基于“互联网+”与虚实一体化的单片机教学模式研究

丁帅 麻晓飞 陈燕慧 孙雪梅

摘要：随着电子技术以及互联网的高速发展，信息化教学手段在高等教育中扮演着重要角色。为解决高等学校单片机教学中存在的人才培养与企业需求的矛盾及学生学习兴趣不高、教学方式单一等诸多问题，本文提出“互联网+虚实一体化”的教学模式，并对该教学模式在单片机教学中的应用进行了探索。通过构建该教学模式，对单片机教学进行改革和实践，在“互联网+”背景下提高单片机的教学质量。

关键词 单片机 互联网+ 虚实一体化 教学模式

0引言

单片机是机械电子、自动控制和电子信息类专业的一门重要基础课程，具有很强的应用性和实践性，并且技术更新较快。目前，国内许多高校大多采用实验箱进行单片机实验教学。基于实验箱的单片机实验，虽然硬件资源丰富，但缺少相应的灵活性，学生只能按照规定的步骤完成有限的实验项目，很难进行个性化设计性实验的拓展与开发。

“互联网+”是利用互联网平台，利用信息通信技术， 把互联网和包括传统行业在内的各行各业结合起来，在新的领域创造一种新的生态。“互联网+”时代是新一代信息技术蓬勃发展的时代。“互联网+”时代知识和信息的高度流通、融合，为开展适合强调全面素质教育的新课程改革的单片机教学模式提供了强有力的技术支撑。利用“互联网+教育”的教学模式，可以解决一些原来不好理解和学习的问题，互联网上提供了海量的优质教学资源，引导学生利用这些资源加深理解、丰富知识，组建兴趣学习小组或者协会，参加技能竞赛等方法可以帮助学生理解枯燥的知识，锻炼动手实践能力、开发研究能力。

“互联网+教育”时代将改变和影响我们的教育，对传统的教学模式产生了巨大的冲击。本文结合传统的高校单片机课程，研究“互联网+”时代下的课程改革与建设，激发学生学习兴趣，调动学习的积极性和主动性，课内课外全身心投入，增强学生的自学能力和创新能力，达到很好的教学效果。这要求我们，必须紧跟时代发展的潮流，对互联网在单片机教学模式中的应用进行深入的研究。

1单片机课程教学现状

1.1教学内容空泛

现阶段，在借助互联网技术进行单片机教学时，内容涉及到通信学、电子工程、自动化等多个领域，专业化有所缺乏，体现了当前互联网技术在单片机教学应用过程中内容空泛的问题。学生在学习过程中，也常常由于内容过于冗杂，而使得专业素质得不到有效的提高。

1.2实践教学力度不足

互聯网技术应用于单片机教学，主要由理论教学和实践教学组成，二者都是不可缺少的部分，但在实际教学过程中，很多学校都将理论教学作为单片机教学应用互联网技术的重要内容，而忽略了实践教学的开展。很多时候，理论教学都成为了单片机教学应用互联网技术的首要任务，学校将至少90%的时间花在理论教学上，而对学生实践能力的培养却有所忽视，导致学生理论知识丰富而实践能力不足的现象出现。

1.3教学方式缺乏创新

长期以来，单片机教学应用互联网技术，常常采用固定的模式，缺乏一定的创新。在教学过程中，以C语言和汇编语言为主要的编程教学内容，按指令、程序和辅助项目的固定教学顺序进行教学，教学系统一成不变，与日益变化的单片机教学目标不相吻合。大多数的学生都惯用同一种思考方式，创造性思维不足，使得互联网技术无法在单片机教学中发挥应有的作用，单片机教学改革无法获得全新的突破。

1.4教学观念稍显落后

受传统观念的影响，互联网技术应用于单片机教学时都以课堂教学为主，强调通过课堂提高教学的有效性。但很多时候，教学的效果并不理想，学生在学习过程中都感受到了枯燥无聊，对单片机学习的兴趣不足，导致教学效果不理想。

2互联网技术在单片机教学模式中应用的有效策略

2.1应用“虚实结合、软硬结合”的开放式实验教学模式

在实践教学过程中教师利用计算机仿真搭建虚拟环境，使学生在学习过程中能够身临其境，增强学生对事物的理解，提高学习兴趣，帮助学生积极参与学习，提高教与学的互动效果。针对刚接触单片机技术的学生，因为无相关的专业工作经验，所以缺乏对单片机的了解。在电子技术基础薄弱的情况下，学生在书本或网络学习平台上看到的单片机及基于单片机技术开发的电子产品时，很难想象单片机技术与普通的数字电子技术之间的差异，教学效果不显著，教学质量差。为此，教师在单片机技术教学过程中融入虚拟现实技术，采用动态模拟和虚拟仿真等方式，帮助学生认识单片机的结构和工作原理，使学生全面了解单片机结构，激发学生学习单片机的兴趣。

