信息技术支赋能中职单片机教学

引言

单片机技术是中职电子信息、机电一体化等专业学生必须掌握的核心技能，学完能直接对接工业控制、智能设备开发等岗位，但在传统的单片机教学中，教师大多靠课本讲寄存器、指令系统这些抽象的理论，再用有限的实物实验演示操作流程，这种方式不仅让学生难理解代码和硬件怎么配合工作，而且还会因为实物器材数量少、还容易坏，学生动手实践的机会也少。现在信息技术发展迅速，虚拟仿真、微课、数字化教学平台这些工具慢慢走进中职课堂，给单片机教学提供了新的解决办法。所以，相关人员要深入研究信息技术如何赋能中职单片机教学，让学生更高效地学会单片机技术。

一、信息技术赋能中职单片机教学的优势（一）化解抽象理论难点，降低认知理解门槛

中职单片机课程里有很多抽象概念，像单片机内部结构、I/O 口控制原理、中断系统等，学生只看文字描述和静态图片很难搞明白硬件和软件怎么一起工作。而信息技术能把这些抽象理论变成直观的、能看见的内容，比如用动画展示指令执行时寄存器的变化，用可互动的模型拆开讲单片机内部模块的联系，让学生看见理论背后的运行过程，这种可视化的方式符合中职学生先看具体再懂抽象的认知习惯，能帮学生突破理解难点，降低学理论的难度，避免因为概念太难懂而不想学。

（二）拓展实践教学空间，提升技能训练实效

传统的单片机实践教学会在很大程度上受实物器材限制，一方面学校要花很多钱买单片机开发板、传感器这些设备，而且设备很容易因为操作不当弄坏，另一方面课堂时间有限，学生没法反复练习不同场景下的编程和调试。而信息技术能搭建虚拟的实践环境，学生在电脑上就能完成从编程、仿真到调试的全流程练习，不用担心里器材坏，还能随时暂停、回放操作过程，找出问题在哪【1】。同时，信息技术能打破课堂的时间和空间限制，学生课后也能通过线上平台继续练习，做到课堂实训+课后巩固，切实增加技能训练的次数，提高训练效果。

（三）适配学生学习特点，激发主动学习动力

中职学生大多喜欢动手实践，不爱学枯燥的理论，传统教师讲、学生听的教学模式很容易让学生注意力不集中，而信息技术能结合中职学生的学习特点，设计出互动性强、有意思的教学内容，宣誓用游戏化的任务引导学生编程，用短的微课视频拆解开复杂的操作步骤，用线上讨论区让学生分享自己的编程思路，这种教学方式能让学生从被动听知识变成主动参与学习，激发他们内心的学习动力，让学单片机从枯燥的任务变成有趣的挑战。

二、信息技术赋能中职单片机教学的创新路径

（一）搭建“理论 + 仿真”双轨课堂，破解硬件认知难题

虚拟仿真就是用单片机虚拟仿真软件，先动态演示抽象理论的运行过程帮学生建立认知，再让学生在仿真环境里自己完成编程和调试，把理论知识变成实际操作技能，这种方法不用依赖实物器材，学生能在安全、花钱少的环境里反复练习，重点解决硬件结构难理解、实践操作难上手的问题【2】。以中职单片机“LED 流水灯控制”教学为例，传统教学里教师只能用实物演示最后的效果，学生很难懂代码怎么控制硬件，而用虚拟仿真的方法，教师就要先用 Proteus 软件打开 LED 流水灯的仿真电路，同时展示代码比如用循环语句控制 I/O 口电平变化，运行仿真时让学生清楚看到代码每执行一行对应的LED 灯就会变亮或熄灭，理解软件指令控制硬件动作的逻辑，然后给学生发空白的仿真电路和基础代码框架，布置任务修改代码参数让 LED 灯实现从左到右逐个闪、隔 1秒闪一次两种效果，学生在仿真环境里反复调试代码，遇到问题能随时暂停看变量变化，教师通过教师端实时看学生操作，针对性地指导，当学生完成仿真后分享自己的代码和调试思路，教师总结常见的问题。这样学生既能懂抽象的控制逻辑，又能自己动手操作，学习效果比传统教学好很多。

（二）项目式微课重构，实现“按需学习”

项目式微课的方法就是围绕单片机的核心实践项目，把复杂的实践流程拆成多个短的微课，每个微课只讲一个具体的知识点或操作步骤，再把这些微课传到线上教学平台，这样学生能根据自己的学习进度和薄弱地方需要学哪里就看哪里的微课，自己安排学习节奏，解决传统课堂学生进度不一样、教师顾不过来的问题。以中职单片机“数码管显示数字”教学为例，这个项目有三个难点：数码管硬件连接、段码表编写、动态扫描原理，教师就可以把项目拆成 3 个微课视频，每个 5-8 分钟，分别是《微课1：数码管段选与位选——看懂硬件电路图》用动画标出数码管引脚和单片机 I/O 口的连接关系，《微课 2：段码表编写——让数码管显示 0-9》演示怎么根据数码管亮灭规律写十六进制段码表，《微课 3：动态扫描编程——实现数码管稳定显示》用分步调试的方式讲怎么通过循环语句切换数码管显示位避免闪烁【3】。在课堂上先让学生自己看微课，有疑问可以在小组里讨论或者在线提问，教师针对大家都不懂的问题集中讲，最后让学生结合微课内容在虚拟仿真软件里完成数码管显示项目的编程和调试，课后再通过线上平台回放微课，巩固没学好的地方，这样能让学生哪里不懂学哪里，真正实现个性化学习。

（三）构建“教学—评价—反馈”闭环，实现精准教学

数字化平台能够把教学资源、学习数据和评价功能整合到一起，打造“推资源—跟踪学习—精准评价—及时反馈”的教学闭环，教师通过平台分析学生的学习数据，就准确找到学生的知识漏洞和技能短板，再针对性地推补充资源或者给个性化指导，避免全班用一套方法教，实现精准教学生。以中职单片机“定时器中断控制蜂鸣器”教学为例，课前教师在平台发预习任务，包括定时器中断原理的微课和预习测试题，通过平台数据看学生预习情况，发现多数的学生对中断服务函数编写有疑问，课堂上就重点讲这个知识点，然后在课上让学生在平台提交仿真操作视频和代码，教师通过平台快速看学生作品，标记出典型问题，还选优秀作品在班里展示，课后平台会自动生成每个学生的学习报告，同时推补充资源，教师针对学习报告里显示的基础弱的学生，通过平台私信给一对一指导，帮他们攻克难点。有了数字化平台的闭环支撑，教师能准确掌握每个学生的学习情况，让教学指导更有针对性。

三、结语

总的来说，信息技术在降低认知难度、拓展实践空间、激发学习动力这些方面的优势，很符合中职单片机教学的实际需求。在实际教学中，教师要注意别滥用技术，要结合教学目标和学生需求合理用信息技术，同时也要不断提高自己用信息技术的能力，这样才能真正发挥信息技术的作用，让中职单片机教学更高效，更符合行业人才培养的需求。

参考文献

[1]敬兴海. 浅谈微课在中职单片机课程教学中的应用[J].理科爱好者(教育教学),2020,(04):57-58.

[2]周伟伟,姬五胜,段扬. 虚拟仿真技术在中职单片机教学中的应用[J].职业技术,2019,18(11):96-99+104.

[3]周晓华. 中职单片机应用技术教学研究[J].明日风尚,2018,(13):147.