導(dǎo)語：嵌入式系統(tǒng)課程三維一體教學(xué)方法總結(jié)一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：在嵌入式系統(tǒng)課程中探索了三維一體的混合式教學(xué)方法。提出了“慕課（MOOC）+直播授課+翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)中的具體做法，設(shè)計了線上教學(xué)和線下實體課堂教學(xué)新思路，總結(jié)了三維一體的教學(xué)效果。通過線上和線下教學(xué)的有機(jī)整合，充分利用了線上優(yōu)秀的教學(xué)資源，同時發(fā)揮了課堂互動優(yōu)勢，提高了嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；慕課；混合式教學(xué)；三維一體；翻轉(zhuǎn)課堂

0引言

我校嵌入式系統(tǒng)設(shè)計課程是計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)和信息安全專業(yè)學(xué)員的必修課，融會了數(shù)字邏輯電路、計算機(jī)組成原理、微型機(jī)原理、操作系統(tǒng)等課程知識體系,具有很強(qiáng)的系統(tǒng)性。本課程教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生樹立計算機(jī)系統(tǒng)思維，使學(xué)生形成由硬及軟的知識鏈條，提升學(xué)生的軟硬件協(xié)同設(shè)計能力，為從事嵌入式系統(tǒng)設(shè)計、開發(fā)及安全等相關(guān)工作打下堅實基礎(chǔ)。由于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計之類的硬件課程存在環(huán)境搭建復(fù)雜、學(xué)習(xí)周期較長等特點，學(xué)員在學(xué)習(xí)過程中容易產(chǎn)生畏難情緒，制約了學(xué)生計算機(jī)系統(tǒng)思維的建立。根據(jù)本課程特點及學(xué)情分析，我校以學(xué)生為中心，采用慕課、直播授課的線上教學(xué)以及翻轉(zhuǎn)課堂的線下教學(xué)，對教學(xué)模式、線上教學(xué)活動、線下實體課堂教學(xué)、教學(xué)效果等教學(xué)要素進(jìn)行了深入探討[1]，取得了良好的教學(xué)效果。

1嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)中存在的問題

計算機(jī)類專業(yè)課程設(shè)置一般從軟件算法入手，使學(xué)生掌握一定的高級語言編程知識，以解決應(yīng)用問題來鍛煉學(xué)生的程序思維。嵌入式系統(tǒng)課程是一門軟硬件結(jié)合的課程，要求學(xué)生能夠遵循計算機(jī)系統(tǒng)的工作原理以軟件方式來操縱硬件，需要學(xué)生建立計算機(jī)系統(tǒng)思維。因此，訓(xùn)練學(xué)生熟悉系統(tǒng)的軟、硬件開發(fā)環(huán)境、調(diào)試方法和開發(fā)過程[2]，補(bǔ)足學(xué)生在硬件方面的知識，實現(xiàn)學(xué)生由程序思維向系統(tǒng)思維的過渡，是嵌入式系統(tǒng)課程需要解決的首要問題。嵌入式系統(tǒng)課程采用混合式教學(xué)也存在一定的問題，如線上線下教學(xué)融合不夠緊密，存在脫節(jié)現(xiàn)象。學(xué)生在線上學(xué)習(xí)過程中，教師很難及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和情緒，學(xué)生學(xué)習(xí)中沒有老師課堂上提醒和激勵，很難促進(jìn)師生互動。而很多線下教學(xué)則重復(fù)了線上教學(xué)工作，增加不必要的課程時間，使得學(xué)生疲于學(xué)習(xí)卻無法掌握知識的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。

2“慕課+直播授課+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)方法

針對以上嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)中的問題，我們在充分考慮課程特點、線上教學(xué)特點和技術(shù)條件的基礎(chǔ)上，對線上利用慕課資源、特色內(nèi)容采用直播授課、研討內(nèi)容翻轉(zhuǎn)課堂的三維一體混合式教學(xué)開展探索，目標(biāo)是融合軟硬件基礎(chǔ)知識體系，讓學(xué)生建立嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的整體概念，形成計算機(jī)系統(tǒng)思維。具體的做法包括：

●精選慕課資源。教師精挑細(xì)選網(wǎng)上公開的課程資源，包括愛課程、學(xué)堂在線等教學(xué)平臺資源，促使學(xué)生注冊賬號，在課前、課后不同時間段開展線上自主學(xué)習(xí)，靈活安排學(xué)習(xí)進(jìn)度，夯實課程相關(guān)的基礎(chǔ)知識。

