《单片机原理与接口技术》混合式教学探索与实践
发布时间：2020-12-27 08:59
在《单片机原理与接口技术》课程教学过程中,为了满足不同层次学生的学习需求,针对不同的教学内容、教学目标,设计了线上与线下相结合、讲与练相结合、虚拟仿真与实体实验相结合、实验箱与"口袋机"相结合的多种混合教学模式,特别是引进"口袋"实验室概念,应用"口袋机"这一便携式实验设备,实现了真正意义上的开放式教学,建立信息化管理系统平台,实现了"口袋机"的借用、归还、预约、续借等管理功能,调动学生的学习热情,让学生"动起来、忙起来",使学生在项目实践中学习和掌握系统的知识体系。
【文章来源】：教育教学论坛. 2019年50期
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
交通灯实验
目前，全国各高校普遍采用单片机实验箱进行《单片机原理与接口技术》实验，实验箱可靠性强，但是实验箱的接口电路基本固定，不具备再开发的功能，不利于学生发散思维的训练，同时受空间和时间限制，实验教学滞后于课堂教学，很难保证学生在有实验激情和创作灵感的时候进行实验、设计与探索。因此在实验和课程设计环节，为了有效提高学生实际动手和创新实践能力，在教学过程中，采用实验箱与“口袋机”相结合的开放式教学方式，打破传统固定实验室空间和时间的限制，调动学生的学习热情，让学生动起来、忙起来，使学生在硬件实验、系统设计和项目实践中学习和掌握单片机的知识体系，培养学生知识综合运用能力和工程实践能力。（1）“口袋机”教学实验系统。为解决传统实验室存在的空间和时间相对固定，不能满足学生随学、随做的需求问题，设计开发了基于“口袋机”的“单片机原理与接口技术”开放式教学实验系统。系统由“口袋机”主机、接口模块、虚拟终端显示微信小程序及借用管理系统组成。学生可以像借阅图书一样，用学生证便可借用“口袋机”和接口模块，在寝室、图书馆、自习室，甚至任何一个可以学习的地方，随时进行学习和实验，完成课程实验、课程设计和创新活动。（2）“口袋机”主机。“口袋机”主机采用“核心板+底板+功能扩展板+虚拟外设”的设计理念，功能可搭配，便于学生实验、课程设计及项目开发。“口袋机”尺寸为135mm×90mm×20mm，体积小，便于携带，功耗低，可以随时随地边学、边练。“口袋机”主芯片采用STCmicro宏晶科技公司IAP15W4K58S4单片机，可以完成发光二极管流水灯控制、红外传感器测距、独立按键控制流水灯以及OLED显示等实验。“口袋机”外形及核心板如图1所示。（3）“口袋机”接口模块。系统共有13个接口模块，包括矩阵键盘与拨码开关模块、16×16点阵显示模块、7段LED数码管模块、电机控制模块、十字路口交通灯控制模块和继电器控制模块，尺寸为100mm×55mm，通过GPIO的A口和B口与“口袋机”主机相连。可以完成矩阵键盘控制、矩阵键盘控制、数码管动态显示、直流电机调速、交流电机PWM调速、智能交通灯和继电器控制等实验。（4）“口袋机”虚拟终端显示微信小程序。“口袋机”底板上设计有Wi Fi、蓝牙、无线射频单元电路，可以通过对应的虚拟终端程序发送信息，在智能手机上显示程序运行结果，即虚拟终端显示功能。使用Wi Fi功能，可以实现“一点对多点”的信息传输，便于教师演示性教学，不受时间、空间和设备限制，可以随时发布教学信息，便于学生实时观察实验结果。智能手机关注“北京杰创永恒科技有限公司”微信公众号，进入“杰创POK虚拟终端”，打开手机蓝牙或接入Wi Fi局域网，“口袋机”上电，搜索附近的“口袋机”设备，连接成功后，进入实验列表界面。以交通灯实验为例，点击交通灯实验，“口袋机”开始运行控制程序，数据通过蓝牙或Wi Fi实时传输到智能手机，显示“十字路口”交通灯的控制场景，如图2所示。（5）“口袋机”借用管理系统。通过“口袋机”借用管理系统，学生使用学生证即可完成借用和归还，实现“口袋机”的借用、归还、预约、续借等管理功能，共享“口袋机”实验设备，随借、随用，打破传统固定实验室空间和时间的限制，使学生在课堂上积极动脑学习，课后有灵感、有想法时就可以拿出“口袋机”做实验，巩固和拓展知识面。图2 交通灯实验
【参考文献】：
期刊论文
[1]SPOC与翻转课堂混合教学模式在通识教育中的应用——以“物联网与社会生活”课程为例[J]. 王婷婷,彭熙,葛非. 科教文汇(下旬刊). 2019(04)
[2]“互联网+”新时代背景下混合形态教学模式构建[J]. 孙娜,刘永良,孙向南. 计算机教育. 2019(03)
[3]新工科下单片机课程混合式教学模式改革探索与应用[J]. 伍龙,苗磊,黄凯峰. 淮南师范学院学报. 2019(01)
