教育信息化在《嵌入式應(yīng)用》課程的運(yùn)用與探討

文/廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 梁文禎

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教育信息化在《嵌入式應(yīng)用》課程的運(yùn)用與探討

文/廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 梁文禎

嵌入式技術(shù)具有裁剪性、強(qiáng)實(shí)時性、統(tǒng)一接口、操作方便、簡單、提供友好的圖形GUI和圖形界面、追求易學(xué)易用和強(qiáng)穩(wěn)定性等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、智能家電、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、醫(yī)療儀器、航天設(shè)備和工業(yè)控制等領(lǐng)域。許多高職高專電子信息工程技術(shù)專業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)將《嵌入式應(yīng)用》課程列為專業(yè)核心課程。學(xué)生如何學(xué)好這門課程對就業(yè)產(chǎn)生極大的影響，也成為這兩門專業(yè)教學(xué)改革的重要組成部分?！肚度胧綉?yīng)用》課程基于工作過程系統(tǒng)化進(jìn)行開發(fā)，在從新手到專家、從簡單到復(fù)雜的教學(xué)過程中，使得知識、技能和價值觀的學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)融合，集成于一體，取得良好的教學(xué)效果。工作過程系統(tǒng)化課程強(qiáng)調(diào)兩個問題：一是課程內(nèi)容如何選擇，二是課程內(nèi)容如何排序。而教育信息化強(qiáng)調(diào)教學(xué)手段科技化、教育傳播信息化、教學(xué)方式現(xiàn)代化。如果將工作過程系統(tǒng)化和教育信息化進(jìn)行有機(jī)組合，《嵌入式應(yīng)用》課程的教學(xué)改革將取得更好的教學(xué)效果。

一、教育信息化改變教學(xué)手段

一是電子課件。按照工作過程系統(tǒng)化課程開發(fā)的原則和方法，每一學(xué)習(xí)領(lǐng)域由3個以上、同一個范疇的有邏輯關(guān)系的工作過程——學(xué)習(xí)情境構(gòu)成。學(xué)習(xí)情境一部分選自授課教材，另一部分選自典型工作任務(wù)案例。教師需要對教材和典型工作任務(wù)案例進(jìn)行選取和排序。對于授課教材內(nèi)容，電子課件無需照搬照抄教材內(nèi)容，這樣只會讓學(xué)生淡化教材的作用，失去對教材的依賴，以后遇到問題都不懂得“翻書”。采用“引導(dǎo)式”和“提問式”等教學(xué)方式更適合制作這類教學(xué)內(nèi)容的電子課件。對于典型工作任務(wù)案例，電子課件需要將任務(wù)要求、教學(xué)目的、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)操步驟和實(shí)操現(xiàn)象完整展示出來。這些“無書可查”的案例以校本教材形式組成起來，豐富教學(xué)資源。

對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行選取應(yīng)注意高職學(xué)生的智力特點(diǎn)，使學(xué)生掌握過程性知識，有利于形象思維的鍛煉。例如，學(xué)習(xí)安卓視圖組件，包括組件的概念、作用、屬性、方法和事件。對于形象思維的受眾對象，不善于接受這種符號系統(tǒng)，對學(xué)習(xí)內(nèi)容產(chǎn)生排斥。如果把視圖組件與員工信息登記這個環(huán)境聯(lián)系在一起，受眾對象通過這個學(xué)習(xí)情境學(xué)習(xí)視圖組件，就更容易接收各種視圖組件的作用、屬性、方法和事件，更容易掌握各種視圖組件的應(yīng)用過程，解決“怎樣使用”和“怎樣更好地使用”視圖組件。

