基于智慧课堂的单片机教学改革与实践

一、引言

随着教育信息化时代的到来，物联网、人工智能、移动互联网等新一代信息技术的迅速发展，在学校教育教学中得到广泛应用，课堂教学数据的采集与处理、学习过程的评价与反馈、课堂互动和课后的个性化辅导等均发生了重要变化，传统课堂教学环境向信息化方向发展，智慧课堂应运而生，并成为当今教育信息化研究的重点。智慧课堂是依据知识建构理论,基于信息化的视角，利用先进的信息技术手段实现课堂教学的信息化、智能化，旨在培养学生具有个性化、创造性学习的能力[1]。在智慧课堂模式下，教师能更好地因材施教、推送教学内容、评价教学双方；学习者能更好地共享资源、互动交流和个性化学习[2]。

单片机课程是大中专院校电子类、机械类、计算机类专业的必修课，是一门集电子技术、计算机技术与自动控制技术于一体的实践性和应用性很强的课程，主要目的是培养具有单片机及相关应用产品设计、分析和制作能力的应用型人才，同时为后续课程（例如嵌入式类、电子测量类课程）的学习奠定扎实的基础。为了提升单片机课堂教学效率，更好实现单片机课程教学目标，本文主要研究如何构建单片机课程智慧课堂，为单片机课程教学提供借鉴参考。

二、单片机课程教学的不足

目前很多院校的单片机课程采用项目式、案例式、虚拟仿真相结合的教学形式，但是仍存在一些问题。第一，教学过程缺少个性化指导，教学方法比较单一。课堂上仍然是老师一人讲解项目任务、项目涉及知识点、项目的软硬件实现等，老师讲完后，学生按照老师的方法操作。教学过程中，老师把知识灌输给学生，不考虑学生是否真正接受，经常会出现老师自己觉得讲得很精彩、很透彻，但是学生却听不懂、学不明白，越听越不想学，最后干脆不学。实际上，不同的学生对不同的知识点有不一样的理解过程[3]，所以真正好的教学方式应当是针对不同的学生应用不同的教学方法，让学生能够进行个性化的学习。第二，创新性不够。目前单片机教学还是以听课、听懂，然后以仿真软件或者开发板上完成老师讲解的项目为主，老师教什么学生学什么，老师让做什么项目学生做什么项目，学生没有去思考、质疑、研究知识的本质，没有归纳、总结学习的过程，没有对知识进行发散思考，这样的学习是被动的学习，谈不上创新学习[4]。第三，考核评价不全面。目前大多院校单片机课程采用的考核方法是理论考试+实验测试+平时成绩。平时成绩主要是根据老师平时的观察给出，这种平时成绩带有老师很大的主观成分，也可能出现以偏概全，客观性、真实性不高。所以这种考核方法难以客观反映学生对知识的掌握情况，难以反映学生实际的动手实践能力，更不能反映学生的创新思维能力，这些与单片机课程的教学计划目标相差较远。

三、基于智慧课堂的单片机教学流程设计

智慧课堂中的“智慧”通常指心理学意义上的“聪敏、有见解、有谋略”和技术上的“智能化”两个不同层面的含义[5]。在智慧课堂上，不仅有老师智慧的教，还有学生智慧的学、师生智慧的互动、智慧的评价。这里把单片机基于智慧课堂的教学流程分成课前，课中，课后三阶段（图1）。

图1 智慧课堂的教学流程

1.课前阶段。常规的课堂教学老师备课包括分析研究将要讲授的知识点，知识点的引入、连贯，设置提问等。学生在课前按照老师指示的内容进行预习，大致了解将要上课学习的内容。学生与老师之间没有互动，学生与学生之间一般也无互动。智慧课堂教学的课前阶段老师除了备课，还要了解学生的学习背景、学习习惯、学习能力等；老师除了指定教材内容要求学生预习，还要在智能教学平台推出与授课内容相关的引导内容，可以是网络链接、文档、视频等，推出教学内容微课，发布预习测试题。学生通过预习课本、视频、微课，在平台的讨论区进行讨论，发出疑问，提出观点，并通过预习测试题目知道自己预习掌握的程度。另外老师可以通过分析学生的讨论、学生的问题、学生做预习测试的得分等情况掌握学生对预习的程度，以便有针对性的设计教学目标与方案。所以，在课前阶段，学生之间、师生之间通过智慧教学平台进行互动。同时，因为学生所有的学习情况在智慧教学平台都有记录和智能统计，也为老师了解学生学习、期末考评和平时成绩提供客观依据。

文章来源：《科学与信息化》 网址: http://www.kxyxxhzz.cn/qikandaodu/2021/0119/963.html