袁新娣 范莉莉
摘 要：针对当前单片机课程教学模式的不足，结合互联网线上线下混合教学模式内涵，该文提出基于混合模式的单片机课堂教学改革与实践。以单片机课程的“串行口通信”为教学内容，进行了混合教学流程设计，将教学分成课前、课中与课后3个阶段，并详细分析了各阶段老师与学生的任务。与传统教学模式相比，混合教学模式更加重视教学过程师生的互动，重视学生的个性化、创造性学习。通过一个学期单片机教学的实践，证明了该教学模式的优越性。
关键词：混合教学模式 教学实施 个性化学习 单片机课程
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）10（a）-0075-03
Abstract： In view of the shortcomings of the present teaching mode of single chip microcomputer course， combined with the connotation of online and offline blending teaching mode， The paper puts forward the reform and practice based on blending mode. Taking the "serial communication of SCM" as the teaching content， the blending teaching process is designed， divided it into three stages： before class， in class and after class， the tasks of teachers and students in each stage are analyzed in detail. Compared with the traditional teaching mode， the blending teaching mode pays more attention to the interaction between teachers and students， and attaches importance to students' personalized and creative learning. The advantages of this teaching mode have been proved by practice in one semester.
Key Words： Blending teaching mode; Teaching implementation; Personalized learning; Single chip microcomputer course
單片机是大中专院校电类、计算机等类专业的必修课程，是一门结合电子技术、计算机技术与自动控制技术于一体的实践性和应用性很强的课程，主要目的是培养具有单片机及相关应用产品设计、分析和制作能力的应用型、创新型人才，同时又为后续专业课程的学习奠定扎实基础。
该校单片机课程在该科的大二下学期开设，之前主要采用的教学模式是“教—学—做”一体的教学方法[1]，以项目、任务为引领，将课程学习的知识点融入相应的项目中，在一定程度上大大提高了学生学习单片机的兴趣，调动了学生的主观能动性。这种教学模式下学生一般能比较熟练掌握单片机的基本知识，但仍然存在一些不足，主要表现在如下3个方面：第一，教学过程缺少个性化指导，教学方法比较单一，课堂上仍然是老师一人讲解，老师把自己的知识灌输给学生，不考虑学生是否喜欢、是否合适、是否能真正接收，所以经常会出现老师自己觉得讲得很精彩、很透彻，但是学生却觉得听不懂，越听越不想学，最后干脆不学的效果。实际上，不同的学生在不同的知识点上有不一样的理解过程[2]，所以真正好的教学方式应当是针对不同的学生应用不同的教学方法，让学生能够进行个性化的学习。第二，学习创新性不够，目前单片机教学还是以听课，在仿真软件或者开发板上完成老师讲解的项目为主要内容，老师教什么学生学什么，老师让做什么项目学生做什么项目，学生没有去思考、质疑，没有归纳、总结学习的过程，没有对知识进行发散思考，这样的学习是被动学习，谈不上创新学习[3]。第三，考核评价不全面，目前大多院校单片机课程采用的考核方法是理论考试+实验测试+平时成绩。平时成绩主要是根据老师平时的观察给出，这种平时成绩带有老师很大的主观成分，也可能出现以偏概全，客观性、真实性不高。所以这种考核方法难以客观地反映出学生对知识的掌握情况，难以反映出学生实际的动手实践能力，更不能反映学生的创新思维能力，这些与单片机课程的教学计划目标相差较远。
1 混合式教学概述
当今时代，互联网、大数据、云计算等新一代信息技术已经融入我们生活、学习、工作的各个方面，混合教学就是互联网线上学习与线下面授相结合的学习方式，是通过对各种学习媒体、学习模式、学习环境和学习内容等要素的有机混合[4]。混合教学模式下，教师首先需要对授课学生进行分析，实现因材施教，对授课内容，重点、难点进行分析，制定有针对性的教学计划，授课过程主要有课前、课中、课后3个阶段[5]。
2 单片机课程基于混合模式下实践
该校在2017级电子信息工程专业的单片机课程进行了混合教学模式的实践，该文主要通过该课程的一个重要项目——“单片机串行口通信”来介绍混合教学模式的实践过程。
2.1 制订教学计划
制订教学计划之前要分析学情，了解学生的学习背景、学习习惯、学习能力等[6]，也需要对教学内容进行分析，确定教学目标、重点与难点，该次授课对象是电子信息工程专业大二学生，之前学习了C语言，数字电路与模拟电路等课程，该课程的前面部分也学习了单片机基该结构、C51编程、单片机的中断、定时系统等，所以学生基础比较好，该项目的内容涉及到日常生产、生活中上位机与下位机通信问题，现象比较直观。但是包含的知识点比较多，有51单片机的串口结构、串口控制器方面，有通信方面的基该知识。经过分析学情与内容，确定该项目的教学目标为：了解串行通信基该知识，理解单片机串行口的结构、工作方式、波特率设置，掌握控制寄存器SCON的应用。掌握串行通信程序设计。选择若干个与日常生活中很常见实例进行任务讲解，比如LED广告或宣传牌都是由PC机通过串行通信接口向单片机发送需要显示的内容，银行或其他系统中客户由单片机构成的终端设备输入密码，单片机接受密码输入后通过串口传送到PC机进行比对。生活中的常见的实例容易激起学生学习兴趣，这点在教学设计中是非常重要的。