對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行排序應(yīng)注意3個維度、6個要素和6個階段。3個維度包括專業(yè)能力、方法能力和社會能力。學(xué)習(xí)過程不是簡單地學(xué)習(xí)教材的知識點(diǎn)，而是工作過程中技能、知識和態(tài)度如何整合起來。要求學(xué)生學(xué)會“做什么”、學(xué)會“如何做”、學(xué)會“做得更好”，更要學(xué)會“一起做”。6個要素包括對象、內(nèi)容、手段、組織、產(chǎn)品和環(huán)境。它們始終處在不斷的變化之中，除了讓學(xué)生學(xué)會本課程的所有學(xué)習(xí)情境，還得讓學(xué)生明白學(xué)習(xí)情境之間的平行、遞進(jìn)和包容關(guān)系。以科學(xué)發(fā)展的眼光預(yù)測6個要素在變化的情況下，如何利用已習(xí)得的3個維度的能力解決新問題和新困難。6個階段包括資訊、決策、計劃、實(shí)施、檢查和評價。學(xué)生學(xué)會一個學(xué)習(xí)情境，就掌握一個學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)面對類似的問題時，學(xué)生能夠利用習(xí)得的經(jīng)驗(yàn)來解決。但是當(dāng)面對復(fù)雜的問題時，學(xué)生就會顯得“缺乏經(jīng)驗(yàn)”。這種情況下，一種熟悉而有效的思維過程有利于指導(dǎo)學(xué)生解決這些復(fù)雜問題。

二是教學(xué)視頻。教師可以將每節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容拍成教學(xué)視頻，最終形成視頻公開課。學(xué)生通過教學(xué)視頻完成課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)和遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)等學(xué)習(xí)活動。教師也可以把圍繞某個知識點(diǎn)或技能等的單一教學(xué)任務(wù)拍成微課。不超過10分鐘的簡短教學(xué)視頻，主題突出、內(nèi)容具體、趣味創(chuàng)作，更容易實(shí)現(xiàn)“學(xué)生全程集中注意力”。學(xué)生學(xué)習(xí)知識和技能不受時空的限制，學(xué)習(xí)場合和學(xué)習(xí)形式在不斷變化中。

三是動畫。動畫以一個場景形式展示學(xué)生內(nèi)容。例如，動畫可以將嵌入式實(shí)操訓(xùn)練的步驟和硬件連接展示出來。動畫也可以制作成交互式，讓學(xué)生進(jìn)行動手操作。例如，動畫要求學(xué)生拖拉圖形模擬硬件連接，再提示學(xué)習(xí)者是否操作正確?？梢?，動畫有利于學(xué)生進(jìn)行虛擬學(xué)習(xí)。

四是模擬器仿真。學(xué)習(xí)者根據(jù)教材內(nèi)容可以在電腦上搭建安卓開發(fā)環(huán)境，同時也完成模擬器的搭建。安卓模擬器能夠完成安卓操作系統(tǒng)絕大部分功能，除了藍(lán)牙、GPS和前后攝像頭等與硬件有關(guān)系功能。學(xué)生可以通過模擬器進(jìn)行模擬學(xué)習(xí)。

五是論壇、QQ群、微信群和微博。與校企使用單位共建論壇、QQ群、微信群和微博。這些網(wǎng)絡(luò)平臺不僅提供教師和學(xué)生交流信息的環(huán)境，還有企業(yè)工程師參加，更前沿的信息擴(kuò)展學(xué)生的視野，更專業(yè)的回答解決實(shí)際問題，更準(zhǔn)確的行業(yè)發(fā)展趨勢。

六是以“手機(jī)APP——網(wǎng)絡(luò)課程——微信公眾號”的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模式，解決學(xué)生獲取教學(xué)資源的困難，如圖1所示。當(dāng)教師準(zhǔn)備豐富的教學(xué)資源時，還需要解決一個實(shí)際問題——“如何獲取”。在機(jī)房中，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)課程獲取全部教學(xué)資源；在多媒體課室中，學(xué)生可以通過投影儀觀看教學(xué)資源；在普通課室，難道要學(xué)生看著U盤嗎？手機(jī)APP和微信公眾號讓學(xué)生的手機(jī)立刻變成一臺學(xué)習(xí)工具，讓學(xué)生更自由、更容易、更實(shí)時獲取電子課件和教學(xué)視頻等教學(xué)資源，打通學(xué)生獲得教學(xué)資源的最后一關(guān)。

