根据新冠肺炎疫情防控的需要,为保障“停课不停教、停课不停学、停课不停训、停课不停赛”工作落实到位,我校智能制造学院始终坚持以学生发展为中心,创新教学模式,打造疫情金课,其中《单片机原理及应用》课程是我校机电一体化及机械制造与自动化专业的专业核心课之一,具有很强的应用性、设计性和实践性。主要基于单片机应用系统开发过程,采用89C51单片机为研究对象,讲述了单片机系统开发方法及各中断源功能与应用,剖析了接口电路设计及程序设计等方面。
该课在授课过程中注重工程应用能力训练,以够用为原则,通过项目驱动引导教学,采用protues进行虚拟仿真,以案例学习为引导,通过项目驱动进行训练,从而将零散的知识信息编织成完整的知识结构体系。
一、教学思路
为了增强学生对专业知识的兴趣,提高学生理论联系实际的能力,本课程将教学资源多样化,在超星平台上建成并完善理论教学、实践教学、文档、配套学习视频等资料,方便学生在线学习。
1、理论教学环节
理论教学中设计了主题讨论、课中测试题、章节测试题、课后作业题、课程PPT与书本配套资源库学习视频。将课堂学习、课后巩固作业有机结合,巩固所学知识。同时使用自学探究法,布置课后预习作业,让学生课下准备,使学生带着问题听课,提高效率。
2、实践教学环节
(1)结合疫情热点加深行业了解,同时融入思政元素
以实际案例促进学生学习的兴趣,同时培养学生爱国情怀,例如在设计单片机最小资源应用——霓虹灯设计章节时,分享网上搜索近期疫情相关的测温设备报警状态的视频,点阵章节时结合时下“共同战‘疫’我的同乡英雄”等进行导入课程设计;在学习蜂鸣器的时候,结合疫情,制作祝你平安等项目设计。
(2)使用迁移学习法,用旧知识解决新问题
部分实验会设置思考题与提高题,从而提高学生逻辑分析能力,培养职业能力,使学生变被动为主动学习。
(3)上传仿真演示录像,监督学生完成实验
通过学习通、QQ 群、班级小管家小程序等对学生进行指导,学生完成实验后将实验运行结果、仿真演示结果以录像方式上传给任课教师检查。
图1 班级小管家作业
二、教学应用效果
1、实现多平台线上教学模式
基于超星泛雅平台,利用超星平台上传本课程教学资源,以超星平台录播课程作为主要授课手段,群聊交流互动为辅助学习手段,直播答疑为补充性手段。
采用了“吸引-激发-拓展”课堂教学模式。将实践项目融入课堂,进行项目驱动式教学。课堂实施过程首先创设情境,导入新课,通过学生熟悉的实例激发学生求知欲,充分调动学生积极性;教师仿真或网上实物演示视频引入教学项目;课堂上采用启发式、交互式教学法对项目分解,任务化;根据任务对教学重点难点详细讲解;最后获取知识,总结归纳。
采用腾讯会议、QQ群等途径的直播课指导学生进行在线项目开发和实践。其中腾讯会议进行在线视频学习,可以更好地了解学生的学习状况,同时方便师生互动。也可以进行弹幕聊天,方便及时解决学生的问题,不定时的在线提问方式可以抓住学生的注意力,检验学生阶段性的学习效果,帮助教师的教学方案及时进行调整。
图2 本课程在超星泛雅平台的主页
图3 本课程在直播讲授课程的界面
2、完成线上仿真辅助教学
该门课程操作性较强,在条件和设备都十分有限的情况下,采用线上仿真辅助教学。学生基于Proteus虚拟仿真软件平台完成课程内容的仿真训练以及项目设计的电路仿真调试。
图4 使用Proteus软件平台进行电路仿真模拟运行
3、任务驱动,项目引导
创设学习情境,利用虚拟仿真,采用案例学习引导。工学结合,以任务为驱动,引导和促进并行。将课程知识模块融入到应用项目开发的实战式设计中,指导学生学做相融。同时积极引导学生进行程序修改与思考,加深学生对程序的理解。
图5 项目化学习过程
4、多元化考核方式
设计线上课堂教学测试、课后作业、课程设计等项目化考核环节,基于仿真实验软件系统以学生实际运行效果评定各项成绩。
图6 多元化考核方式
5、教学反馈及跟踪
(1)课程内容线上学,数据分析“后进”催。
教师查看学生在线学习数据的记录,及时督促“后进”学生,并将学生名单备案,在线上课堂中作为重点提问、师生互动和随时随机提问的对象。
图7 发布线上自主学习内容
图8 腾讯会议授课根据系统在线学习数据进行提问环节
(2)课堂项目预先备,“改进”“反馈”精准推。
制作线上课堂的项目开发任务,让学生在课前进行方案准备。教师批改学生作业,在线反馈学生作业完成情况;对于共性问题,提醒学生关注学习相关视频,或补充录制微课视频,上传到班群或针对个人单独讲解,推送给相关学生观看学习。
图9 利用线上学生过程性学习数据实施差异化教学
(3)学生评价周汇报,反思改进是精髓。
学院每周都会定期要求学生进行周教学评价汇报,根据汇总上来的数据进行反思使用的教学方法是否合适、是否需要调整,积极改进。
图10 第7周与第8周的教学评价数据
图11 部分学生与学生家长的反馈
三、课程教学收获与思考
有教育专家表示:“疫情过后,学生会出现明显的两级分化。”为此,我们需要及时关注学生的线上学习数据,分析学生的线上学习行为,甚至考虑适当多地安排一些在线测试,抓一抓“现行”,在平时线上教学过程中盯牢几个“典型”,灵活安排各种形式的教学手段,实施差异化教学,才能有效地推进课程线上教学。
图12 本课程学生的学习进度统计