李俊嬌，郭曉鳳，權(quán)海平

(南京機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，南京 211135)

單片機課程在電子信息專業(yè)開設(shè)較為廣泛，是學(xué)生在學(xué)習(xí)C語言程序設(shè)計后銜接的一門以應(yīng)用為主的課程，它的特點是工程性和實踐性較強。單片機課程的教學(xué)宗旨在于讓學(xué)生能夠獨立對單片機進行編程和應(yīng)用，要求學(xué)生有扎實的理論基礎(chǔ)、較強的動手能力及綜合應(yīng)用能力，這也對教師的教學(xué)提出了更高要求。

隨著信息化的不斷發(fā)展，多種教學(xué)平臺涌現(xiàn)，但線上資源更多是一種課堂知識的重現(xiàn)和補充。線上線下混合式教育的發(fā)展趨勢是將線上資源與線下教育相結(jié)合，及時準確地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)難點，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，豐富教學(xué)手段，提升學(xué)生的實踐能力。

1 單片機課程教學(xué)現(xiàn)狀

單片機技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，多與家用電器、汽車電子、工業(yè)控制、軍事應(yīng)用等領(lǐng)域相結(jié)合。學(xué)生不僅需要具備單片機方面的知識和較強的綜合實踐能力，還需要了解各應(yīng)用領(lǐng)域所涉及的相關(guān)知識。

目前，大部分高職院校在機電、電子以及信息類等專業(yè)都開設(shè)了單片機課程。單片機技術(shù)與應(yīng)用課程是電子信息工程專業(yè)的基礎(chǔ)課程，課程多采用項目式教學(xué)，主要教學(xué)環(huán)節(jié)包括相關(guān)理論講解、控制電路設(shè)計、程序設(shè)計、仿真聯(lián)調(diào)以及實物制作與調(diào)試。通過理論與實踐相結(jié)合，既鞏固了理論知識，又提高了高職學(xué)生的實踐能力，具體步驟如圖1所示。但學(xué)生課堂學(xué)習(xí)知識的范圍僅限于單片機的原理、結(jié)構(gòu)和編程，對單片機的實際應(yīng)用介紹較少，也缺乏引導(dǎo)學(xué)生針對日常生活中單片機應(yīng)用存在的問題來進行創(chuàng)新啟發(fā)。

圖1 傳統(tǒng)單片機教學(xué)步驟Fig.1 Teaching steps of traditional single chip

2 單片機課程教學(xué)存在的問題

2.1 學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性不強

傳統(tǒng)教學(xué)中，單片機理論知識的教授多注重原理、結(jié)構(gòu)的講解與分析，教師主導(dǎo)教學(xué)過程，學(xué)生被動地跟隨教師的講解進行學(xué)習(xí)和消化，當學(xué)習(xí)難度增加而學(xué)生不能及時理解的時候，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性會降低，會影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

2.2 學(xué)習(xí)效率低下

理論學(xué)習(xí)是仿真實踐的基礎(chǔ)，仿真實踐是理論的實際應(yīng)用，但課堂上教師長時間的理論講授不僅降低了學(xué)生對于仿真實踐的學(xué)習(xí)熱情，也擠壓了教師指導(dǎo)學(xué)生解決問題的時間，致使學(xué)生的學(xué)習(xí)效率低下。應(yīng)將線上線下資源整合，利用課前課后的有效途徑分解教學(xué)內(nèi)容，驅(qū)動學(xué)生進行自主預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)，進而有效提高教師的課堂教學(xué)效率，增強學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

2.3 教學(xué)無法滿足學(xué)生的個性化需求

每個學(xué)生都有著自己的性格特點和學(xué)習(xí)方法，傳統(tǒng)的教學(xué)方法不能很好地滿足學(xué)生的個性化需求，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。應(yīng)利用現(xiàn)有的教學(xué)手段，以學(xué)生為中心，針對學(xué)生進行個性化教學(xué)。

2.4 教學(xué)過程不能充分體現(xiàn)出對學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)

高職院校的單片機教學(xué)過程要注重對學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)，如學(xué)習(xí)能力、溝通能力、創(chuàng)新能力、團隊合作能力等。學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)教育是一項系統(tǒng)的綜合工程，不能一蹴而就，教師要將學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)培養(yǎng)貫穿于整個教學(xué)過程中，潛移默化的對學(xué)生進行培養(yǎng)。

3 基于線上線下的單片機課程混合式教學(xué)改革

3.1 課程建設(shè)

