué)過程中極為重要的組成部分，實驗教學(xué)直接影響著課程教學(xué)效果。近年來情境教學(xué)設(shè)計在單片機(jī)課程實驗教學(xué)中得到了廣泛地應(yīng)用，并取得了一定的成效。本次研究中將著重對網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)進(jìn)行深入分析，探究了單片機(jī)虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計要素，并提出了情境教學(xué)設(shè)計在單片機(jī)課程實驗教學(xué)中的應(yīng)用，為單片機(jī)課程實驗教學(xué)提供參考。

單片機(jī)課程；實驗教學(xué)；情境教學(xué)設(shè)計

改革開放以來，我國的互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)取得了卓有成效的發(fā)展，與此同時，課程教學(xué)方式也發(fā)生了一系列的轉(zhuǎn)變，為現(xiàn)代教育注入了源源不斷的生機(jī)與活力，虛擬實驗設(shè)計與開發(fā)逐漸成為現(xiàn)代教學(xué)的主要發(fā)展趨勢。虛擬實驗?zāi)軌驅(qū)φ鎸嵀h(huán)境進(jìn)行模擬，具有較高的專業(yè)性與交互性，然而對教學(xué)設(shè)計以及實施過程重視不足，因此，對單片機(jī)課程實驗教學(xué)中的情境教學(xué)設(shè)計有著重要的實踐意義與應(yīng)用價值。

1　實驗教學(xué)實例分析

1.1單片機(jī)課程實驗教學(xué)設(shè)計

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)課程多采用文本的形式將實驗?zāi)康囊约熬唧w的內(nèi)容進(jìn)行展現(xiàn)，該方式已經(jīng)不能夠適應(yīng)現(xiàn)代多媒體教學(xué)的發(fā)展，因此可實施虛擬實驗教學(xué)形式。虛擬實驗教學(xué)能夠?qū)崿F(xiàn)對整個教學(xué)過程中不同步驟的動態(tài)評測，并根據(jù)教學(xué)實際建立起具有針對性的指導(dǎo)模型，該模型能夠為學(xué)習(xí)者提供有效的指導(dǎo)，然而該模擬教學(xué)并不適用于所有學(xué)習(xí)者，部分學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)課程的學(xué)習(xí)目的、學(xué)習(xí)重點把握不準(zhǔn)、理解不夠深刻，學(xué)習(xí)興趣不高。通常在實踐性較強(qiáng)的課程中，實驗環(huán)節(jié)往往得不到足夠的重視，大多數(shù)只是照本宣科，而模擬實驗教學(xué)盡管能夠在一定程度上提升學(xué)生的實踐能力與動手能力，節(jié)約教學(xué)設(shè)計實踐，然而學(xué)生獨立解決問題的能力普遍較弱。

1.2精品課程實驗教學(xué)設(shè)計

隨著現(xiàn)代課程教學(xué)改革的不斷深入發(fā)展，實驗教學(xué)方式設(shè)計更加豐富多樣， 其在精品課程實驗中也得到了一定的應(yīng)用。在單片機(jī)實驗教學(xué)設(shè)計基礎(chǔ)上，融入Proteus虛擬仿真實驗設(shè)計，其能夠?qū)嶒灲Y(jié)果簡單明了的展現(xiàn)給學(xué)習(xí)者，增強(qiáng)學(xué)習(xí)者對教學(xué)內(nèi)容的認(rèn)識。需要注意的是該仿真實驗以實例講解為主，沒有詳細(xì)的過程演示，學(xué)習(xí)者無法通過過程演示或閱讀相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。從以上可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的單片機(jī)課程虛擬實驗主要存在兩個方面的問題。首先，設(shè)計實驗未對學(xué)習(xí)對象進(jìn)行明確的定位，更多的傾向于對技術(shù)實現(xiàn)教學(xué)的設(shè)計，使學(xué)習(xí)者能夠掌握較強(qiáng)的技術(shù)，對學(xué)習(xí)者的心理表征關(guān)注度不夠。另外，設(shè)計實驗側(cè)重點不全面，通常在設(shè)計實驗時，應(yīng)加強(qiáng)對學(xué)習(xí)者思考問題、獨立解決問題能力的培養(yǎng)，實驗設(shè)計有所側(cè)重，能夠使學(xué)習(xí)者的實踐能力以及解決問題的能力得到顯著提高。