[4]基于混合式学习的任务驱动式教学[J]. 陈雅. 中国成人教育. 2017(02)
[5]混合学习的原理与应用模式[J]. 李克东,赵建华. 电化教育研究. 2004(07)
本文编号：2941463
【文章来源】：教育教学论坛. 2019年50期
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
交通灯实验
目前，全国各高校普遍采用单片机实验箱进行《单片机原理与接口技术》实验，实验箱可靠性强，但是实验箱的接口电路基本固定，不具备再开发的功能，不利于学生发散思维的训练，同时受空间和时间限制，实验教学滞后于课堂教学，很难保证学生在有实验激情和创作灵感的时候进行实验、设计与探索。因此在实验和课程设计环节，为了有效提高学生实际动手和创新实践能力，在教学过程中，采用实验箱与“口袋机”相结合的开放式教学方式，打破传统固定实验室空间和时间的限制，调动学生的学习热情，让学生动起来、忙起来，使学生在硬件实验、系统设计和项目实践中学习和掌握单片机的知识体系，培养学生知识综合运用能力和工程实践能力。（1）“口袋机”教学实验系统。为解决传统实验室存在的空间和时间相对固定，不能满足学生随学、随做的需求问题，设计开发了基于“口袋机”的“单片机原理与接口技术”开放式教学实验系统。系统由“口袋机”主机、接口模块、虚拟终端显示微信小程序及借用管理系统组成。学生可以像借阅图书一样，用学生证便可借用“口袋机”和接口模块，在寝室、图书馆、自习室，甚至任何一个可以学习的地方，随时进行学习和实验，完成课程实验、课程设计和创新活动。（2）“口袋机”主机。“口袋机”主机采用“核心板+底板+功能扩展板+虚拟外设”的设计理念，功能可搭配，便于学生实验、课程设计及项目开发。“口袋机”尺寸为135mm×90mm×20mm，体积小，便于携带，功耗低，可以随时随地边学、边练。“口袋机”主芯片采用STCmicro宏晶科技公司IAP15W4K58S4单片机，可以完成发光二极管流水灯控制、红外传感器测距、独立按键控制流水灯以及OLED显示等实验。“口袋机”外形及核心板如图1所示。（3）“口袋机”接口模块。系统共有13个接口模块，包括矩阵键盘与拨码开关模块、16×16点阵显示模块、7段LED数码管模块、电机控制模块、十字路口交通灯控制模块和继电器控制模块，尺寸为100mm×55mm，通过GPIO的A口和B口与“口袋机”主机相连。可以完成矩阵键盘控制、矩阵键盘控制、数码管动态显示、直流电机调速、交流电机PWM调速、智能交通灯和继电器控制等实验。（4）“口袋机”虚拟终端显示微信小程序。“口袋机”底板上设计有Wi Fi、蓝牙、无线射频单元电路，可以通过对应的虚拟终端程序发送信息，在智能手机上显示程序运行结果，即虚拟终端显示功能。使用Wi Fi功能，可以实现“一点对多点”的信息传输，便于教师演示性教学，不受时间、空间和设备限制，可以随时发布教学信息，便于学生实时观察实验结果。智能手机关注“北京杰创永恒科技有限公司”微信公众号，进入“杰创POK虚拟终端”，打开手机蓝牙或接入Wi Fi局域网，“口袋机”上电，搜索附近的“口袋机”设备，连接成功后，进入实验列表界面。以交通灯实验为例，点击交通灯实验，“口袋机”开始运行控制程序，数据通过蓝牙或Wi Fi实时传输到智能手机，显示“十字路口”交通灯的控制场景，如图2所示。（5）“口袋机”借用管理系统。通过“口袋机”借用管理系统，学生使用学生证即可完成借用和归还，实现“口袋机”的借用、归还、预约、续借等管理功能，共享“口袋机”实验设备，随借、随用，打破传统固定实验室空间和时间的限制，使学生在课堂上积极动脑学习，课后有灵感、有想法时就可以拿出“口袋机”做实验，巩固和拓展知识面。图2 交通灯实验
【参考文献】：
期刊论文
[1]SPOC与翻转课堂混合教学模式在通识教育中的应用——以“物联网与社会生活”课程为例[J]. 王婷婷,彭熙,葛非. 科教文汇(下旬刊). 2019(04)
[2]“互联网+”新时代背景下混合形态教学模式构建[J]. 孙娜,刘永良,孙向南. 计算机教育. 2019(03)
[3]新工科下单片机课程混合式教学模式改革探索与应用[J]. 伍龙,苗磊,黄凯峰. 淮南师范学院学报. 2019(01)
[4]基于混合式学习的任务驱动式教学[J]. 陈雅. 中国成人教育. 2017(02)
[5]混合学习的原理与应用模式[J]. 李克东,赵建华. 电化教育研究. 2004(07)
本文编号：2941463
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