单片机原理及应用课程多元化教学改革与实践

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　　【摘 要】本文以工程教育认证为指导，分析单片机原理及应用这门课程教学存在的问题，对该门课程进行多元化教学改革，并以南昌工程学院为例进行实践，提出将移动教学平台学习通app引入到课堂教学中，提高课堂氛围，调动学生学习积极性;采用基于项目驱动式教学方法提高学生实践和创新能力，提升教学质量;以多元化考核方式评价学生对该门课程的掌握程度。
　　【关键词】单片机;项目驱动;学习通
　　中图分类号： TP368.1-4;G712 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）22-0108-002
　　0 引言
　　工程教育认证是国际通行的工程教育质量保证制度，有助于构建质量监控体系，提高教育质量，促进工程教育与工业界的联系[1-2]。工程教育以成果为导向，突出综合性、实践性和创新性，尽可能把工程实践与素质教育结合起来，培养学生的综合实用和创新能力[3]。
　　《单片机原理与应用》课程是电子和自动化类等专业的核心课程之一，是一门理论性与实践性都很强的综合性课程。首先，学生需要掌握单片机的基本理论知识，完成元器件的连接和调试工作;其次，学生要掌握软件编程能力，在硬软件实现的基础上进行联调。最后，通过对该课程的学习，学生在理论和实践上利用单片机进行硬、软件开发的能力。经多年的教学经验和调研发现单片机教学效果不理想存在以下问题：
　　（1）传统的“老师讲、学生听”的教学方法，抑制了学生的学习积极性。
　　传统的单向授课模式，师生之间缺乏有效的交流与互动，教师一味地机械讲理论，学生只能被动接受，导致学生学习兴趣与学习动机不足，学习自觉性较差，课堂学习氛围不浓厚。
　　（2）学生动手和综合应用能力不强。
　　许多学生虽然可以在考试中获得高分，但是实际进行操作、设计和应用时却效果很差，甚至有些学生无从下手。只从理论分数中不足以衡量学生对该门课程的掌握程度和评价学生的综合水平和创新能力。
　　对《单片机原理和应用》课程进行多元化教学改革，将移动教学引入到课堂中提高教学质量和学生在教学中的参与度，培养学生的综合能力;以项目为驱动，提高学生实践和创新能力等。
　　1 移动教学平台“学习通”在课堂教学中的应用
　　我国大部分高校的理论课的教学方法是采用集中授课，一般45分钟一节课。研究表明，学生的集中精力的时间大约在30分钟内，超过这个时间学生精力涣散。此外，受传统教学模式的影响，学生在课堂中的参与度少，学生很少提问，甚至不敢提问。课上学生玩手机现象严重，充分利用手机的优势对课堂进行管理是一种新型的教学模式。因此，我们在课堂中引入了“学习通”移动教学平台，“学习通”是由超星公司推出的移动教学平台[4]，教师利用该平台可以进行教学资源建设和管理。“学习通”具有签到、投票、选人、抢答、主题讨论、评分、测验、问卷调查、分组任务等功能。学生下载学习通app，教师在学习通创建课程和对应的班级，让学生加入到对应的班级中。课前，教师创建好教学内容、编辑课程任务、上传教学资料（包括课件、教学视频、各类教学文檔和项目等资料）;课中，教师可以利用app对学生进行快速签到、发布主题讨论、任务分组，教师可以根据讨论结果和任务完成情况实时给学生打分，还可以通过手机摇一摇进行选人回答问题等，通过一系列的教学活动活跃课堂气氛，激发学生学习的积极性和学习兴趣;课后，教师可以发布调查问卷，根据调查问卷和课堂反馈，调整教学内容和方法。
　　1.1 基于项目驱动式的教学方法实践
　　单片机是实践性非常强的课程，尽管这门课程单独开设了实验课，但实验内容大部分为验证实验，，实验板上的实验内容有限，且学生一般在固定的实验课上进行实践。因而学生实践机会少，实验内容缺乏创新性，教学效果一般不够理想。然而，这门课程更多的是需要学生动手实践和进行项目开发，因此，在这门课程中引入项目驱动教学法。具体实现方法：