在单片机教学过程中进行虚实结合，即在教学过程中既要进行虚拟仿真又要进行硬件电路实训。在讲单片机实例时可以先用仿真软件仿真，这样学生可以有个直观的了解，然后进行硬件实训时不至于脱节，对于硬件实训过程中遇到的问题也容易对症分析。

2.2重视实践教学，提高学生的实践能力

结合互联网技术的单片机教学有效性的提高离不开实践教学，仅依靠理论教学如同纸上谈兵，因此，学校应当将实践教学放在与理论教学平行的高度上。

（1）加大网络建设，提供开放平台。在不断的教学实践中，开发教学实验系统、单片机实践教学系统，把大量的教学资源放到网站上，供学生自主学习。同时开发自测系统，在学生学完一章内容后，都可以在网上进行自测;课程学完后，也可以进行整体测试，同时显示测试成绩与纠错答案。通过网上的阶段式和整体式测试复习，使学生达到反复训练学习的效果，巩固了所学的内容。

（2）加大校企合作的力度，通过与有关企业的合作，为学生提供一个可以锻炼自己的实践平台，并且，为培养符合企业要求的社会优质人才做铺垫，当然，这也要求学校在选择合作企业的过程中，必须结合学生的具体实践需求和学习特点确定合适的合作对象，而不是来者不拒，脱离学生谈校企合作。

（3）学校在安排单片机教学进度的过程中，应当分配给实践教学足够的时间，正确认识到实践教学对于单片机教学的重要性，在理论教学过程中适当穿插实践教学，让二者共同进步，最终促进学生的全面发展。

2.3对应用互联网技术的单片机教学方式进行创新

在单片机教学过程中应用互联网技术，很重要的一点是对教学方式进行创新。

（1）可以适当设定情境，比如，在讲解SPI接口，可以设定企业应用SPI通信的情境，将应用的各种细节呈现于学生面前，以帮助其更好地理解。

（2）教师可以与学生互换身份，让学生充当教师在讲台上讲课，而教师则坐在台下充当学生听课。让学生通过认真的“备课”充分理解教学内容，同时，在上课的过程中加深对所教内容的记忆并提高学习兴趣。而坐在台下听讲的教师要适当给予学生合适的建议，并对学生的讲课表现予以充分的肯定。通过这种创新的模式提高互联网技术在单片机教学改革的应用效果。

3结束语

互联网技术在单片机教学模式中的应用，是时代发展的重要趋势，研究互联网技术在单片机教学模式中应用的有效措施，是顺应时代发展潮流的表现。在单片机的教学过程中，将“互联网+”技术与单片機教学相结合，将“教与学”“练与做”很好地融合，使学生掌握基本知识和操作技能，并将关键的“互联网+”技术融入进去，培养学生分析解决实际问题的能力。将“教、学、做”定为“互联网+”时代工科学科如单片机、嵌入式教学的教学理念，树立培养出更多实用型工科人才的教学目标。最终，学生将跟上“互联网+”时代信息技术和互联网技术发展需求，为学生科研深造和未来的工作提供很好的前提保障。

参考文献

[1] 丁保华，张有忠，陈军等.单片机原理与接口技术实验教学改革与实践[J].实验技术与管理，2010，27（01）：117-119.

[2] 朱敏杰，罗珩，余亚东.改革单片机教学培养应用型人才[J].实验室研究与探索，2012，31（02） ：144-147.

[3] 赵月静，陈继荣，张永弟.单片机原理及应用课程创新实践教学改革[J].实验技术与管理，2013，30（01） ：176-179.

[4] 李星星，张开洪，张颖.单片机课程实践教学改革与创新[J].当代教育实践与教学研究，2017（06） ：167-185.

[5] 顾娜，季肖枫.应用型本科单片机技术课程教学改革[J].中国冶金教育，2016（01） ：72-74.

[6] 胡翼，邵李焕，高惠芳.单片机系列课程教学及实践的改革和探索[J].杭州电子科技大学学报，2016，12（01） ： 75-78.