圖1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

七是網(wǎng)絡(luò)實(shí)操平臺?！肚度胧綉?yīng)用技術(shù)》以講解安卓操作系統(tǒng)的應(yīng)用為主，配合廣州天嵌計算機(jī)科技有限公司的 Cortext-A8硬件平臺TQ210進(jìn)行實(shí)操訓(xùn)練。實(shí)操訓(xùn)練需要帶備一些工具，包括電腦、電源適配器、TQ210底板、7寸電容屏以及USB延長線等等，還要進(jìn)行安裝、調(diào)試和拆卸。本課程團(tuán)隊制作一套網(wǎng)絡(luò)實(shí)操平臺，包括實(shí)操訓(xùn)練工具、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、云服務(wù)硬件終端、云服務(wù)管理平臺、云服務(wù)用戶終端。實(shí)操訓(xùn)練工具、網(wǎng)絡(luò)攝像頭和云服務(wù)硬件終端存放在實(shí)訓(xùn)室。教師和學(xué)生均可以通過云服務(wù)用戶終端向云服務(wù)管理平臺申請實(shí)操訓(xùn)練，成功申請后可以遠(yuǎn)程控制實(shí)操訓(xùn)練工具，通過網(wǎng)絡(luò)攝像頭觀察實(shí)操結(jié)果。學(xué)生除了遠(yuǎn)程進(jìn)行實(shí)操訓(xùn)練，也可以申請到現(xiàn)場實(shí)操訓(xùn)練。同時使用者可以將整個實(shí)操過程錄下來，可以供教師演示、學(xué)生復(fù)習(xí)和教師點(diǎn)評。當(dāng)學(xué)生實(shí)操訓(xùn)練時，教師可以通過云服務(wù)用戶終端向云服務(wù)管理平臺申請遠(yuǎn)程觀察，再通過文字和語音幫助學(xué)生完成學(xué)習(xí)活動，實(shí)現(xiàn)“一對一”的專門輔導(dǎo)。這套網(wǎng)絡(luò)實(shí)操平臺不單改變教師的教學(xué)手段，還改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，教學(xué)活動不再局限于上課地點(diǎn)和上課時間，將教育信息化的優(yōu)勢進(jìn)一步提升。

二、教育信息化提升學(xué)習(xí)趣味性

加快現(xiàn)代教育技術(shù)的應(yīng)用與融合。老師的角度可以是導(dǎo)游，要進(jìn)行導(dǎo)學(xué)策略的研究；可以是教練，有針對性對不同的教育對象進(jìn)行訓(xùn)練；也可以是醫(yī)生，對學(xué)生進(jìn)行及時的診斷。教育信息化不單是要求教師制作一系列教學(xué)資源，更注重教師如何運(yùn)用這些教學(xué)資源。電子課件和教學(xué)視頻等教學(xué)資源始終是沒有生命，更像一個工具，不同教師在使用同一工具也會產(chǎn)生不同的效果。教育信息化的共享性讓教師更容易獲得教學(xué)資源，照搬照抄不可取，理解精神更重要。

一是教學(xué)視頻過程適當(dāng)使用慢動作、放大鏡頭、360度拍攝等拍攝手法。例如，教學(xué)視頻只是一個鏡頭地顯示教師在埋頭苦干地完成安卓系統(tǒng)燒錄到TQ210上。這樣枯燥的教學(xué)視頻勉強(qiáng)算是實(shí)現(xiàn)地教育信息化，但是學(xué)生對此并不感興趣，在教學(xué)活動過程中只是一種擺設(shè)。適合使用慢動作、放大鏡頭、360度拍攝等拍攝手法，教學(xué)視頻就像具有靈魂的生命體。例如，在拍攝過程中，對繁復(fù)的硬件連接來個慢動作，對細(xì)小接線處來個放大鏡頭，對鏡頭死角來個360度拍攝，等等。學(xué)生在觀察教學(xué)視頻時有種感同身受的感覺。