2.2 教學实施过程
教学实施是围绕教学计划，把知识传递给学生的过程，应当以学生为主体，老师为引导作用。为了实现混合式教学，在实施之前需选择一个网络教学平台，我们选择了超星泛雅的网络教学平台，可以实现在PC机、智能手机等智能设备上推送资料、课程学习。这里，我们把单片机的教学实施分成课前、课中、课后3个阶段。
课前，在智能教学平台推出与授课内容相关的引导内容，推出教学内容的PPT或视频，发布预习测试题，学生预习后在平台的讨论区进行讨论、发出疑问、提出自己观点等。另外，老师可以通过阅读学生的讨论、学生的问题、预习测试的得分等方面掌握学生预习的情况，在精确地掌握学生预习情况后才能更好地设计教学方案。“单片机串口通信”项目教学的课前，老师把日常生活中外围设备、移动终端与PC机通信的现象拍成视频发布在网络教学平台，同时把理论部分知识以微课的形式发布在平台供学生预习，预习测试题是反映理论知识掌握情况的选择题和填空题。
课中，该校单片机课程直接在实验室进行，每个学生配有一台电脑和一套单片机开发板，同时上课期间网络通畅。课中阶段是课程教学的重点所在，其中关键又是各种形式的师生互动[6]。可以把课中阶段分解成“情景创设”“探究学习”“实时检测”“总结提高”。在情景创设阶段，老师以银行业务系统中的动态口令系统为例，创设单片机的双机通信的任务，讲解任务的软件与硬件实现。学生重点根据自己预习的疑问听课，实现个性化学习。“探究学习”阶段，老师通过网络平台即时下发探究任务与要求，学生分组进行学习、讨论，然后在开发板或仿真软件上实现结果，课堂现场提交作品并展示，展示过程中，学生互相评论作品的优缺点，通过评论，学生实现相互学习。在“实时检测”阶段，老师通过网络平台实时发布课堂测试题，学生通过手机现场答题，老师根据平台对不同答案的统计情况获取学生对此次课程知识的掌握情况。“总结提高”阶段，老师根据探索学习及实时检测的反馈信息，进一步巩固课程重点，补充学生学习的弱点，深化师生互动，培养学生创新思维与能力。课中阶段没有固定的程序，老师根据现场师生的互动情况、生生的互动情况随时调整自己的授课方式、授课进度，促进学生的知识意义构建。
课后，老师通过平台布置作业，基于混合式的单片机教学不再是全班统一作业，而是根据学生在预习时反馈的不同情况，课堂讨论与测试时出现的不同情况布置不一样的作业，实现个性化的教学。“单片机串行口通信”这部分的作业学生们分成3个层次：第一层次是在课中学习了的例题基础上简单修改就可以完成，主要针对理解能力弱的学生;第二层次是改变通信方式，改变通信波特率，主要针对中等同学。第三层次是为了确保通信顺利，在发送正式内容之前双方增加握手信号，主要针对理解能力强、对知识掌握较好的同学，学生通过平台提交作业答题。对于选择、填空等客观题，老师在推送题目时设定好答案，其批改可以由平台自动进行，其他题目老师也在平台上进行批改，这样老师能很快获得自己教的效果，学生也很快获得自己学习的效果，实现高效的课堂教学。同时，学生可以根据平台记录的课前课中的教学过程与内容复习、总结、归纳自己的学习过程，深化学习内容。也可以在平台上发布感想与疑问，与老师、同学交流讨论，老师获取的这些反馈信息又为以后的课程教学提供指导。
2.3 考核方式
好的考核方式不仅能考核学生对知识掌握的情况，还能激励学生的学习动力。对学生的考核不仅仅是期末闭卷考试的成绩，还注重学习过程的考核，包含了学生平时预习、听课、课后的学习情况，在网络教学平台回答同学提问，或给老师提的建议获得的积分等等，笔者们学校单片机课程按照平时评分占30%，期末实验测试占30%，期末闭卷测试占40%的比例计算每个同学的课程最后得分。利用超星网络教学平台进行混合式教学，每个学生平时的学习、探讨、作业等都有精准的记录及统计，实现对各个学生给出一个公平、客观的评价奠定了基础。
3 结语
借助网络教学平台的混合式的教学模式克服了之前完全线下模式教学的不足，对于培养学生自主学习能力、创新思维能力及分析问题、解决问题能力方面具有比较明显的成效。2019年第春节学期，在该校17级的电子信息工程班对单片机课程应用混合模式进行教学，收到了很好的教学效果，学生的期末总体成绩平均分84分，54名学生的成绩分布见图1所示，并且在之后的各级各类单片机、嵌入式方向竞赛中，学生积极参赛，并取得良好成绩。
另一方面，混合式教学对于发挥老师的敬业和奉献精神也具有非常好的促进作用，要想更好地实施混合教学模式，教师需要具备洞悉单片机课程的所有教学内容，精心设计每一个微课与任务，培养游刃有余的驾驭课堂能力。所以，教师必须花费较多的时间进行自该学习，达到对自己的学习能力、逻辑推理能力和创新能力的培养。
参考文献
[1] 于惠钧，刘晓林，容俊梅，等.基于“教、学、做”一体化的单片机虚拟仿真教学探索[J].教育现代化，2017，4（52）：45-46.
[2] 温慧群，梁嘉浚.基于UDL通用学习设计理论的个性化学习课程设计[J].教育信息技术，2019（10）：56-60.
[3] 庞敬文，张宇航.基于微课的初中数学智慧课堂构建及案例研究[J].中国电化教育，2016（5）：65-71.
[4] 许德泓.该科院校推进混合教学改革的影响因素研究——基于福州大学的案例研究[J].中国电化教育，2016（12）：141-145.
[5] 谢玉龙.高校混合教学模式思政课“金课”教学改革探讨[J].湖北开放职业学院学报，2019，32（23）：94-96.
[6] 吴晓如，刘邦奇.新一代智慧课堂：概念、平台及体系架构[J].中国电化教育，2019（3）：81-88.