2　單片機(jī)課程實驗教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計要素

在單片機(jī)實驗教學(xué)過程中，學(xué)習(xí)者首先獲取的是對實踐的感性認(rèn)知，然后再逐漸上升到理性認(rèn)知層面，隨著知識的豐富與實踐經(jīng)驗的積累，進(jìn)而應(yīng)用于具體的生活實際中，這是一個知識內(nèi)化與遷移的過程，也可是稱作是學(xué)習(xí)者的認(rèn)知過程，因此，在進(jìn)行課程實驗教學(xué)時，必須充分考慮學(xué)習(xí)者的認(rèn)知規(guī)律，制定出具有針對性的實驗教學(xué)模型，提升學(xué)習(xí)者的認(rèn)知能力。

2.1學(xué)習(xí)者的基本特征

學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)特點不同，其適用的多媒體資源也有著明顯的差別。一般情況下在精品課程實驗教學(xué)中，大多數(shù)學(xué)習(xí)者缺乏專業(yè)的相關(guān)理論知識，實踐能力較弱，當(dāng)接觸到新的知識面，會產(chǎn)生茫然，因此在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計時，要準(zhǔn)確把握學(xué)習(xí)者的特點，告知學(xué)習(xí)者的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容，明確目標(biāo)，并嚴(yán)格按照相關(guān)要求進(jìn)行操作。除此之外，虛擬實驗教學(xué)設(shè)計要能夠反映出學(xué)習(xí)的具體內(nèi)容、范圍，盡可能拓寬知識面，滿足學(xué)習(xí)者的多樣化需求。

2.2目標(biāo)導(dǎo)向下的情境設(shè)計策略

情境設(shè)計策略主要依賴于自然學(xué)習(xí)理論，一般情況下，當(dāng)學(xué)習(xí)者接觸一門新知識或比較抽象的事物時，往往會將其與周圍熟知的事物相聯(lián)系，這不僅能夠加深學(xué)習(xí)者對新知識的印象，而且能夠促進(jìn)學(xué)習(xí)者對新知識的理解與消化，激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣。因此，在設(shè)計一些課程實驗時往往會創(chuàng)設(shè)與生活聯(lián)系緊密的場景，啟發(fā)學(xué)習(xí)者的思維，既包括了對真實環(huán)境的模擬，也涉及到虛擬實驗設(shè)計，這種實驗真實再現(xiàn)對于提升學(xué)習(xí)者興趣、提高課程教學(xué)效率有著重要的意義。

3　單片機(jī)課程實驗教學(xué)中的情境教學(xué)設(shè)計策略

3.1融入生活實際，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。單片機(jī)課程實驗教學(xué)的首要環(huán)節(jié)是實驗引導(dǎo)，為了吸引學(xué)習(xí)者的注意力，可以將現(xiàn)實生活中常見的、人們熟知的事物引入到教學(xué)實例，這一方面便于引入新的知識，另一方面能夠增強(qiáng)說服力與吸引力。以單片機(jī)課程中流水燈實驗為例，學(xué)生在進(jìn)行實驗前，對流水燈實驗缺乏正確的認(rèn)識，甚至不知道該實驗是什么，有什么作用，因此在實驗前引入生活實例，能夠為學(xué)習(xí)者提供必要的學(xué)習(xí)指導(dǎo)，使學(xué)生對流水燈實驗有一個初步的了解，并對其產(chǎn)生興趣，進(jìn)而投身于后續(xù)的學(xué)習(xí)中。

