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单片机应用技术“混合式”教学模式的构建与创新实践能力的培养

徐昕

吉林电子信息职业技术学院

摘要: 传统教学模式中,单片机应用技术课程存在学生有畏难情绪,对编程无从下手。
教师工作量较大等问题,采用混合式教学模式可以有效解决此类问题。从教学评价和实践结果此模式深受学生欢迎,有利于激发学生学习写作兴趣和积极性、培养和提高学生创新实践能力。混合式教学在教学实践中也存在些问题,需要教师、学生和平台技术专家采取措施进一步去改进完善。
关键词: 单片机应用技术 混合式教学 模式构建 创新实践 教学反思
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单片机应用技术课程是电气自动化技术、发电厂及电力系统专业必修的一门专业基础课程。注重单片机技术基本知识的掌握,强调项目训练,突出实践操作。根据职业岗位能力的要求,本门课的教学目标;以“素质、 能力本位”为核心—设计培养模式;以职业能力培养为重点,组织教学内容;以科学竞赛和企业项目为媒介,培养学生实践创新能力,充分体现教学内容的职业性,实践性和开放性。虽然传统教学模式使用PPT及视频作为辅助教学资源,但是总的来说学生们仍然对单片机这门课程无从下手,他们对理论知识浅尝辄止(轻),对复杂的编程存在抵触心理(惧),对抽象的知识缺乏兴趣(厌),很重视学习目标,和动手能力的提高等特点(重)。教学实践改革的效果证明,通过线上线下混合式教学模式融合创新实践能力的培养模式可以很好的解决上述问题。

一、线上线下混合式教学模式的含义

   混合式教学模式最早起源于美国,是对21世纪国际教育技术界对10年的网络教育实践经验的总结,该教学模式由北京师范大学何克抗教授在2003年引入中国,他提出混合式教学就是在充分发挥传统教学模式优势的基础上将信息网络技术的优势融入其中,教师在学习重起到引导、监督的主导角色,学生在其中起到积极、自主及创新的主体角色。混合式教学是建立在建构主义学习理论、认知主义学习理论、行为主义学习理论等多元化理论基础之上的。总的来说混合式教学就是以教师为主导,学生为主体,以课堂为主,课内外结合的转变,

“教师为主导、学生为主体”主导与主体的结合。

    随着混合式教学的不断发展,实践经验的不断积累,混合式教学的含义也在不断的变化,它的演变大致经历了三个阶段:技术应用阶段、技术整合阶段、技术创新阶段,从最初的对

信息技术的使用转变成与信息技术的良好融合,使学生们有良好的学习体验,促进学习效果最优化。从内容方面看,混合式教学是教学理论、教学环境、教学资源、教学活动等各要素的有效混合。从教学形式角度看,混合式教学主要有三种形式:传统混合式教学、混合同步教学、混合在线教学,其中传统混合式教学就是线上与线下教学的混合。

 单片机应用技术混合教学模式的含义是指把教学过程分为课前,课中,课后三个阶段。课前,教师下发任务单,学生通过网络课程平台进行教学任务的学习,并完成在线测试;课中,教师采用任务驱动法,讲解重点和难点,让学生采用自主学习和小组合作的形式完成任务,教师采用教师机的形式实时监督学生的学习,有问题随时提问,采用小组挑战大比拼形式让学生们反复感知重难点,提高学生实践应用能力和团队合作能力。课后,学生通过观看微课视频和教师智慧职教答疑平台进行课后拓展,真正达到活学活用,举一反三的目标。单片机应用技术“混合式”教学模式不是传统的线上线下混合式教学,也不是简单的课内课外教学的混合,而是教学理论、教学环境、教学资源、教学活动、教学评价等多方面的混合,是教师和学生的相互配合,是从传统的知识的单向传输到教师引导,学生自主学习,团队协作,重视实践的教学模式转变。

二、单片机应用技术混合教学模式的构建

(一)创建新形态立体式教学资源  

立体式教学资源是依托网络平台创建教学资源,根据先进的教学理念和人才培养目标,在传统的纸质教学资源基础上建立起来的网络资源授课形式,包括教学大纲、教学视频、课件、作业,讨论题,教学平台等形式。立体化教学资源建设为实施线上线下混合教学模式提供基础支撑。

MOOC资源是线上资源不可或缺的形式,是在智慧职教、智慧树等平台上的在线开放课程。课程组教师结合学院人才培养目标、课程定位对教材内容进行删减重组构建了项目化教学内容,团队依据教学内容录制教学视频。教学中较为简单的内容比如识记的知识点、简单运算、生活实例等录制成视频 ,重点和难点内容留在线下讲解。这样有效的起到对本节课的引导和知识的预习作用。

