“互联网+”时代“单片机应用技术”网络课堂教学措施探析

黄 涵

（三明技师学院 福建 三明 366000）

“单片机应用技术”在电气类专业教学中属于一门重要的基础课程，同时也是一门具有很强综合性且知识相对抽象的实践类课程。为有效提升课程教学质量，促进学生对理论知识的掌握程度及实践应用能力，有必要在“互联网+”时代创新“单片机应用技术”网络课堂教学措施，利用信息技术的优势激发学生对课程的学习兴趣，不断提高技术应用能力。

1 “单片机应用技术”课程介绍

“单片机应用技术”是一门以智能控制以及智能电子产品工程项目为中心，结合真实的企业工作事件，由工作事务驱动的课程。该课程教学内容主要介绍MCS—51 系列的单片机AT89S52 型号基本的工作原理，并会解剖及分析单片机应用系统，使学生在剖析期间了解单片机零部件以及软件基本原理、相关概念和基本知识等，并包含单片机应用期间编程所需入门知识，还会教授学生C 语言程序设计、调试、运行等技能，促使学生不断提升课程学习能力和事务性工作能力[1]。在“互联网+”时代，对该课程建立网络课堂教学模式，有助于调动学生的学习兴趣及积极性，并在互联网信息技术的利用下更直观地演示知识内容，帮助学生建立系统化逻辑思维，从而更有效地提升学生的实践操作能力以及编程能力等。

2 “单片机应用技术”课程教学问题

2.1 教学理念滞后

“单片机应用技术”课程教学期间，很多教师的教学理念相对滞后，仍会将理论和实践当作两条独立的线路进行课程教学，理论课上只为学生讲授单片机的应用原理以及接口技术相关知识，实验课程中相关教师也都会结合实验室现有的设备安排及规划实验课程，这种教学设计使得学生在学习完理论知识后不能及时将所学知识应用到实践操作中，时间一长容易忘记所学知识，而且实验课上往往会针对单个单元独立设计实验，很少融合多单元知识，使得学生在完成某单元课程学习之后不能系统化地理解单片机的应用与开发过程[2]。正是因为教师教学理念滞后，导致其所建立的教学模式比较传统，不符合学生学习需求，不利于提升其实际学习能力与实践能力。

2.2 教学模式比较单一

因为单片机涉及不同的控制手法和不同的种类，而且有着不同的应用环境，所以要紧跟时代发展以及技术更新同步创新课程教学模式。在单片机型号以及应用技术持续更新的过程中，单片机硬件设施以及软件设施也有更多元化的设计方法，但实际上，当前很多学校在“单片机应用技术”教学中仍会将传统的51 单片机当作案例，就算是在仿真教学过程中也会以该内容作为基础。另外在该课程教学期间，很多教师仍以单片机结构作为主要教学内容，教学中会先讲解单片机的硬件结构，随后介绍相关指令系统，之后围绕程序设计内容与方式展开教学，并讲解部分拓展内容，而后基于实例展开应用与分析。这一枯燥、固化的教学形式，使得学生很难深入理解理论知识，也难以锻炼其实践应用能力，最终导致教学效果得不到显著提升。

3 “互联网+”时代“单片机应用技术”网络课堂教学措施

3.1 通过微课整合知识点

“单片机应用技术”的网络课堂教学中，可通过微课视频整合课程知识点，帮助学生系统化地归纳、总结教材知识点，逐步构建完整的知识体系。

比如单片机定时计数器的相关知识中，涉及溢出这一关键概念，为使学生深化理解，教师可通过flash 软件绘制出逼真的水桶，在单片机各周期内将一定量的水滴入水桶当中，在水桶内的水呈现漫出状态时，也就对单片机定时器的溢出概念进行了模拟。教师可引导学生将水桶容量看作是定时器的4 个量程，将水桶内原本既有水量当作定时器初始数值，由此以更直观、动态的方式使学生感受与理解单片机定时器以及溢出的概念，这种方法和传统的文字描述相比更有助于增强学生对知识的感知力。

另外，在人机交互技术教学中有一项关键技术——数码管动态扫描技术，此技术主要是通过一个8 位IO 口控制所有数码管片段，即在同一控制口中连接a/b/c/d/e/f/g/dp 8 个口。各数码管与公共端通过差异化IO 实现自动化控制，并且在数字及字母显示过程中，可通过IO 口传递8 个段码，同时基于控制要求和某一公共端相连接，哪个数字码被选中，其相应的字符就会显示出来，若要变更转化为其他的字符，就要对对应段码进行更改，如果要对不同的数码管进行更改，只需选择对应数码管。在这一理论知识学习期间，学生可能会面临数码管当中显示出同一字符，不过不同字符间有闪烁显示的情况，主要原因就是学生未充分理解动态扫描应用的逻辑。这种情况下，教师就可以微课动画的方式演示单片机的指令，如通过单片机经端口将0 这个字符输送到数码管中时，可通过动画演示在这8根IO 口线当中仅6 根存在电信号，并会通过红色液体来演示，若目前该数码管处于流通状态，那么0 就会显示在数码管当中，并且在重新刷新数据之前0 都会一直存在。为何会有字符闪烁的情况出现？主要原因是动画页面中包含一个进度条，如果学生对相应进度条做出拖拉操作，就会使数码管动态扫描时间段发生改变，而扫描时间的变化，也会同时影响到数码管动态显示的情况。教师通过微课这一网络教学形式可更形象、直观地剖析原本很难理解的原理知识，而学生在原理知识学习中也不会再觉得枯燥难懂。对此，教师可通过信息技术系统化地整合该课程教材的知识点，构建完整的知识体系，制成微课视频，便于学生后期复习中进行针对性的学习，并将原本静态、单一的知识转化为动态、丰富的内容[3]。