3.2加強(qiáng)實驗探究，探索實驗原理。通常，在實驗教學(xué)過程中，需根據(jù)具體操作對實驗操作進(jìn)行相應(yīng)的編號。因此必須對每一個實驗的重要知識點進(jìn)行歸納、分類，如流水燈實驗主要包括了延時、閃爍與端口設(shè)置三個方面，可以充分利用FlashCS4創(chuàng)建三個不同的按鈕作為選項卡按鈕，學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況選取相應(yīng)的知識點進(jìn)行學(xué)習(xí)。其次在實驗探究過程中，學(xué)習(xí)者可以對程度代碼進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)試，密切關(guān)注不同條件下實驗效果的變化，并總結(jié)出其體現(xiàn)的原理。通常在實驗中，為了使學(xué)習(xí)者能夠明確學(xué)習(xí)知識點，可以為學(xué)習(xí)者展現(xiàn)相應(yīng)的源代碼，根據(jù)知識掌握情況進(jìn)行自主訓(xùn)練。

3.3構(gòu)建模擬情境，還原實驗場景。學(xué)習(xí)者在參與一定的實踐探究后，會產(chǎn)生豐富的心得體會，對自身存在的不足以及取得的成就進(jìn)行總結(jié)，這也是學(xué)習(xí)者進(jìn)一步研究的動力。因此，在實驗教學(xué)中，需要為學(xué)習(xí)者創(chuàng)建一個真實的虛擬環(huán)境，加強(qiáng)交流、互動，調(diào)動學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)積極性，可以利用FlashCS4工具創(chuàng)設(shè)虛擬實驗平臺，對真實的單片機(jī)實驗進(jìn)行模擬，這種動畫效果能夠給人一種清晰、簡潔的感覺，能夠在一定程度上提升課程教學(xué)效果。延時、閃爍以及端口參數(shù)能夠根據(jù)實際需要進(jìn)行修改，便于學(xué)習(xí)者熟練掌握單片機(jī)控制。

4　結(jié)束語

目前，情境教學(xué)設(shè)計策略在虛擬實驗教學(xué)設(shè)計中得到了有效的應(yīng)用，其能夠充分利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)對理論知識的探索與開發(fā)，使教學(xué)設(shè)計理論與具體實踐相結(jié)合，是一種新型的虛擬實驗方式，其具有較強(qiáng)的針對性，能夠為單片機(jī)課程實驗教學(xué)開辟一種新型教學(xué)模式，值得參考借鑒。

［1］劉偉春，黃同城，周建華.單片機(jī)新型開放式實驗平臺設(shè)計與教學(xué)改革［J］.中國現(xiàn)代教育裝備，2015，25（17）：40-42.

［2］王玉香，章曉忠.翻轉(zhuǎn)課堂在高職實驗實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用研究--以“單片機(jī)”實驗課程為例［J］.樂山師范學(xué)院學(xué)報，2015， 26（4）：111-114.

［3］彭安民，胡兆燕.項目導(dǎo)向任務(wù)驅(qū)動的單片機(jī)課程情境化教學(xué)［J］.中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2014，14（2）：68-69.

［4］王崴.LabVIEW在“單片機(jī)原理”課程實驗教學(xué)中的應(yīng)用［J］.常州工學(xué)院學(xué)報， 2014， 27（4）：90-92.

齊應(yīng)杰，1996年畢業(yè)于西安礦業(yè)學(xué)院，工程碩士 .計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)教研室主任 計算機(jī)應(yīng)用方向

SCM Experimental Teaching situation Teaching Design

Qi Yingjie，Wang Xianjun
（PingDingShan Industrial College of Technology，HeNan PingDingShan，467000）

As microcontroller teaching process is extremely important part of the experimental teaching curriculum directly affects the effectiveness of teaching.In recent years，situational teaching design has been widely used，and have achieved some success in the SCM Experimental Teaching.The study will focus on network experiment teaching in-depth analysis，we explore the design elements MCU virtual experiment teaching system，and presents the situational teaching design in MCU Experimental Teaching of applications and provides a reference for the SCM Experimental Teaching.

SCM courses；experimental teaching；situational teaching design