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摘 要:《嵌入式系统设计基础》作为理论与实际结合、知识与技术兼备的综合性专业课程,在仪器相关专业的 课程体系中占据了重要的地位。本文针对2020年新冠肺炎疫情防控期间高校教学受到局限的问题,借鉴世界名校 课程体系,对基于超星学习通和钉钉平台的“停课不停教”模式下的嵌入式课程建设进行探索,充分考虑线下与线 上课程差异,利用在线教学平台的优势打造具有本校特色的嵌入式在线课程,助力学生成长为嵌入式系统研发领域 的优秀人才,对于信息化时代网络技术与工科课程的深度融合具有重要借鉴意义。
关键词:嵌入式;停课不停教;课程建设
本文引用格式:李肃义,李凤,边江.“停课不停教”模式下的嵌入式课程教学模式探索[J].教育现代 化,2021,8(36):1-5.
Exploration of Embedded Course Teaching under the Mode of “Suspension of Class but Non-stop Teaching,'
LI Suyi, LI Feng, BIAN Jiang(School of Instrument Science and Electrical Engineering, Jilin University, Changchun Jilin)
Abstract: “Basis of Embedded System Design”,as a comprehensive professional course combining theory and practice, knowledge and technology, occupies an important position in the instrument-related course system. In this paper, aiming at the problem of the limitation of college teaching during the prevention and control of COVID-19 in 2020, we learn from the curriculum system of world famous schools, and explore the construction of embedded courses under the mode of “Suspension of Class but Non-stop Teaching” based on the Chaoxing and Dingding learning platform. Considering the difference between offline and online courses, using the advantages of online teaching platforms to create embedded online courses with the characteristics of school, helping students to grow into excellent talents in the field of embedded system research and development. And it has important reference significance for the deep integration of network technology and engineering courses in the information age.
Keywords: embedded; non-stop teaching; course construction
一 引言
2020年新冠肺炎疫情爆发,全国高校的教学活 动受到了严重影响。对此,教育部于2020年2月4 日提出了《关于在疫情防控期间做好普通高等学校 在线教学组织与管理工作的指导意见》,意见指出全 国高校应充分利用网络资源,积极开展线上授课与 线上学习等网络教学活动,保证学生学业不受疫情 影响心。
