基于单片机课程的线上线下混合教学模式

张婷

（山西大学商务学院，太原030001）

0 引言

2020 年的新冠疫情让教师需要认真思考如何开展教学，如何开展好教学。积极响应“停课不停学、不停教”的号召。

2018 年，教育部提出一流课程“双万计划”，该计划将从2019 年起共评选出7000 门国家精品线下线上混合式“金课”和线下“金课”。本着积极向“金课”靠拢的原则，借着线上平台开展教学的东风，顺利开展了《单片机及应用》课程4 个月线上教学，通过不断的摸爬滚打，认真学习参考了一些国家精品课程资源的授课形式、开展模式、测验模式等，形成了一套较为体系的教学方案，和一套较为完整的线上教学资源，并计划在后续的教学中继续开展线上和线下结合的混合式教学方法。

1 课程资源建设

内容是课程的灵魂，经过多年的线下课程教学总结，单片机课程以项目驱动式开展，并采用ADIE（分析、设计、实施、评价）模式设计项目。通过精心设计的4 个综合项目和12 个子项目[1-3]以及子项目下若干小项目，包含了课程的所有知识点，课程项目划分二级示意图见图1，各个二级项目都进行了进一步二级甚至三级细分。针对课程应用性强以及线上教学看不见摸不着、注意力集中时间短、学习形式单一等特点进行分析、设计出所有项目以及教学模式，并通过项目教学实施，从而反思评价项目以及教学，形成课程的良性循环。

最终形成了一套较为完善的课程资源。包括：课程电子教材、精讲视频、PPT、线上每节课学习任务表、测验题库等。

图1 中，可以看到把课程划分为四个项目，并把项目进行拆解，再对子项目进行细分，这种方法不但有助于知识点精讲，而且很适合线上视频时间不宜太长的特点。以声光音乐灯为例，音乐本身项目式可以实现发光二极管炫彩流动，按键播放音乐，按键实现电子琴并可以显示音符的综合项目。把项目拆解为，点亮一个LED、流水灯、音乐播放器、电子琴四个子项目。四个子项目又进行进一步细化，例如点亮一个LDE 灯拆解为单片机最小系统，单片机I/O 口控制LED 灯亮灭。其中单片机最小系统又可以拆解为单片机内部结构、单片机时钟电路、单片机复位电路、单片机供电等细小知识点。通过拆分，讲解细小知识点，再反向组合、拼凑最终实现综合项目。综合项目实现以后，又可以提出项目拓展，很好地提高了学生主动思考和综合设计能力。

图1 单片机及应用二级项目示意图

2 课程教学方案

《单片机及应用》课程采用“学习通”平台上传资源，管理学生签到、成绩等。腾讯直播进行重难点讲解、答疑，微信作为辅助答疑工具开展教学[4]。

通过课前、课中、课后的“三环六步”上课流程进一步说明教学方案，示意图见图2。

（1）课前

提前5 天发布基础知识点教学资源，并发布学习通“通知”通知学生，灵活应用网上教学优点，学生可以随时随地学习。预习重点已在上一节课最后告知学生，方便学生预习。并在线上电子教案中，说明指明本节预习内容，重难点以及上课流程。

（2）课中

①课前10 分钟，采用学习通或者微信红包签到。为了让学生在家保持精神风貌，可以适当采用拍照等多种有意思的方法进行签到。微信签到作为学习通拥堵时备选方案。

②学生自学视频。知识点视频时间控制在30 分钟左右。

③学生实际操作、完成随堂作业。随堂作业也是在课前5 天随章节发布。该课程应用性较强，在线下上课时也是排在机房，需要增加学生的实际动手操作时间，以及遇到问题分析解决问题的时间。

④主题讨论。在课堂一开始就发布本节课的知识点主题讨论，方便大家在各环节互助，讨论以小组形式进行，先在主题讨论区（或者微信群）生生互相、师生互助提出并解决问题。个别问题个别解决，共性问题统一答疑。