此外,教学PPT、课后作业、课后题库、教学典型案例也上传至此平台。

以《动态数码管显示》教学为例,下表所示线上教学资源。激发学生学习兴趣,由浅入深,引导学生多维度深入学习。

 

环节

 

教学方法

表现方式及设计意图

1 静态显示原理

2 静态显示连线方法

3 静态显示的特点

练习

复习旧知,做好新旧知识衔接。

创设

情境

导入

新课

 


 设计目的:通过生活实例进行问题引入,吸引学生注意力,同时提 出问题。 教学方法:提问、引导启发法、学生讨论。 教学资源:生活中的多位数码管的图片显示、幻灯片。

启发

生活实例视频,激发学习兴趣。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

一、分析问题

1、根据实例展示,引出本次微课要干什么;

2、引发学生讨论,得出结论:静态显示的缺点;

3、引导学提出解决的方法,同时又产生了新的问题;

4、启发讨论得出本次微课的主要任务。

提问

启发

演示

通过实际接线引出新的问题

二、本节课目 标、重难点

1、目标:实现多位数码管的同时显示,即数码管的动态显示;

 2、重点:动态显示的的编程实现;

3、难点:数码管动态显示的原理。

提问

启发

演示

1. 通过分析引出本次课课程目标

2. 使学生明确学习目标,带着问题听课

三、设计步骤:

 1、引导学生讨论,提出了解决引例中问题的方法,同时又讨论得出了新的问题;

2、启发讨论得出本次微课要解决的难点:数码管动态显示的原理;

3、引出新概念:视觉暂留;

4、动画展示视觉暂留的应用,让学生更容易理解视觉暂留现象。

图片3.png

5、提出数码管动态显示的概念;

7、数码管动态显示硬件电路连接;

8、数码管动态显示的软件编程实现。

图片4.png

 

演示

体验

讲解

1. 通过实际分析接线,引出新的问题,增加学生体验性感受。

2. 缓解学生观看疲劳,引出视觉暂留现象,为学生理解动态显示原理做好衔接。

3. 通过动态显示概念的介绍,硬件连线和软件编程的知识充分掌握动态显示原理及应用。

四、应用举例

通过8位数码管显示1-8 8个数字为例,练习动态显示的应用。

1. 硬件连线

2. 画出流程图;

3. 实现软件编程。

图片5.png

4、强调数码管闪烁现象的解决办法。

教学方法:引导启发法、设问法、动画展示、对比、讨论、实践。

 教学资源:幻灯片、keil仿真软件。

5、强调数码管动态显示和静态显示的对比特点;

演示

体验

讲解

1. 体验式过程促进学生掌握数码管动态显示实践应用;

2. 强调对数码管闪烁的解决办法。

3. 通过讲解数码管动态显示和静态显示的特点,凸显出其优缺点。

1. 有职业道德和工匠精神的高素质人才;

2. 创新、严谨、求实的科研精神。

3. 鼓励学生自主学习和创新精神,完成知识迁移,扩展应用能力。

讲授

通过应用举例,培养学生养成良好的学习方法,引入课堂思政,落实对学生的素质教育。

1. 本节内容:数码管动态显示原理;

2. 引导学生通过自主学习完成了后作业,

引导

练习

突出本节课重点,引导学生充分掌握本次课内容,扩展应用能力。

通过智慧职教发起在线测试题。

1. 在动态显示中,位选口是送出每一个字型的字型码的。

A:正确 B:错误

2. 动态显示的编程思路就是让多个数码管同时点亮。

3.动态显示的段选口和位选口送出的数据通常要相同。

A:正确 B:错误

4动态显示程序设计中,延时时间过长将产生闪烁现象。

A:正确 B:错误

5. 在动态显示过程中,位选口每一次只有一位与其他不同,表示该位对应的数码管被选中。

A:正确 B:错误

 

练习

巩固学习成果,反馈学生学习效果,为下次课的安排提供参考。

通过智慧职教发放作业

1. 生日提示器

2. 秒表

任务

1. 锻炼学生归纳总结能力;

