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摘要:随着信息技术日益发展,单片机在工业领域、智能家居等方面的应用变得更加广泛,以单片机技术为核心的智能化技术处于主流位置。《单片机原理与外围电路》作为工程专业的必修基础课程,具有明显的教学地位。目前该课程主要采用传统的教学模式,偏重理论教学,学生被动接受,教学效果不理想。在“互联网+”背景下,为改变这种状况,激发学生学习热情,探索该课程的教学新方法,如项目驱动式教学法、物联网技术结合法等,以优化教学效果,培养适应“互联网+”时代的高素质人才。
关键词:互联网+;单片机;教学方法
本文引用格式:张鹏程,等.“互联网+”背景下《单片机原理与外围电路》教学方法改革与探索[J].教育现代化,2019,6(45):58-59.
一引言
在以往的单片机教学过程当中,要求学生了解单片机的基本概念,并且能够熟悉相关的编程语言,进而实现简单的程序编写问题,这种以教师为主导的地位使学生产生了依赖心理,完全按照教师的知识经验和大纲设计来学习,导致学生缺少动手实践能力,而相关的实验过程也是以验证性为主,不利于培养学生的主观能动性[1]。在“互联网+”背景下,传统的《单片机原理与外围电路》课程教学方法很难满足教学要求,探究“互联网+”背景下的《单片机原理与外围电路》课程教学方法有助于优化课程教学质量,激发学生学习的动力,提高学习效果。在专业教学过程中,明确教学培养目标,突出重点,提高学生的主观意识和实践能力,具有不容忽视的重要地位。为了让学生更好地掌握单片机和外围电路的原理,有必要进一步的深化教学改革。
二教学内容与现状
《单片机原理与外围电路》是工程专业学生必修的专业基础课程,共48学时。理论课程32学时,实验课程16学时。该课程融合了数字与模拟电路、控制原理与电路分析。《单片机原理与外围电路》主要授课内容包括51单片机的硬件组成、指令系统,基本编程语言的使用方法,定时/计数器、串口通信模块、接口和扩展接口的应用技术等[2],易错点和重难点在于设计完成以单片机为核心的应用系统。
目前的《单片机原理与外围电路》课程侧重于理论教学,存在教学内容陈旧,教学方法不能及时更新,教学效果不理想等问题,学生学习起来比较吃力,且无法满足“互联网+”背景下的专业要求。在教学过程中,由于授课时间紧迫,使得学生从接触新的知识点到掌握知识点并进行实践的过程非常短暂,学生文化基础各有不同,接受知识的能力也就参差不齐,这就使得教学效果大大折扣,因此需要调整这种传统的、以教师为主导的授课模式,以提升学生的学习兴趣和动手能力。这需要不断的引入新的教学方法,以满足“互联网+”时代的发展要求。
三“互联网+”背景下的《单片机原理与外围电路》课程教学新方法
(一)项目驱动式教学法
任务驱动教学法指在学习过程中,学生在教师的帮助下,紧紧围绕一个共同的任务活动中心,通过共同实施一个完整的“项目”工作而进行的教学活动[3]。《单片机原理与外围电路》该门课程实践性很强,为了克服传统教学的枯燥性,可结合学生实际情况和课程特点,采用任务驱动式教学法进行授课,在理论授课的基础上加入实践教学,以任务目标为主线,以任务为单位,每个课堂教学以一个具体的、特定的任务为教学内容,围绕任务目标组织教学环节,并解释相关知识点和技能点。
(二)翻转课堂教学法
翻转课堂是指将课堂时间得以更加充分的运用,学生掌握学习决定权,在此模式下,学生可以更专注于积极的基于项目的学习,以更深入地了解问题。课堂内的授课信息在课前通过不同的方式让学生得以掌握,包括:电子书、小视频等等。在学习的过程中可以拥有足够的时间与其他人进行充分的探讨,在课后,学生自主规划学习内容,教师主要以协作的方式满足学生的需求,最终目标是使学生充分运用理论知识进行实践,获得更加真实的能力[4]。通过此方法,教师可以在课前就掌握学生的易错点和难点并做出针对性的讲解提高课堂效率。
