《单片机应用技术》课程线上线下混合教学模式研究

郭鹤

（郑州科技学院，河南 郑州 450064）

高质量教学是每个教育工作者不断探索和追求的目标，随着“互联网+”时代的到来，高校教学模式也逐渐发生转变，线上平台工具与资源的应用已越来越主流地融入了日常教学活动中，线上线下混合教学模式应运而生。2020年由于新冠疫情的影响，全国全面推行线上教学，推动了大批线上教学平台的完善与发展。为了更好地使线上工具与传统线下教学相融合，许多教育工作者对线上线下混合教学模式进行了探索与研究，并达到了一定效果。北京航空航天大学的刘雅静老师提出通过构建以微课为基础线上平台，学生可在课前下载学习实验相关资料，并通过网上预约等方式灵活安排线下实验，以缓解实验室资源紧缺及理论实验脱节问题。广东东软学院的陈桂蓉老师采用课前直播引导学生预习，课中引导讨论并录制编码过程，课后线上布置作业引导复习的方式，实现线上线下教学各取所长，以提高学生学习效率。无锡技师学院的吴诚老师以课前学生的线上表现为依据将学生分组，在线下教学中因材施教从而达到提高学生学习质量的目的。但目前大多数线上线下教学模式是将线上、线下分为了两个独立的阶段，课前和课后采用线上方式，而课中采用线下方式，虽缓解了线下教学的压力，但却将压力加在了课前和课后的线上教学上，这虽可在一定程度上提高了学习的质量，但却降低了学习的效率。因此，如何设计线上线下教学模式实现在不降低学习效率的前提下，提高教学质量具有十分重要的意义。

1 课程背景及现状

1.1 授课对象

《单片机应用技术》课程的授课对象为机械工程学院2018级机械设计制造及自动化专业的学生。我校为应用型本科院校，学生在知识储备方面虽不如一本院校学生丰富，但在性格方面却活泼、大胆、热情，在教学活动中，对于自己感兴趣或听得懂的知识点，会积极响应并主动探索，因此如何使教学活动有趣易懂是提高学习效率与学习质量的关键点。

1.2 课程教学现状与成因分析

《单片机应用技术》课程是一门应用性很强的专业课，其理论知识点多且不易理解。在传统教学活动中，单纯的理论教学枯燥乏味，往往使学生失去学习兴趣，消极上课的情绪逐渐积累。为提高教学质量，作者在从事教育事业的7年中，积极借鉴并探索高质量的教学方式，已取得了一定成果。目前的教学模式采用理论加课堂实验的方式，将传统理论和实验分离的状态进行改进，课堂实验的加入提高了学生的学习兴趣，在一定程度上带动了学生的积极性，在此基础上，改进了理论教学讲解方式，使理论知识点更加容易理解。但课堂教学受多方面因素的影响，且实验本身具多种有不确定性，这导致在有限的时间内，课堂实验难以正常顺利进行，往往出现实验无法完成的情况，这就限制了课堂实验这一提高教学质量的关键因素的作用。

为了在课堂有限的时间内，既完成理论教学又完成课堂实验验证，以达到进一步提高教学质量的目的，现将课堂实验在课堂教学中难以进行因素总结如下。

（1）学生不熟悉实验软件，实验过程中软件设置耗时较长。

（2）由于学生程度不一，为保证学生跟上进度，教师引导实验时常需反复说明某一实验关键点，从而拉长了整体实验耗费的时间。

（3）实验过程中，常出现很多问题，教师分身乏力顾此失彼，在给一组学生答疑的同时，另一组学生处于实验停滞状态，也间接降低了实验效率。

（4）实验结束时，理想状态下，教师需逐组检查实验结果并给出成绩，以鼓励学生，但通常由于实验耗时过长，此阶段常被跳过。

这些因素导致本来应简短的课堂实验需要占用大量的课堂教学时间，这也是有时教师为了保证教学进度而选择放弃课堂实验的原因。

而采用线上线下混合教学模式，结合线上平台工具与线下课堂教学，可辅助教师在有限的时间内，引导学生完成简短的课堂实验，从而达到提高学生学习质量的效果。

2 线上线下混合教学模式的探索

近年来，网络科技发展迅速，它不仅使人们的生活更加丰富多彩，也带来了新一波的教学改革探索，线上线下混合教学模式也随之而来。线上线下混合教学模式并不是单纯地在课前采用线上模式、课中采用线下模式、课后再采用线上模式这样完全将线上线下分离单独进行，这会导致教学活动时间大幅增加，从而使教学效率大幅降低，它应是将线上平台工具和线下课堂教学进行有机结合，以达到提高教学效率与质量的目的。