嵌入式系统课程作为一门理论与实际结合、知 识与技术兼备的综合性专业课程,在仪器相关的专 业课程体系中占据了重要地位。本文在疫情防控期 间教学受到局限的背景下,提出了基于超星学习通 与钉钉平台的嵌入式课程在线教学方案,充分利用 多样化的网络教学资源,打造了新型互联网模式下 的具有本校特色的嵌入式精品课程。本文首先阐述 了嵌入式线下课堂到线上课堂的模式转换,然后详 细介绍了基于超星学习通与钉钉平台及利用上述平 台进行嵌入式网络课堂的构建过程,最后对“停课 不停教”模式下的嵌入式课程建设进行了总结,为疫情防控期间教学进度和教学质量的保证打下了理 论基础。
二线下课堂到线上课堂的模式转换
吉林大学《嵌入式系统设计基础》课程是测控 技术与仪器专业、电气工程及其自动化专业本科生 的专业学科基础课,该课程内容深、知识面广,为 培养高端嵌入式人才而设置。其课程特色可体现在 理论知识丰富、实验实践项目与理论知识紧密结合 以及具备“多方位广角度”的课程考核机制等方面。 针对嵌入式拔尖人才的培养,吉林大学还开设了与 基础课程配套的嵌入式荣誉课程。与普通课程相比, 荣誉课程新增了项目设计内容,培养了学生运用所 学知识与技术开展系统综合设计、创新实践以及工 程实践的能力。
嵌入式线下课程教学主要由理论课 堂和实验操作两部分组成,受到新冠肺炎疫情影响, 教学进度无法按照原定执行。完成线下课堂到线上 课堂的模式转换,并将课程特色融入线上课堂,有 助于教师和学生在有限的教学条件下完成高质量的 学习任务。
理论课堂教学采用课程直播的方式。教师可以 在多种网络平台中上传电子教材和课件,学生根据 教师上传的相关资料进行在线学习;实验操作部分 的核心问题在于缺少硬件设备。对此,学生可以充 分利用计算机资源,配合理论知识进行实验的模拟 仿真,正常开学后再进行实际实验的对比。其中8 位和32位处理器的软件编程以及在线调试可以通过 Keil平台实现,结合Multisim和Proteus等硬件电路 仿真软件,最终完成软硬件的联合调试。通过总结 仿真实验的调试过程并形成相关报告,与疫情期后 利用实际硬件电路进行实验的结果对比,锻炼学生 的错误判断与分析能力。
对于考核机制,将线下考核活动延伸到线上课 堂,在网络平台中进行课堂提问、章节测验、作业 和考试等环节,通过将电子成绩存档并制定线下课 堂到线上课堂的学分转换制度,使学生的学习成果 得到公正的评判和记录。
对于嵌入式荣誉课堂,同样可以参考基础课堂 的网络学习方式,鉴于嵌入式荣誉课堂与普通基础 课相比还新增项目设计的内容,学生可以首先在网 络上进行项目设计的前期准备工作。通过网络调研 等方式进行自主选题,然后分析项目实施的可行性, 进行完整的方案论证并形成开题报告和PPT等文件, 教师和学生可以通过直播或线上会议的方式进行项 目讨论及项目汇报。
三网络学习平台介绍
通过文献查阅以及网络新闻等方式调研,选择超 星学习通和钉钉平台进行线上嵌入式课程的构建[4-6]o 其中超星学习通用来实现课程资源的共享、课堂 活动的发布等功能,利用钉钉平台进行网络课程 的直播。下面分别对超星学习通和钉钉学习平台 进行介绍。
(-)超星学习通超星学习通是一款在大数据环境下应用的可以 实现课程资源云共享、课堂互动和课堂教学评价等 功能的学习软件[7-10]。和其他同类产品相比,超星学 习通具有学习资源丰富、教学系统完备以及交互性 强的优势[11]。利用超星学习通,学生可以随时随地 利用手机或电脑进行线上学习。超星学习通平台的 功能框图如图1所示。
超星在线课堂分为教师端与学生端两种模式, 在教师端可以进行学生成绩和学习进度等内容的管 理,在课程内容板块中可以上传课程视频和章节测 验,为了更贴合课堂实际情况,超星学习通还设计 了课堂活动功能,支持学生进行在线签到以及课堂测试等。教师可以在资料板块中发布课件以及教材 等学习资料,同时还可以发布作业和考试,并为学 生进行在线答疑。学生端则可以在课程内容板块进 行视频学习并记录相关知识点,针对课程内容对教 师进行线上提问或与其他同学讨论,参与多样化的 学习活动,下载学习资料以及完成并提交老师发布 的作业和考试等。