二是動畫增加鼓勵性和獎勵性的交互。學(xué)生對動畫產(chǎn)生興趣，表示學(xué)生愛上這個動畫。教師需要解決一個問題：“學(xué)生為什么會愛上這個動畫？”經(jīng)過實(shí)踐，動畫制作需要滿足以下幾點(diǎn)要求：第一，動畫用于學(xué)習(xí)，其展示內(nèi)容要突出課程的教學(xué)內(nèi)容。第二，動畫需要交互性，互動會產(chǎn)生交流，交流內(nèi)容要一直在變化著。重復(fù)展示相同內(nèi)容的動畫很容易讓學(xué)生失去新鮮感。第三，動畫在交互過程中不應(yīng)責(zé)備學(xué)生、不應(yīng)批評學(xué)生?？偟膩碚f，教師應(yīng)該注重動畫的言辭，不應(yīng)產(chǎn)生任何負(fù)能量。學(xué)生在交互過程中，成功就獎勵，失敗就鼓勵。再厭學(xué)的學(xué)生也愛聽好話。愛聽好話的學(xué)生離不開這正能量的動畫，學(xué)習(xí)積極性自然而生。

三是開發(fā)一種觸控式的題型。電子試卷可以自動改卷，學(xué)生很快就能知道自己的學(xué)習(xí)結(jié)果。電子試卷常是把紙質(zhì)試卷的判斷題和選擇題直接轉(zhuǎn)成電子版。判斷題提供對和錯兩種單選，而單選題提供A、B、C和D四種單選。這兩種題型雖然能夠幫助學(xué)生學(xué)習(xí)，但是趣味性一般。為提高電子試卷的趣味性，本課程團(tuán)隊設(shè)計一種觸控式的題型。它屬于填空題的一種，但是答案數(shù)量比填空數(shù)量還要多，學(xué)生只需將答案拖拉到空格上方，不要求很準(zhǔn)確的位置，只需答案與空格有一部分重疊就行，立刻彈出對話告訴答案，同時答對就有很豐富的獎品，而答錯也有鼓勵獎品。例如，《嵌入式應(yīng)用技術(shù)》課程有一個學(xué)習(xí)情境是講解如何編寫linux硬件驅(qū)動。C語言、滿屏的代碼嚇跑了許多學(xué)生。當(dāng)?shù)谝淮问褂糜|控式題型來學(xué)習(xí)這個學(xué)習(xí)情境時，學(xué)生給了筆者一個很大的驚喜——一是全部學(xué)生都在訓(xùn)練，二是學(xué)生的笑容流露出學(xué)習(xí)的幸福感。

三、成效與結(jié)論

基于行動體系對《嵌入式應(yīng)用》課程進(jìn)行開發(fā)，再有機(jī)地融入教育信息化技術(shù)，在課程學(xué)習(xí)的過程中注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，增強(qiáng)他們的自我效能感，讓學(xué)生在獲取知識的過程中，發(fā)現(xiàn)自己，肯定自己。經(jīng)過近幾年的教學(xué)實(shí)踐證明，教育信息化促進(jìn)教師積累更多的教學(xué)資源，教師應(yīng)該更注重如何運(yùn)用教學(xué)資源，才能活化教學(xué)資源，讓它們成為具有靈魂的生命體。以“手機(jī)APP——網(wǎng)絡(luò)課程——微信公眾號”的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模式讓學(xué)生更容易獲得教學(xué)資源，打通學(xué)生獲得教學(xué)資源的最后一關(guān)。網(wǎng)絡(luò)實(shí)操平臺幫助教師和學(xué)生進(jìn)行遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)和“一對一”的專門輔導(dǎo)。教師提升教育信息化的趣味性，還提高學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)學(xué)習(xí)氛圍。

責(zé)任編輯 賴俊辰

本文系廣東省教育廳2013年度廣東省高等職業(yè)教育教學(xué)改革項目(項目編號為20130301034)的階段研究成果。]