2.1 线上线下教学模式的资源构建

基于单片机应用课程授课对象的特点，以及目前课程授课中遇到的问题，探索线上线下混合教学模式以实现提高学生学习效率和质量的目的。

首先，线上线下混合教学模式需要课前教师构建线上资源，以作为课堂教学的辅助。本门课程教师构建的主要资源有：

（1）视频资源。教师可在课前将软件设置流程及使用方法录制成视频，同时录制本节课实验流程视频，实验流程视频的重点放在硬件接线方法和程序烧录方法上，视频时长控制在整个课堂实验预留时间的1/4。

（2）课堂讨论区。教师需在线上平台构建课堂讨论区域，以供学生实时发布实验中遇到的问题，教师和学生都可对问题进行解答，从而减轻教师现场答疑的压力，以提高解决问题的效率。

（3）课堂作业。在课程即将结束时，教师在线上平台发布课堂作业，督促学生将本节课完成的课堂实验结果演示录制成视频，将硬件接线拍照，并同程序一并打包上传，教师可在课后对其本次课堂实验结果进行打分。

除此之外，教师还可在课堂理论讲解时利用线上平台工具进行提问并打分以提高学生学习积极性，在课后还可布置线上实验作业等。

2.2 线上线下教学模式实施流程

以单片机应用课程中算数运算指令一节为例，说明线上线下混合教学模式的实施流程。本节课的教学目标是使学生掌握算数运算指令的作用并熟练应用。

（1）课前。在课前，教师利用线上教学平台发布实验软件设置方法及使用流程视频，并发布本节课课堂实验流程视频，以及本节课涉及的知识点。利用平台设置课堂讨论区，并设置课堂作业与发布时间，以公告的形势督促学生自觉预习。但考虑到本校学生的特点，以及学生其他课程的压力，课前预习并不是整节课的重心。

（2）课中。课堂教学是教学活动的重心，在课堂上，教师首先需讲解本节课的理论知识，包括算数运算指令的种类、作用、语法、格式等。在理论讲解过程中可利用线上平台工具进行提问并加分，在了解学生学习情况的同时，增加学生的学习信心。本节课的理论讲解时间计划为60分钟，课堂实验时间为30分钟。在理论讲解结束后，引出本节课课堂实验的目标、实验原理以及如何通过实验验证所学理论，并引导学生跟随线上平台视频资源进行实验，并将遇到的问题发布至课堂讨论区。利用视频资源作为实验流程引导，避免了教师顾此失彼、分身乏力的状况，提高了教学活动的效率。通过线上讨论区进行问题发布，解除了学生小组和小组间的空间限制，使课堂更加秩序井然，提高了学生之间相互解惑的效率，也减轻了教师的答疑压力。

（3）课后。在本节课结束时，教师督促学生演示本节课的实验结果，并将演示视频及试验资料上传至课堂作业，没有完成实验的同学也可在课后继续完成实验并上传。这样避免了教师逐组检查并打分的烦琐过程，提高了教学效率。

2.3 实施效果

为了验证线上线下混合教学模式是否有效可行，本学期对2018级机械设计制造及其自动化专业1班、2班采用线上线下混合教学模式，3班、4班仍采用之前的教学模式。通过统计期末成绩分布，得出1班、2班期末平均得分为78分，3班、4班为76分，期末得分并无明显差距，但通过调查问卷及访谈结果得出，1班、2班学生在课下自主学习单片机的比例明显高于3班、4班。由此证明，线上线下混合教学模式，在一定程度上提高了学生的学习兴趣与积极性，也间接提高了学生的学习质量。

3 结语

采用线上线下混合教学模式进行课堂教学，能够提高课堂实验教学的效率，使课堂实验能够在有限时间内顺利进行，从而使课堂实验环节发挥应有的作用，经过本学期的教学实践证明，此方法提高了教学活动的效率，也提高了学生的学习兴趣与自主性。