單片機課程的實踐性較強，在教學(xué)中更側(cè)重于單片機功能的實現(xiàn)。從相應(yīng)知識的應(yīng)用案例了解、利用仿真軟件進行電路繪制、程序編寫、仿真聯(lián)調(diào)以及到后期通過實踐操作實現(xiàn)對相應(yīng)功能和故障的分析與排除，具體步驟和注意事項可以考慮在課前課后利用線上微課進行輔助教學(xué)，便于學(xué)生反復(fù)觀看并進行模仿。課中會重點對仿真練習(xí)、實物搭建和程序調(diào)試進行指導(dǎo)，鍛煉學(xué)生的動手能力和排除故障的能力。

課程建設(shè)主要涉及課程相關(guān)文檔和課程資源兩部分。課程相關(guān)文檔主要包括人才培養(yǎng)方案、課程標準、教案、教學(xué)進度安排、教學(xué)PPT等與課程設(shè)計相關(guān)的資料構(gòu)成。課程建設(shè)中的課程資源在線上線下混合式教學(xué)中起到了核心作用。整體課程資源規(guī)劃和安排遵循以下原則：(1)根據(jù)人才培養(yǎng)方案及課程目標將課程分解為相應(yīng)的主題；(2)對各個主題進行任務(wù)分解；(3)對相應(yīng)任務(wù)涉及的知識點進行梳理，列出具體知識點和任務(wù)書；(4)整理和制作任務(wù)中涉及的微課視頻；(5)搜集和補充每個任務(wù)中涉及的動畫、圖片以及拓展學(xué)習(xí)材料，豐富教學(xué)素材的形式和類型。同時，為了保證線上學(xué)習(xí)能夠有效反饋學(xué)生學(xué)習(xí)的難點和學(xué)習(xí)效果，對每個任務(wù)都要編寫相應(yīng)的測試題目。

教學(xué)平臺的選擇要求權(quán)威、實用、普及和便利，能夠及時反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，便于教師調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。

3.2 教學(xué)的實施步驟

課題組保留和優(yōu)化了傳統(tǒng)任務(wù)式教學(xué)的特點，將其與線上線下混合式教學(xué)相結(jié)合，下面結(jié)合任務(wù)“一位數(shù)碼管靜態(tài)顯示”進行具體說明。一位數(shù)碼管靜態(tài)顯示的教學(xué)目標如下：(1)能夠按照要求編寫一位數(shù)碼管靜態(tài)顯示程序；(2)能夠獨立進行故障的分析與排除；(3)能夠拓展實現(xiàn)多位數(shù)碼管靜態(tài)顯示。根據(jù)教學(xué)目標確定教學(xué)思路，把一次教學(xué)分為課前、課中、課后三部分，如圖2所示。

圖2 課程設(shè)計思路Fig.2 Course design thinking path

A.課前階段。線上學(xué)習(xí)包括實際應(yīng)用介紹、基本知識介紹等。本階段的學(xué)習(xí)目的是了解所學(xué)知識的實際應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。本次課程布置的任務(wù)是“一位數(shù)碼管靜態(tài)顯示”，教師需提前完成應(yīng)用介紹和數(shù)碼管顯示原理等方面的學(xué)習(xí)任務(wù)書、教學(xué)PPT、微視頻及測試題的上傳。學(xué)生通過微視頻的學(xué)習(xí)并完成測試題目后，教師可以根據(jù)學(xué)生測試的結(jié)果以及學(xué)生在討論區(qū)提出的問題，提煉出學(xué)生在線上學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的共同問題，及時調(diào)整和補充教學(xué)重點，便于課堂指導(dǎo)和點評，使課中教學(xué)更有針對性。與此同時，教師還要通過教師系統(tǒng)查看學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，督促學(xué)生按時完成學(xué)習(xí)任務(wù)，在討論區(qū)回復(fù)提問等。通過上述措施，確保課前知識的傳授能夠得到落實。學(xué)生接受任務(wù)后，可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)習(xí)慣自主安排學(xué)習(xí)時間和地點，通過計算機、平板電腦、手機等設(shè)備訪問學(xué)生端學(xué)習(xí)平臺，在課前完成相關(guān)學(xué)習(xí)和測試，如果有問題可以在討論區(qū)提問，也可加入教師或其他同學(xué)發(fā)起的討論，發(fā)表自己的觀點。通過課前線上學(xué)習(xí)，能夠培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和團隊溝通能力。