3.2 建立翻转课堂

在“互联网+”时代下，“单片机应用技术”教学中还可建立翻转课堂。比如在数码管动态显示教学中，教师就可在课前、课中以及课后设计翻转课堂教学模式。

课前：课前主要涉及教师活动以及学生活动，其中教师活动主要是深入分析教学内容，录制微视频，准备教学资源。教师要在课堂教学前进行教学分析，包括：①重难点分析。数码管动态显示教学内容当中，视觉暂留相对抽象，属于难点问题，而且软件编程难度较大，学生不容易掌握；②学习分析。学生比较熟悉数码管，并具有静态显示的知识基础；③实验室分析。实验室可为该课程教学提供keil 以及protues 仿真，并支持下载开发板，学校还建设了课程网站。教师经过上述分析之后，可进行微视频的录制，在翻转课堂建设中微视频设计及制作也至关重要，直接关系到后续学生的学习效果。同时课前教师还要为学生准备部分辅助资料，像学生学习信息记录、案例、微视频、PPT 等。

而学生在课前的活动主要有两方面，即观看本节课教学的相关微视频、在线做测试题。具体是学生在课前根据教师所发布的任务，通过课程网站观看与学习课程视频，对于所遇到的问题，可通过QQ群、微信群等和其他同学及教师讨论。线上学习之后，做在线测试题。

课中：课中主要涉及师生互动学习以及小组合作。首先，学生反馈课前学习中遇到的问题，随后教师集中解决上述问题，问题解决后创设案例任务，让学生们以小组为单位，协作交流并完成任务，之后汇报交流，做出课堂评价，课中教师还要总结课前在线学习以及测试情况。学生在学习期间面临的主要问题是在学习数码管动态显示相关知识时，很多学生在确定延迟时间方面有疑问，对此，可通过师生互动交流着重分析与讲解，探究延迟时间确定方法，并设计相关案例任务，让学生以小组为单位协作完成任务，期间教师要做好检查指导工作。如在学习数码管动态显示知识期间，教师为学生小组布置6 位数码管显示设计任务，各小组完成设计任务之后，由小组代表汇报设计思路以及软硬件设计及仿真等，随后由教师评价各小组设计情况，小组成员之间也可自评以及互评。

课后：在翻转课堂教学模式建立过程中，由于在课前以及课中学生已完成知识学习及内化，所以教师可着重在课后为学生布置部分提高型设计任务，并在课程网站上发布设计任务，指导学生有序完成[4]。如可针对数码管动态显示相关知识，为学生发布设计4 位计数器的任务，促使学生不断提高综合应用能力，同时可为学生推荐部分线上学习网站及微课视频等，拓宽学生视野。

3.3 建立在线开放课程

在线开放课程能够为学生进行自主学习以及教师建立线上线下混合教学模式等提供有力支持，网络开放课程比较适合网络传播，并能够为线下教学奠定基础，激发学生学习兴趣，有效提升学习成效。针对“单片机应用技术”建立在线开放课程，其中包括课程简介、教学资料、微课视频、试题库、学习交流、测试评价等模块。开发人员可通过现代信息技术，整合大量教学资源，并建立多层次、多媒介、多用途、多形态的教学资源体系，使教材内容有更多表现形式。在线开放课程的教材建设中，可基于纸质教材，联合应用互联网技术，建立资源丰富、在线教学形式多样化的网络开放课程，学生只需扫描相关二维码即可在线学习教材建设。在线开放课程包含多个项目，如单片机C51 语言编程应用、MCS—51 单片机汇编语言编程应用、单片机基础知识认知及实践、单片机定时器及中断的分析及应用、数据通信处理、数据采集及处理、单片机应用系统及开发等。在网络资源建设中，主要可建立仿真实验、试题库、案例库、应用软件、电子教材等资源库，并在网络平台结构中设置教学过程、教学目标、测试评价等环节。通过开发在线开放课程，可为课程教师组织线上线下混合式教学奠定坚实基础，合理处理网络教学、实践教学、课堂教学间的关系[5]。

4 结语

在“互联网+”时代创新“单片机应用技术”网络课堂教学策略，能帮助学生突破时空局限进行课堂学习，并可使学生进行自由、开放式的学习，深化理解课程知识，有效提高知识应用能力。所以，教师要紧跟“互联网+”时代的发展步伐，结合应用微课、翻转课堂等新型教学模式革新网络课堂教学模式，并积极开发在线开放课程，为网络课堂教学奠定坚实的基础。