　　教师在教学上，以项目开发方式引领教学。教师设计或者选择项目并发布到“学习通”，以项目串联课本中的知识点，将项目中的理论知识分解到每个章节的任务中，打破理论与实践教学的分离。学生的课后利用protues软件进行仿真，课后作业为完成某个设计，具体操作如下：
　　（1）教师对学生进行分组，在每组中搭配成绩优异和学习落后的学生，优异的学生带领和指导落后的学生一起学习和完成任务，6-8人每组。
　　（2）让每组学生自己选题，围绕单片机实现设计，教师审核学生选题，教师不指定题目主要是不限制学生的和创新性。
　　（3）项目组组长管理项目设计和开发的进展，每个人在项目中完成不同的功能和模块，学生可以借助protues软件进行仿真和实验，或者直接制作实物，并且在学习通app上传题目信息和每周进展。
　　（4）每组制作ppt讲解所设计的作品，根据作品完成情况、难易程度，讲解效果和设计报告评价综合设计成绩。
　　1.2 多元化的考核方式
　　采用多元化考核方式来评价学生，学习通的综合成绩占到期末考核成绩的15%;平时理论作业占10%;实践和设计成绩占25%，这么部分成绩主要根据学生设计作品的难易程度、ppt制作和讲解情况、设计报告和小组内同学之间互评结果来打分;期末笔试成绩占50%。这种多元化的考核方式使学生摈弃为了考试而死记硬背理论知识的想法，激发了学生的动手和创新能力。
　　2 主要成效
　　（1）教师队伍得到锻炼，教师与时俱进。
　　实施本课程教学改革两年来，教师专业水平得到很大的提高，指导学生参加大学生挑战杯、互联网+创新创业大赛、电子设计大赛获得了优异的成绩，促进了教师不断探索新知识和提升教学水平。
　　（2）理论实践相统一，提高学生的实践和创新能力。
　　以项目为驱动，引领学生教、学、做，学生在学习过程中找到成就感，激发学习兴趣。从工程实际需求出发，培养学生解决问题和创新能力，使学生能够较快地融入企业，参与实际的设计工作。
　　（3）提升了教学质量，提高了学生学习积极性。
　　采用学习通和项目驱动教学法后，课堂氛围变得更活跃，改善了学生上课打瞌睡现象，学生在完成设计的同时遇到问题也能够主动和同学讨论或者向老师请教，落后的学生怕拖小组后退也表现地更积极向上，优异的学生在指导落后学生的同时也找到了成就感，班级学习氛围明显改善。让学生自己展示设计作品提高了同学们的即兴演讲能力、语言表达能力、逻辑思维能力。
　　3 结语
　　以工程专业认证为指导对单片机进行的教学改革，提高学生的就业水平、综合能力和创新能力。将移动教学平台引入到课堂中，调动了课堂气氛，间接提高了教学质量。以项目驱动的教学方法，不仅给学生拓展思维提供了方法，还提高了单片机课程教学的实用性和趣味性，增强了学生的实践能力和创新能力，使学生熟练掌握课理论知识的同时能与实际应用相结合，提高其工程应用能力及就业竞争力。这种多元化的教学方法和手段同样对其他的课程也有推广意义。
　　【参考文献】
　　[1]许辉，周佳社.基于OBE模式的PIC单片机实验教学的探讨[J].高校实验室工作研究，2018，02：25-28.
　　[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， 41-43.
　　[3]叶茜.基于工程教育认证的单片机课程教学分析[J].无线互联科技，2018：88-90.
　　[4]曹峰，宋小红.基于超星学习通的线上线下混合式教学实践——以《机械零部件测绘》课程为例[J].办公自动化， 2018，23（4）：37-38.
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