B.課中階段。教師在上課前根據(jù)學(xué)生線上學(xué)習(xí)過程中提出的問題進行課程導(dǎo)入。課中教學(xué)以微視頻、實物演示為輔，以檢測實施和過程指導(dǎo)為主，主導(dǎo)教學(xué)的雖然是教師，但學(xué)生才是課中的主角。學(xué)生通過程序編寫、虛擬仿真、電路搭建、故障排除及發(fā)散思維(團隊協(xié)作)等步驟，實現(xiàn)了理論-實踐-理論的知識遞進，提升了學(xué)生的成就感和創(chuàng)新能力，進而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師在教學(xué)中更多是扮演引導(dǎo)者的角色，當學(xué)生在任務(wù)實施過程中出現(xiàn)問題時，教師要先鼓勵學(xué)生充分利用學(xué)習(xí)平臺及搜索引擎查閱相關(guān)資料自行解決問題，幫助學(xué)生養(yǎng)成主動解決問題的習(xí)慣。若學(xué)生遇到的問題難以解決，教師應(yīng)向?qū)W生提出有針對性的建議和方法，引導(dǎo)學(xué)生自主探究并進行集體討論，完善動態(tài)故障庫，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作能力。

C.課后階段。課后并不意味著一次課程的結(jié)束，而是對本次課程的回顧和提升。課后，學(xué)生可以通過學(xué)習(xí)平臺回顧學(xué)習(xí)內(nèi)容，進行知識的查漏補缺，完成課后作業(yè)，完善線上動態(tài)故障庫。線上，學(xué)生可查看與本次課程內(nèi)容相關(guān)的應(yīng)用案例和歷屆學(xué)生比賽作品，發(fā)散思維。線下，學(xué)生可以進入創(chuàng)客工坊，完成線上選做的拓展任務(wù)，為后續(xù)創(chuàng)客活動的參加奠定基礎(chǔ)。通過課后的相關(guān)步驟實施，能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

4 針對學(xué)生的評價方法

評價的目的是為了掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。為兼顧學(xué)生的線上線下學(xué)習(xí)情況，將評價分為單次任務(wù)評價和課程整體評價。單次任務(wù)評價主要是以每次任務(wù)中團隊的設(shè)計作品為考核對象，從團隊互評、組員互評、教師點評、自我評價四個方面進行，注重考核學(xué)生的職業(yè)能力及創(chuàng)新能力。課程整體評價更注重過程考核，考核內(nèi)容包括微視頻的學(xué)習(xí)、線上討論情況、整體任務(wù)評價、章節(jié)的測試成績及期末考試成績這五部分，設(shè)計的比重分別為20%、15%、30%、10%、25%。該方式加大了線上討論情況、課堂任務(wù)完成情況所占分值，意在培養(yǎng)學(xué)生在日常學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、共同解決問題的能力，增強學(xué)生的團隊合作意識。通過多方面的綜合評價，可以對“兩極化”學(xué)生有一個整體、客觀、公正的評價，避免學(xué)生因為某個知識掌握不好而影響整門課程的考核。

5 基于混合教學(xué)模式的單片機課程教學(xué)注意事項

其一，教師有效開展線上線下混合式教學(xué)。要想有效開展線上線下混合式教學(xué)，很大程度上是取決于教師在課前對課程的設(shè)計和相關(guān)教學(xué)素材的準備，這需要教師有豐富的知識儲備和教學(xué)經(jīng)驗。其二，學(xué)習(xí)活動設(shè)計的有效性。學(xué)生是否感興趣和愿意參與是影響學(xué)習(xí)活動有效性的主要因素。此外，活動的難易程度、學(xué)生的知識儲備以及活動的開展方式也是教師需要考慮的因素。其三，學(xué)生學(xué)習(xí)需求的個性化?；旌鲜浇虒W(xué)的目的是滿足更多學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，但學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣、方式、基礎(chǔ)都各不相同，教學(xué)設(shè)計既要滿足基本教學(xué)任務(wù)，又要鼓勵學(xué)生個性化發(fā)展。

6 結(jié)語

課前的線上學(xué)習(xí)過程提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，課后線上線下的拓展訓(xùn)練提升了學(xué)生的創(chuàng)新意識和自主探究能力?；诨旌辖虒W(xué)模式的單片機課程教學(xué)改革，讓學(xué)生對單片機的認識更深刻了、理解更透徹了、應(yīng)用能力更強了。