2. 培养自主学习能力,为高阶知识学习打下基础,养成持续学习习惯。

(二)混合式教学模式的设计

 把教学过程分为课前,课中,课后三个阶段。

课前,教师下发任务单,学生通过网络课程平台进行教学任务的学习,并完成在线测试。教师通过平台了解学生对自学内容的掌握情况。根据成绩反馈调整教学实施,将学生普遍认为难以理解内容着重讲解。学习中实施分组管理,实行组间讨论学习,同时采用内才施教的原则,鼓励同学们完成相应的任务,调动每位同学学习的积极性。通过各种教学方法分散重点和难点内容。

课上导学按照三步八段具体细化为案例演示,原理解析,优化方案,程序分析,程序编写,编译纠错,仿真实现,考核评价。教师以提问的形式启发学生明确总体设计流程。编程调试部分实行挑战大比拼活动。小组讨论对显示设计方案优化整理,在教师引导下写出程序框架,进行多种花样方式编程。程序设计中利用教师机进行分组管理,采用语音广播形式,和学生及时沟通,采用对话举手方式对学生个别指导,采用程序监测形式了解学生学习状态。小组组长对本组程序进行讲解,实行组间讨论学习,使学生真正掌握程序编写方法。另外,针对教学重点,教师在课堂上推送互动题,当下查看学生的答题情况。编译纠错的问题在小组讨论无法解决的时候,教师指导协助。针对仿真过程中出现的高发故障实行一观现象 二测数据 三排故障的思路启发学生严谨的工匠精神。通过评价考核系统完成小组自评与互评。整个比拼下来 积分最多的小组获胜,冠军小组做经验分享,教师在智慧职教平台察看学生问题交流区,思政交流区和学生课后测试成绩单,汇总高发故障,为教学整改提供依据。

课后,学生通过观看微课视频和教师智慧职教答疑平台进行课后拓展,真正达到活学活用,举一反三的目标。

整个过程以学生为主体,教师为主导,学法采用自主学习法和小组合作法,教法采用任务驱动法,混合教学法,配合情境创设的方式,采用信息化教学手段,使学生在四化课堂当中,反复感知、理解、运用同一知识点,进而增强知识迁移、拓展应用能力,真正实现以学生为主体,做中学、学中做、做中交的教学模式,该培养模式方法先进,灵活、科学、适用,能有效地培养学生的职业能力。

(三)立体化考核评价体系的建立

考核评价系统尤为重要,可以促进教学质量的提升和教学目标的有效达成,为混合式教学的效果提供保障。根据线上线下的教学内容提供多元化立体化的评价体系。考核评价主要从评价主体、评价形式、评价内容、评价工具四个方面着手。评价主体为教师、学生;评价形式有学生自评、互评和师评;评价内容涵盖线上线下两个方面和“知识+能力+素养”三个维度;评价工具主要包括小组合作、学生展示、小组比拼、测试等等。由于单片机应用技术重视实践应用,所以课程考核上重视平时过程化考核,淡化期末考核。其中过程考核70%,期末考核30%。

过程考核包括:预习5%,小组比拼30%,课上表现20%,课后实践15%。期末考核以开卷的形式进行。此外,师生互评环节,学生可以根据教师的授课方式20%,授课内容40%,答疑解惑20%,教师为人师表20%四个方式进行。通过立体式评价的方式,将教与学紧密的结合在一起,师生之间相互促进,更好的激发学生的自主学习的积极性,保证学习质量,达成教学目标。

三、创新实践能力的培养

   在课上夯实基础的同时,更加重视理论应用于实践。通过混合式教学模式的学习,学生们已经掌握了基本技能和相关应用,对单片机应用技术很有兴趣的同学实施课后拓展。让同学们自行将单片机软件安装到自己的电脑上,编写一些简单的程序,技能有所提高后,引导同学们参加一些创新类的比赛。先使用一些简单案例引发同学们的兴趣,例如灯光效果变化的创新,智能产品的创新等。通过一年半左右的学习指导同学们参加了一些比赛,并且在比赛中获得相应的成绩,也是学以致用的一种肯定。

混合式教学是现代信息技术与教育教学的深度融合,通过实践已经获得较好的成效,今后会成为主流教学模式,当然次教学模式一页存在一定的问题,后续需要师生共同努力完善。

参考文献:

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[2]周彩霞.贾志晖.近二十年我国混合式教学研究综述[J].职业教育研究.2023(5):41-47.

[3]李炜.MOOC背景下三种常见混合式教学模式的比较研究[J].现代教育技术,2018,28(S1):

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[4]王东庆.“公安应用写作”课程线上线下教学模式研究[J].辽宁警察学院学报.2019,21

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作者简介:徐昕(1984—),女,吉林省吉林市人,讲师,研究方向:自动化