基于情境教学的单片机虚拟实验教学系统研究与构建

摘要

随着现代信息技术的发展及教育方式的转变，虚拟实验的设计和开发已成为必然的发展趋势，构建虚拟实验能够弥补传统实验教学中存在的问题，为学习者提供更多地学习锻炼的机会。目前已开发出来的许多虚拟实验案例大都试图最大程度的模拟真实环境，供学习者通过网络对实验科目进行“实际操作”，模拟出来的实验具有较强的专业性和交互性，但是关于理论应用和实践的研究极少，重视了专业性和技术性的完成，却忽视了教学具体实施过程方法和教学设计的研究，造成的现象是懂专业知识的人能操作明白，而不懂专业知识的人却无从下手，这一点恰恰与精品课程所要求的目的背道而驰。
　　为了促进课程设计改革和创新，本文着重从精品课程中的实验教学分析出发，以《单片机原理及应用》课程为例，分析课程性质，试图将教学设计思路融合在实验教学中，结合情境教学策略，通过多媒体技术开发出适合精品课程的虚拟实验教学系统。
　　本文将“基于目标的情境设计”理念应用于实验教学设计中，探讨了在构建适用于精品课程的实验教学设计时应考虑的因素，并选取课程中的基础实验——流水灯实验，设计一堂实验课程，结合教学设计思想，将情境设计策略通过多媒体技术来呈现，开发出单片机虚拟实验系统平台，形成适合精品课程的虚拟实验教学设计，从而有助于促进理论与技术相结合。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 虚拟实验教学背景

1．1．2 单片机实验教学背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 虚拟实验系统研究现状及问题分析

1．2．2 单片机虚拟实验研究现状及问题分析

1．2．3 国内外研究现状对本课题的启示

1．3 研究内容及意义

1．4 论文结构

1．5 本章小结

2 课题中情境教学与虚拟实验教学设计的研究

2．1 情境教学概述

2．1．1 情境教学的含义

2．1．2 情境教学过程设计

2．2 实验教学设计的理论研究·

2．2．1 教学交互理论观点及对本课题的启示

2．2．2 建构主义理论观点及对本课题的启示

2．3 实验教学设计要素的总结

2．3．1 学习者特征分析

2．3．2 基于目标的情境策略设计

2．3．3 “小步骤”试误原理的运用

2．4 本章小结

3 基于情境教学的单片机虚拟实验教学设计

3．1 学习需要分析

3．1．1 学习内容分析

3．1．2 学习对象分析

3．2 学习目标编写

3．2．1 学习目标的整体性

3．2．2 学习目标的灵活性

3．2．3 学习目标的层次性

3．3 教学策略设计

3．3．1 创设情境

3．3．2 自主学习策略的设计

3．4 教学媒体的选择与设计

3．5 学习过程与学习效果的评价

3．6 虚拟实验教学系统的教学设计体现

3．6．1 学习资源呈现方式的选择

3．6．2 实验过程模拟方法的选择

3．6．3 实验系统的构建

3．7 本章小结

4 基于情境教学的单片机虚拟实验教学系统实现

4．1 系统需求分析

4．2 系统开发环境

4．3 数据库系统设计

4．3．1 概念结构设计

4．3．2 数据表结构设计

4．3．3 数据库维护

4．4 系统模块详细设计

4．4．1 课程主界面设计

4．4．2 实验学习模块的实现

4．4．3 在线测试模块的实现

4．4．4 课堂作业模块的实现

4．4．5 信息查询模块的实现

4．4．6 在线交流模块的实现

4．4．7 系统评估模块的实现

4．5 系统测试结果

4．6 系统评价

4．7 本章小结

结论

研究总结

后续研究

致谢

参考文献

附录 网络课程评价指标体系

维度1：课程内容

维度2：教学设计

维度3：界面设计

维度4：技术

攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果