基于项目式+混合式的单片机原理及应用课程的教学交流分享

——机械电气与信息工程学院  陈燕燕

    一、明确教学目标和梳理教学实际中要解决的问题 

单片机原理及应用课程是信息类专业的核心课程，学习完本课程，要达到什么样的目标呢？首先要结合学校办学定位、学生情况、专业人才培养要求，明确本课程在知识、能力和素质三个方面的教学目标。一是要能概述51单片机的基本原理、软硬件设计开发流程和调试方法，会设计单片机最小系统；二是能够灵活运用Keil+Proteus软件进行单片机系统设计和开发，具备解决复杂工程问题的综合实践能力和软硬件设计的高级思维能力；三是逐渐养成克服困难、解决困难的态度，培养精益求精的工匠精神和攻坚克难的精神，意识到软硬件工程师的职业责任和使命。

要达到这些教学目标，进一步梳理我们在教学实际要解决哪些问题？

（1）教学内容如何更好的引入前沿技术和特色案例，来破解学生觉得枯燥、死板、抽象、兴趣不浓的问题。

（2）理论与实践相脱节，实践体验感缺乏，软硬件设计思维能力弱，课程与专业的融合度、延续性不够。

（3）在现有混合式教学的多元化评价体系下，如何贯彻OBE理念的持续改进，如何更好地促进学生的学和老师的教。

二、做好教学设计

针对本课程要解决的三大重点问题，该如何进行教学设计呢？

1.内容重构

本课程共有7章的内容，理论课只有32学时，同时配有16学时的实验课，理论课时非常紧张，要学习的内容较多且抽象，实验又是一些偏验证性的实验，那么，如何利用有限学时，来达到预期的教学效果呢？

首先，进行内容重构，将课程内容划分为三大模块，基本I/O口应用模块、外设接口模块和中断系统模块，每个模块又分为三个基本任务和一个拓展任务，最后将三个模块分别整合成三个项目。

2.项目式教学

每个项目由易到难以螺旋递进的方式设置任务点，将理论知识贯穿到每个任务的小项目中去学习，这就将整个课程分成了9个基本任务+3个拓展任务，以模拟+真实的大项目整合的方式进行线上线下双轨项目式学习。

我们以交通灯设计项目为例，课前，主要是线上的启发式学习；课中是线上线下结合的互动深化学习；课后是拓展实践，成果固化。整个教学过程实现了以“学生为中心，教师为引导”，打通课堂内外、线上线下、时间空间，形成多彩课堂。

三、实施线上线下混合式教学

下面我将介绍一下我是如何进行线上线下混合式教学的。

1.线上课程建设

借鉴超星示范包的部分资源进行线上自建SPOC，通过引用+自建的方式构建了线上分层资源。课程安排摒弃了传统的章节顺序的堆积，按照项目-基本任务-拓展任务的递进式结构重构章节。线上资源包括课程微视频、课程配套资料等，在131个视频中，有40个是超星引用超星示范包的，覆盖了本课程的基本理论知识部分，而其余的视频和课程资料则是针对校本学情和项目式教学而进行自建的。包括自制微视频、思政案例、学生优秀作品，每届学生做的优秀作品，都会让学生录制一个视频讲解，放到学习通，供下一届的学生进行学习，同时，每做完一个项目，要求学生画思维导图，对该项目中所学的知识点进行总结，然后把优秀的思维导图放到学习通进行展示。此外，还有丰富的习题库、试卷库、作业库等资源。

2.线上活动

线上可以发布主题讨论、测验、进行答疑、投票，还有思维导图，会挑出几个比较有创意的思维导图，放到线上投票，选出班级排名前五的，给他们加学习积分。另外，每一次的线上课都会有考试，检验学生线上课学习效果。

关于作业的发布，因为客观题在平时的章节测验、线上课考试当中已经做过了，我只布置项目式的主观题。分为两种，一种是个人任务，就是对所有项目设置的仿真任务，让学生完成电路仿真和程序编写，要求以匿名的方式提交，然后由学生进行互评，一般设置一个学生评价2个学生的作业，取平均分，同时为了防止学生乱打分，最终成绩由互评和教师评价共同组成。

另一种是分组任务的作业，每个项目的拓展任务，我们是以分组任务的方式来完成，学生在完成各自仿真任务的基础上进行实物的制作和焊接，并将小组的电路板拼在一起，完成提升要求的功能，呈现小组合作的作品，通过学习通提交和上传，最终分数由自评+组内互评+组间互评+教师评价组成。

3.线下活动

线下教学，主要有教师授课、翻转课堂、项目分享、小组讨论、动手实践等环节组成，我们可以在线下课堂教学中结合线上活动一起进行。

4.多元化过程考核

在成绩考核方面，构建了多元化的考核评价体系，课程总成绩由过程考核（60分）+期末考核（40分）组成，减小了期末考核所占比重。其中，过程考核包括线上课成绩（20分）和项目成绩（40分），线上课成绩除了4次线上课的学习数据之外，学生利用课外时间进行学习的线上数据也纳入线上课成绩，项目成绩就是布置的两种作业，个人任务和分组任务。最终的过程考核成绩由学习通导出。