(二)钉钉
钉钉是一款针对线上沟通与互动功能进行开发 的多端平台,支持PC版、Web版和手机版[12-13]o 根据不同的沟通需要,还可以建立普通群聊、企业 群聊和班级群聊等不同聊天室,支持在群聊中进行 直播和视频会议等。和其它同种类软件相比,钉钉 平台的服务器强大,网络延迟少、直播不卡顿,适 合用来在疫情期间进行课程的直播教学。教师在班 级群中发起直播即可与学生进行屏幕分享,学生可 以在课程直播途中发起连麦申请向老师提问或回答 问题,除此之外钉钉还支持直播回放,有助于学生 的课后复习,多样化的课堂互动可以激发学生学习 的主观能动性。经过实际测试,采用钉钉平台进行 嵌入式课程的直播,可以达到良好的课堂效果。
四基于超星学习通与钉钉平台的嵌入式课 堂构建
疫情期间建立嵌入式网上课程不仅需要向学生 传授课本基础知识,还需要充分考虑《嵌入式系统 设计基础》的课程特色并将其融合到网络课程中, 建立起以学为中心,以兴趣为驱动力的课程理念, 激发学生学习积极性,为学生毕业后从事相关生产 和研究工作奠定坚实的理论与实践基础。下面对基 于超星学习通和钉钉平台的在线课堂构建过程进行 详细介绍。
(-)在线嵌入式课堂构建过程
基于超星学习通与钉钉学习平台的嵌入式课程 构建流程图如图2所示。构建流程包括六个部分:创建课程及学习班级、 上传课程资料、在线课程直播、布置学习活动、布 置作业及考试以及学生成绩评定,下面对课堂构建 过程进行具体介绍。
1.创建课程及学习班级
仿照线下教学过程,线上课程同样以班级为单 位进行各项学习活动,因此需要在超星系统以及钉 钉中建立嵌入式课程及学习班级。对于超星学习通 平台,首先由授课教师创建账号,在平台首页建立《嵌 入式系统设计基础》课程,根据选课名单在课程内建 立学习班级并将对应的学生账号导入,学生即可在超 星系统内开始嵌入式课程的学习。对于钉钉平台,同 样创建账号,建立嵌入式班级学习群,可以利用搜索 账号或分享群二维码方式将选课学生拉入群聊。钉钉 班级群中的群员可被划分为学生及教师两种身份,更 有助于网络课堂的教学管理,同时学生还可以选择单 独查看教师发言,防止错过重要消息。
2.上传课程资料
教师在超星系统中上传相关课程资料,有助于 学生进行课前预习和课后复习。教师可以在超星系 统的课程首页中建立课程目录,并向章节内容中添 加文字描述、课件、视频、章节测验以及文档等学 习资料,通过在不同章节中设置多项任务点,提醒 学生完成课程内容。另外在超星系统的资料板块下, 还可以添加多种文件格式的课程资料,上传资料的 方式支持本地上传、云盘资源、在线网址、在线图书、 在线视频等,考虑到如电子版教材等学习资料的版 权问题,教师还可以设置只允许学生在线观看、不许下载。
3.基于钉钉平台的在线课程直播
教师可以在钉钉平台中以在线课程直播的方式 实现理论课堂的教学[14],使学生在嵌入式系统设计 的基本知识、基本方法和基本技能等方面受到较系 统的训练。教师首先在钉钉群聊中发起群直播,然 后选择屏幕分享模式并勾选直播保存回放和支持连 麦两个选项,点击创建直播,即可开始教学。在直 播界面下,教师可以通过调节直播屏幕最上方设置 栏中的麦克风和扬声器音量来改变讲课音量和直播 设备的音量。除此之外,钉钉直播还支持白板功能, 教师可以在上课的同时打开白板书写板书内容。直 播画面右侧的互动面板显示了正在观看直播的人数 以及学生的互动消息,若有学生申请连麦,可以在 连麦列表中进行接通,实现师生的课堂互动。在课 程直播结束后,还可以通过直播回放再次查看直播 内容。
4.布置多样化的学习活动
通过布置多样化的学习活动使学生的创新思维能力和逻辑分析能力得到锻炼,建立起以可靠性为 核心的工程质量观念,并运用所学知识与技术开展 系统的综合设计、创新实践和工程实践。在超星系 统中,教师可以在活动板块发布签到、问卷和测验 等多种学习活动,通过设定活动的限时时间,达到 在线上学习系统中实现线下课堂的点名和课堂测试 等操作的目的。另外由于疫情期间实验和项目设计 受到限制,学生可以利用仿真软件对硬软件实验进 行模拟,然后利用钉钉平台的百人不限时视频会议 或直播功能进行展示汇报,由教师进行实验和项目 指导,由此学生的动手实践、创新思维和逻辑分析 能力可以得到培养。除此之外还可以利用钉钉平台 进行班会和翻转课堂等学习活动。