●直播特色內(nèi)容。教師根據(jù)學(xué)生的學(xué)情分析，貼近現(xiàn)實，解決實際問題，重點講解難點、疑點和特色內(nèi)容。

●線下翻轉(zhuǎn)課堂。設(shè)定具有現(xiàn)實意義的任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生開展研討，提高學(xué)生自我認(rèn)知、自我促進(jìn)的能力，指出學(xué)生學(xué)習(xí)短板，有效彌補(bǔ)線上學(xué)習(xí)不足。同時學(xué)生在線上自主學(xué)習(xí)中，如果有疑惑和問題，通過線下課堂研討解決問題[3]。

3線上教學(xué)活動設(shè)計

3.1科學(xué)設(shè)計教學(xué)，明確教學(xué)目標(biāo)

科學(xué)設(shè)計教學(xué)計劃，做好嵌入式系統(tǒng)課程學(xué)情分析，明確教學(xué)目標(biāo)，不僅有利于學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中明確通過本門課程學(xué)習(xí)可以完成哪些內(nèi)容，還能間接的幫助學(xué)生建立知識體系。為此，我們設(shè)定了有針對性的學(xué)習(xí)目標(biāo)，面向不同程度的學(xué)生制定不同層次的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

3.2緊前發(fā)布資源，布置課前任務(wù)

根據(jù)設(shè)計任務(wù)的需要配置學(xué)習(xí)資源，選擇提供線上資源或教師自己錄制的視頻。根據(jù)不同任務(wù)需求由教師動態(tài)給學(xué)生配置合適的學(xué)習(xí)資源，從而指導(dǎo)和支持學(xué)生的學(xué)習(xí)[4]。依據(jù)教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)計劃發(fā)布教學(xué)視頻、文獻(xiàn)、文檔、課件等資源，利用“班級通知”功能，向?qū)W生發(fā)布課前學(xué)習(xí)任務(wù)。任務(wù)包括基礎(chǔ)題和拓展題，不僅能夠滿足自學(xué)能力強(qiáng)的學(xué)生求知欲，而且也能對學(xué)習(xí)能力差的學(xué)生提供進(jìn)步的空間，課前的任務(wù)的設(shè)置要達(dá)到吸引所有學(xué)生的效果[5]。

3.3直播授課，解決知識難點、疑點

直播是面向有教學(xué)特色的內(nèi)容進(jìn)行授課，教師對特色內(nèi)容進(jìn)行針對性講解，突出重點，攻克難點，解決疑點?？梢酝ㄟ^釘釘、騰訊課堂等平臺的直播功能，采用圖片、語言、文字、視頻、提問等綜合形式，建立課堂教學(xué)直播區(qū)，同時教師應(yīng)該避免枯燥無味的講授，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行回答問題，讓學(xué)生在直播課堂中有參與感。

3.4課后在線測，進(jìn)行反思和評價

課后教師對學(xué)生學(xué)習(xí)效果再次檢測，通過測試讓學(xué)生對標(biāo)自己學(xué)習(xí)的不足并加以提高。同時教師也能通過課后測試檢驗教學(xué)過程的不足，傾聽學(xué)生對課堂教學(xué)的建議。以此為依據(jù)，教師可以有機(jī)會不斷改進(jìn)教學(xué)中的手段和方法，提高自己教學(xué)水平，達(dá)到教學(xué)相長的效果。

4線下實體課堂教學(xué)設(shè)計

4.1補(bǔ)充線上授課內(nèi)容，增設(shè)線下特色教學(xué)

認(rèn)真聽取學(xué)生的意見，了解學(xué)生課程線上學(xué)習(xí)的程度，讓學(xué)生主動收集相關(guān)資料和信息，為參與實體教學(xué)活動做積極的準(zhǔn)備。在線學(xué)習(xí)主要包括通識的內(nèi)容、基礎(chǔ)的內(nèi)容，對于有特色的內(nèi)容進(jìn)行課堂教學(xué)，對于新技術(shù)前沿的內(nèi)容安排在課堂討論，線上和線下教學(xué)既有交叉，也有層次，使在線學(xué)習(xí)和課堂教學(xué)各具特色，互為補(bǔ)充。

4.2創(chuàng)設(shè)互動的課堂教學(xué)，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性