(三)物联网技术结合法
将物联网系统应用到单片机教学中,不需要更改整个体系的课程设置。以单片机教学为主,物联网系统为辅,使实验内容多样化,进而构建一个比较完整的并具有创新性的教学体系。在物联网技术的背景下,实际课程中引用之前未涵盖的内容。使用在当前阶段流行的ZigBee协议栈,收集不同的数据,并在网络上实现物联网数据收集。形成更广泛和灵活的实践过程。这样学生的实验过程就不再被现有的实验器材限制,教师也可以得到更好的发挥空间,实验课程变得灵活多样,学生的主动性和积极性将会提高,最终形成一个基于物联网技术的综合课程实验。
(四)案例教学
以《单片机原理与外围电路》书中的基础实验——交通灯实验为例,本实验主要涉及的知识点为定时/计数器和中断电路,整个系统包括:数码管显示器、按键电路、定时计数器和中断电路四部分组成。在设计的过程中,按照“提出问题,研究问题,解决问题”的思路为引导,教师作为引导者,将各种疑难点、易错点进行主要讲解,提升学生的动手能力和兴趣,并以模块式的方法将各知识点串联起来,以分组讨论并整合的方式完成系统的软硬件设计。
(五)信息化教学法
信息化教学法打破了传统的教学模式,重点由教师转变为学生,实现线上线下同时授课的方式,这就要求教师能够充分掌握学生对知识的了解情况以及学习状态,整个教学手段由三部分构成,包括上课前、上课中和下课以后[5]。上课前教师需要把相关的资源,如:微课、课件等通过网络对学生进行共享,让学生在上课之前就对所学习内容有所了解,从而清晰的了解学习目标和学习重点,自主进行学习。在上课过程中,教师通过学生课前学习的表现而确定大多数同学的难点和易错点,进行指导,极大地节省了上课时间,并将剩余时间用于教学互动、学做一体,以达到提高学生学习兴趣和学习自主性的目的。下课之后,教师通过网络布置课后练习并进行知识拓展,巩固课堂知识并拓宽知识面,提高学习效率和效果。
四结语
《单片机原理与外围电路》是一门知识体系完整,与其他课程联系紧密,且工程实践性较强的课程。在“互联网+”背景下,一方面,该课程应积极更新教学内容,积极了解“互联网+”背景下单片机的使用情况,选择能够满足“互联网+”背景下对单片机功能的要求。另一方面加强单片机授课教师实践能力的提升,不断运用新的教学方法,优化教学效果。同时,相关专业教师在教学过程中,应积极引导和鼓励学生参加全国大学生电子设计竞赛和全国“互联网+”大学生创新创业等相关比赛,培养学生的实践操作能力和综合素质,激发学生学习的积极性。
通过对《单片机原理与外围电路》课程进行不断的探索和教学方法改革,使学生的学习兴趣和学习效果得到极大的提高,能够熟练掌握相应的理论知识,获得了较强的动手实践能力,使理论与实践结合的更加完美,这样才能为培养适应“互联网+”时代的高素质人才奠定坚实的基础。
参考文献
[1]赵宇洋,李争,王春梅.基于工程教育认证的单片机PBL教学模式探索与实践[J].高教学刊,2019(02):90-93.
[2]张典,庄克玉,张奇志.工程教育专业认证背景下“单片机原理及应用”课程实验教学改革研究[J].科技视界,2018(03):43-44.
[3]叶博.目教学法在单片机实践教学中的应用[J].信息与电脑(理论版),2019(01):243-244
[4]贾瑞.基于翻转课堂的单片机课程教学改革实践探索[J].河北农机,2019(01):68-69.
[5]覃钰杰.信息化教学引入单片机课程改革实践—以《单片机原理与应用》中数码管的静态显示为例[J].轻工科技,2018(12):161-163.
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