⑤腾讯会议直播答疑。答疑主题讨论后的共性问题，通过选人，抢答和直播平台问卷等形式检查学生在线情况。在直播最后提出下一节预习重点。

⑥反思提升。学生自主完成扩展知识点内容。并可以继续在主题讨论区提问，教师看到问题后及时解答学生提出问题。

（3）课后

课后及时批阅作业，并点评优点缺点。无论是线上还是线下教学，评估学习情况是非常重要的环节。教师可以通过平台清晰的看到学生对知识点的完成情况，完成时间，通过访问高峰时间分析学生学习特点；表扬完成作业积极的同学，提醒未完成作业同学；通过测试的正确率又可以掌控学生对知识点的掌握情况。

总结，总结当堂答疑的共性问题，并在以后的教学环节中提前设置预习、设置重点讲解或者增加习题练习，争取让学生可以简单明了地学会所有知识点。

图2 单片机及应用课程教学流程图

通过众多种数据，可以很好的评估教学效果，从而反馈到线上教学的分析、设计、实施环节，形成教学的良性循环[5-6]。

3 课程思政

“国家兴亡、匹夫有责”，积极响应并严格执行国家各项防疫号召。将课程思政贯穿到教学的各个环节。

每节课注意提醒学生安全防疫，并发送防疫一线正能量链接，注意居家增强体质，增强战胜疫情的信心；机遇与挑战并存，提醒学生利用长时间居家时间查漏补缺，提高自身技术能力；作业发放答案时添加励志图片，并评语鼓励，多表扬，少批评；对少数任务点完成不理想学生进行私聊并发布教学预警提示；线下开学后，精心制作了“开学第一课”防疫快闪PPT。

多方位思政，并根据细化知识点结合现代科技热点提高学生对电子学科的热爱。并建立了课程思政案例库，供学生在相关知识点自己阅读或者教师调用。

4 课程考核及评价方法

过程与结果并重，提倡课堂善于思考，积极提问，互相帮助解答问题。

课程成绩=平时成绩40%+期中测验10%+期末考试50%

（1）平时成绩

学习通平台统计的各项活动、作业成绩，线下开学后仍然利用平台组织评分。

观看视频40%；章节测验30%，客观题在提交后直接由系统判分，主观题由老师批改判分，测验答案在教师评分后可查看；签到5%；课堂互动25%：包括选人、抢答、投票、问卷、主题讨论等。对表现优秀的学生教师也可以手动加分，除了加分机制，还设置了减分机制，例如有的学生选人不在，教师可以手动减分。

（2）期中测验

通过学习通平台完成线上测验。测验时试题从作业库抽取并教师统一调整，测验中包括附加题，综合考察了学生的线上学习情况。让学生对自己的学习情况进行排摸，也让老师整体掌握学生的学习情况从而调整教学安排。

（3）期末考试

严格按照教学大纲及相关要求进行线下期末考试。线下考试也可以借助平台，平台可以方便的自动评判客观题，并且给出考试结果分析。

5 结语

通过线上教学并到线下的转变过程，发现了线上线下的一些问题。

（1）作业测验有重复现象。提出了一般性解决方案，比如操作作业一般让学生提交视频并进行声音讲解，除了避免抄袭能进一步对所学内容进行加强，并能加深对学生的了解。拓展作业，开放性作业也是较为合适的选择，更容易激发学生的学习热情，但是要注意拓展难度不易太大。后续增加作业库，增加单元测验，并区分作业难易等级，随机并分等级选题。

（2）小组讨论形式不够灵活。小组讨论采用在主题讨论区跟帖方式进行，有的小组没看到自己组员的帖子会重新发帖，或者有些重复的问题没有办法进行统计等。后续可根据需求采用ZOOM 分组讨论，或者线下智慧教室分组讨论。

（3）进一步完善课程资源，联系最新社会动态，及时更新课程内容，将课程思政做到教学的具体环节。教学过程要建立平等、和谐的师生关系，注重各个环节与学生的紧密联系，启发式、引导式教学，并注意生生互动。

通过统计，学生线上学习均分76，80～99 分29%，60～79 分68%，40～59 分3%，成绩分布较为理想，视频提前观看率达到40%作业，可见学生对线上学习积极性较高，学习效果较佳。学生对线上视频可重复观看性以及线上活动互动方式反映良好，进一步将线上资源及组织进行延续，在后续的教学中充分利用线上资源以及课堂活动助手，充分发挥线上线下结合的混合式教学方法优势。