設(shè)計有趣生動、氣氛活潑的課堂教學(xué)，點燃學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，使學(xué)生積極參與到教學(xué)活動中來。在具體的課堂教學(xué)過程中，讓學(xué)生根據(jù)小組分工，把自己掌握的知識教給其他學(xué)生，通過教的過程，使自己更好地掌握所學(xué)知識。學(xué)生之間的每一次互動交流就是一塊“試金石”，能夠檢驗出不足之處及問題所在，從而進(jìn)一步激發(fā)自己更加努力。所以有效的互動課堂教學(xué)是引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)、敢于總結(jié)、不斷反思的過程。從而將傳統(tǒng)的“填鴨式”、“灌輸式”的教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)榻處熥鲆龑?dǎo)、學(xué)生自主學(xué)習(xí)的創(chuàng)新課堂。

4.3激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，以競賽提升實踐動手能力

針對嵌入式系統(tǒng)課程學(xué)習(xí)過程中容易產(chǎn)生的理論與實踐可能脫鉤、缺乏實踐動手能力等問題，搭建基礎(chǔ)實驗、綜合實驗、開放創(chuàng)新實驗等多層次實踐內(nèi)容，將實驗按照預(yù)估難度進(jìn)行評級，從易到難分為五個級別。通過將嵌入式系統(tǒng)實踐內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)劃分，必須要求所有學(xué)生完成基礎(chǔ)實驗，鼓勵學(xué)習(xí)程度好的學(xué)生完成綜合性實驗，組織不同特點的學(xué)生組成團(tuán)隊，參加校外開放創(chuàng)新實踐活動，通過不同的教學(xué)實踐活動，鍛煉學(xué)生的動手能力。將大學(xué)生校外學(xué)科競賽引入教學(xué)中，作為學(xué)生在校的一次創(chuàng)新實踐，讓學(xué)生能夠走出校門和全國高校的學(xué)生比賽，不僅將課程理論基礎(chǔ)靈活運用于實踐操作中，而且還開拓了學(xué)生的視野。

5教學(xué)效果反思

5.1延伸了學(xué)習(xí)的時間和空間

“線上”的教學(xué)不再是對線下教學(xué)的補(bǔ)充，而是教學(xué)環(huán)節(jié)中不可缺少的一部分。“線下”的教學(xué)是對傳統(tǒng)課堂教學(xué)的變革，是超越了時空限制而開展的教學(xué)研討[6]。對傳統(tǒng)教學(xué)的時間和空間都進(jìn)行了延伸，不再局限在教室，不再局限在八小時之內(nèi)從事“教”和“學(xué)”，知識的傳授和學(xué)習(xí)變得更加靈活。教學(xué)的時間不局限于固定的學(xué)時，拓展了教與學(xué)的新思路，開辟了教師與學(xué)生溝通的新途徑。

5.2充分利用公開的教學(xué)資源

愛課程、學(xué)堂在線、B站等公開的教學(xué)視頻中有大量的優(yōu)秀的數(shù)字教學(xué)資源，教師根據(jù)學(xué)生的專業(yè)和發(fā)展選用優(yōu)秀的教學(xué)資源，減少教師整合重復(fù)的教學(xué)資源時間，集中對重點、難點和疑點的內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計，使得多類型的教學(xué)內(nèi)容達(dá)到互補(bǔ)，學(xué)生既學(xué)習(xí)了系統(tǒng)的知識體系，又獲得了大量的信息資源。

5.3加強(qiáng)了過程性考核

本課程考核綜合了課前測試、課中考核、課后在線測、期末考試及實踐考核等多種類型的考核方法，檢驗了學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，使學(xué)生在考核中及時地發(fā)現(xiàn)知識掌握程度和階段性學(xué)習(xí)成效，讓學(xué)生更加了解自己的學(xué)習(xí)不足之處，從而對自我進(jìn)行評估。

6結(jié)束語

本文提出的三維一體的混合式教學(xué)[7]方法是將教師的教授、學(xué)生的學(xué)習(xí)、知識的探究等一系列活動融合到教學(xué)過程中，培養(yǎng)了學(xué)生在學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)課程中的系統(tǒng)思維，解決了傳統(tǒng)的線上線下教學(xué)脫節(jié)的問題。該方法在信息工程大學(xué)連續(xù)三屆計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生中推廣，減少了教師重復(fù)性工作，提高了教師教學(xué)效率，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，提高了學(xué)生的成績，達(dá)到提升教學(xué)質(zhì)量的目標(biāo)。在今后的教學(xué)中，繼續(xù)深化教學(xué)改革，研究混合式教學(xué)新思路，增加特色教學(xué)案例，并將本文提出的三維一體教學(xué)方法推廣到其他課程中。

作者：王瑞敏 董衛(wèi)宇 王奕森 單位：戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學(xué)網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院