5.布置作业及考试
通过发布作业及考试,对学生的嵌入式学习成 果进行考核。在超星系统中,教师可以在作业和考 试板块发布包括单选题、多选题、填空题、判断题、 简答题和计算题等多种类型的测试题。所有建立的 作业及考试题都会自动存入作业库和考试库中,教 师可以方便地从试题库中选择试题并发布,对学生 进行全方面的知识测试。可以将题目的标准答案及 解析一同录入到系统中,学生可以在提交作业或考 试后在系统内查看当前题目的相关知识点及解析内 容。超星系统还会自动发布通知,提醒学生完成测 试内容。
6.建立“多方位广角度”的成绩评定机制
基于超星和钉钉平台从分组讨论、问答、报告、 作业、期中和期末考试等方面对学生的知识掌握程 度进行全方面的评价。超星系统支持非主观题自动 评分功能,以超星系统为辅助,教师可以更加便捷 地对学生的阶段性测试、作业以及考试成绩进行判 定。通过设定不同测试部分的评分占比,可以在系 统内自动生成学生的网络学习成绩。此外,教师还 可以利用超星系统的统计功能查看学生的学习进度、 学习时长和成绩统计等情况,并且能够将成绩导出 到本地存档,便于成绩的统计和管理。在钉钉平台中, 同样记录学生的课堂提问情况以及项目汇报成绩等, 最后综合学生在两个平台的学习成绩,建立完善的 学分转换制度,保障学生成绩不受疫情影响。
(二)学生学习流程
学生可在疫情期间下载超星学习通和钉钉的手 机、电脑应用程序或通过网页访问等形式进行在线 嵌入式课程的学习,整体流程如图3所示。
1.学习平台及课前知识内容准备
课前学生首先需要在超星学习通及钉钉平台内 创建账号,并加入由教师创建的嵌入式课程班级。 对于钉钉学习平台,学生进入班级群后即完成了平 台准备,等待教师开启课程直播即可;而对于超星 学习通平台,学生进入学习空间并选择《嵌入式系 统设计基础》课程,即可自主进行课程内容的学习。 为了更好地接受嵌入式知识,学生可以在课前查看 或下载教师在超星系统中发布的预习要求,并根据 课件和课本等学习资料进行预习。
2.基于钉钉平台的课程直播学习
在钉钉班级群中,教师发起群直播,学生点击 进入直播,即可进行课程的学习。在进行课程直播 途中,学生可点击直播画面右下角的连麦请求,向 教师提问或回答问题。当教师进行课堂提问时,学 生在群聊对话框中输入答案,教师即可在互动面板 中实时查看到学生的答案,完成课堂互动。直播课 堂互动能够提升课堂参与度,激发学习兴趣,对于 学生学习嵌入式相关知识具有重要帮助作用。
3.课后学习及考试
学生在课后可以继续利用超星学习通和钉钉平 台进行学习和考试等活动。在钉钉平台内,学生可 以观看直播回放,进一步巩固课程知识点。在超星 学习平台中,学生可以继续学习首页板块中章节内 容的知识,在资料板块中查看或下载教师发布的学 习资料。若教师发布了课后的学习活动,学生会收 到系统发放的通知,同时任务板块中会出现正在进 行的活动,点击即可进行参与。当教师发布课后作 业及考试时,学生在作业板块和考试板块中完成相 应内容并点击提交,完成当前的学习任务。
五总结
本文提出了疫情防控期间基于超星学习通和钉 钉平台的嵌入式课程在线教学的具体实施方案,合 理调整了嵌入式课程的教学计划,综合考量不同远 程教学平台优势,整合了慕课和校内在线课程等资 源,探索了新的云课堂授课、师生线上互动等教学 模式,引导学生在疫情防控期间学习嵌入式课程。 随着网络化时代的发展,以信息技术与教育教学深 度融合的教与学的改革创新已经成为了一个重要的 发展趋势,未来高校的基础课程会与线上教学资源 联系更紧密,以提高学生学习效率为目标,更好地 保障教学质量、完成教学任务,为社会提供更多的 优质人才。
参考文献
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