如何利用信息化手段提高教学质量

摘要：本文介绍了《单片机原理与应用》课程特点，提出利用虚拟化教学环境，提高学习效率；将单片机的知识点碎片化，建立可视化的教学资源供学生自主学习；建立学习互动平台，反馈学习效果；改进考核环节，提高学习兴趣。

关键词：虚拟教学环境，可视化教学资源，学习互动平台

《单片机原理与应用》课程是电子信息类专业课程，包含了单片机硬件、软件编程、串行通信及接口技术。要学好《单片机原理与应用》这门课程，需要学生有扎实的电子电路分析、C语言编程及传感器应用基础，并且需要学生有很强的动手操作能力及分析能力。为了让学生更有效更深入学习《单片机原理与应用》课程，授课教师需要对教学方式进行改革，在课堂教学中根据实际需求实施信息化教学手段。下面以《单片机原理与应用》课程为例，结合职业教育的特点和课程标准要求对新教学模式作如下探讨：

1充分利用虚拟教学环境提高学习效率

《单片机原理与应用》课程在很多教材中都用汇编语言来实现程序设计，教师也把很多时间花在汇编指令的讲解上。汇编语言有着语言简洁、运行速度快、效率高等优点，但是同时单片机汇编程序编写和调试复杂、不可移植、开发效率低的缺点。目前，企业公司在单片机开发项目上大部分使用C语言编程，C语言在功能、结构、可读性和调试维护方面上明显优于汇编语言。为了将课堂内容更好的和企业项目融合，让学生能更快的适应企业，单片机教学引入C语言教学。单片机教学采用C语言编程，就要介绍Keil软件，它提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，还可以看编译生成后的编译代码，生成的汇编代码很紧凑，非常容易理解，体现了高级语言的优势，学生只要有C语言基础、对单片机硬件了解就可以进行项目设计开发。如果要求学生完成整个开发过程，首先需要进行硬件电路设计，然后要按照电路要求购置元器件、焊接电路，最后进行调试，调试过程中还要求许多辅助的仪器设备。虽然Keil也可以进行硬件仿真和纯软件仿真，但是Keil是没有单片机电路的，所以无法实现器件的工作状态。因此，在这里介绍一种与Keil配合使用的仿真软件Proteus。它是是目前比较好用的单片机及器件的仿真工具，提供了大量的仿真元器件和设备（包括各种单片机芯片），有各种调试工具、虚拟仪器、显示设备，学生利用这些工具可以很快设计出各类电路。在单片机教学过程中，可以根据课程项目要求，将项目任务布置给学生，学生在Keil软件中按照要求进行程序设计，然后在Pro-teus仿真软件中进行硬件电路设计，最后验证程序能够在硬件中实现其要求的控制功能，只需要将在Keil软件中设计的程序生成的Hex文件加载到Proteus软件搭建的硬件仿真电路中去，然后执行，就可以观察到仿真的现象。Keil和Proteus软件结合建立单片机学习的虚拟教学环境，充分利用各自的仿真优势，让学生在项目开发过程中让软件调试和硬件设计更加便捷高效，降低开发成本，提高学习效率。

2建立可视化、颗粒化的教学资源，让学生能够自主学习

《单片机原理与应用》课程采用项目化教学，将实际工程案例贯穿项目中应用到课堂教学中去，教师会根据项目所需掌握的知识点先进行讲解，然后让学生自主学习完成项目。项目化教学在实际操作过程中，可以将一个项目的知识点碎片化、颗粒化。通常学生对于枯燥的文字学习兴趣不大，如果没有老师针对性讲解，有些学生理解这些小知识点也很困难，所以需要对这些颗粒化的知识点进行可视化资源库建设。针对操作性强的重复性的知识点，如Keil软件的安装与开发环境的使用，Proteus的使用以及文件烧录的过程；可以将操作过程录制成微视频或者制作成动画，配以简练易懂的语言进行讲解，制作成二微码链接放在项目任务书中；对于理论性知识的讲解，如单片机最小系统、定时器/计数器、外部中断、串口通信等，要将讲解内容更加细化，配以图片、视频、动画及教师讲授，让整个课堂更直观，更生动；对于项目实施内容部分，可以将整个过程以项目任务书形式发放给学生，任务书内容包括学生需要掌握的知识点，需要完成的任务等。所有这些可以制作成教学资源库放在开放的学习网站上供学生自主学习，提高课堂学习质量。

3建立互动平台，反馈学习效果

教师在课堂上了解学生学习情况是片面的，教师认为简单的知识点，学生可能掌握的不好；教师认为学生难掌握的知识点是否具有普遍性；学生是否全部掌握了所有的知识点，还是部分学生掌握了所有的知识点，大部分学生掌握了哪些知识点。对于类似这些问题，教师可以借助互动平台，搜集学生反馈的信息，研究学生反馈的内容，可以帮助教师更有针对性地设计教学内容，提高教学质量。

4改进考核环节，旨在提高学生学习兴趣

教学的宗旨在于提高学生的学习兴趣，能够让学生自主学习。单片机开发项目种类繁多，教师不可能将所有知识讲完，学生在学习的过程中，要掌握单片机开发的流程，有单片机开发的思维，有学习单片机的兴趣，学习的目的就达到了。传统的考核环节给大部分学生增加了学习的压力，并且陷入填鸭及死记硬背的怪圈。结合新的教学方法和单片机课程的特点，考核环节以项目化考核为主，将一个项目的实施分工细致，如项目设计步骤、项目操作步骤、项目调试步骤、项目总结等，每步给相应的分数，并且根据完成的质量来考核。结束语《单片机原理与应用》课程采用KeilC51+Proteus虚拟教学平台，利用丰富的教学资源，有活跃的互动平台和人性化的考核方式，学生在这样灵活的教学方式中，提高了学习兴趣，课堂变得活跃有趣，成为真正学习交流的地方。

作者:李一平 单位:武汉铁路职业技术学院

参考文献

[1]许超,吴新杰,张丹.基于Proteus和Keil的单片机课程教学改革[J].辽宁大学学报:自然科学版,2011,38(1):27-29.

[2]曾成,伍萍辉.基于虚拟硬件环境的单片机原理与应用试验开发[J].实验技术与管理,2011,28(2):91-93.

[3]赵月静,陈继荣,张永弟.单片机原理与应用课程创新时间教学改革[J].实验技术与管理,2013,30(1):176-179.

[4]王志强,管恩京,巩秀钢,韩慧.高校的混合式CDIO教学———以“高校单片机原理”课程为例[J].现代技术教育,2016,26(1):113-119