教育信息化在《嵌入式應用》課程的運用與探討

梁文禎

嵌入式技術(shù)具有裁剪性、強實時性、統(tǒng)一接口、操作方便、簡單、提供友好的圖形GUI和圖形界面、追求易學易用和強穩(wěn)定性等特點，被廣泛應用于消費電子、智能家電、網(wǎng)絡設備、醫(yī)療儀器、航天設備和工業(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)應用技術(shù)專業(yè)將《嵌入式應用》課程列為專業(yè)核心課程。學生如何學好這門課程對就業(yè)產(chǎn)生極大的影響，也成為這兩門專業(yè)教學改革的重要組成部分?！肚度胧綉谩氛n程基于工作過程系統(tǒng)化進行開發(fā)，在從新手到專家、從簡單到復雜的教學過程中，使得知識、技能和價值觀的學習實現(xiàn)融合，集成于一體，取得良好的教學效果。工作過程系統(tǒng)化課程強調(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。而教育信息化強調(diào)教學手段科技化、教育傳播信息化、教學方式現(xiàn)代化。如果將工作過程系統(tǒng)化和教育信息化進行有機組合，《嵌入式應用》課程的教學改革將取得更好的教學效果。

一、教育信息化改變教學手段

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，每一學習領(lǐng)域由3個以上、同一個范疇的有邏輯關(guān)系的工作過程——學習情境構(gòu)成。學習情境一部分選自授課教材，另一部分選自典型工作任務案例。教師需要對教材和典型工作任務案例進行選取和排序。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“引導式”和“提問式”等教學方式更適合制作這類教學內(nèi)容的電子課件。對于典型工作任務案例，電子課件需要將任務要求、教學目的、教學內(nèi)容、實操步驟和實操現(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，豐富教學資源。

對教學內(nèi)容進行選取應注意高職學生的智力特點，使學生掌握過程性知識，有利于形象思維的鍛煉。例如，學習安卓視圖組件，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)，對學習內(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習情境學習視圖組件，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用過程，解決“怎樣使用”和“怎樣更好地使用”視圖組件。

對教學內(nèi)容進行排序應注意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。學習過程不是簡單地學習教材的知識點，而是工作過程中技能、知識和態(tài)度如何整合起來。要求學生學會“做什么”、學會“如何做”、學會“做得更好”，更要學會“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，除了讓學生學會本課程的所有學習情境，還得讓學生明白學習情境之間的平行、遞進和包容關(guān)系。以科學發(fā)展的眼光預測6個要素在變化的情況下，如何利用已習得的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、實施、檢查和評價。學生學會一個學習情境，就掌握一個學習經(jīng)驗。當面對類似的問題時，學生能夠利用習得的經(jīng)驗來解決。但是當面對復雜的問題時，學生就會顯得“缺乏經(jīng)驗”。這種情況下，一種熟悉而有效的思維過程有利于指導學生解決這些復雜問題。

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

三是動畫。動畫以一個場景形式展示學生內(nèi)容。例如，動畫可以將嵌入式實操訓練的步驟和硬件連接展示出來。動畫也可以制作成交互式，讓學生進行動手操作。例如，動畫要求學生拖拉圖形模擬硬件連接，再提示學習者是否操作正確?？梢姡瑒赢嬘欣趯W生進行虛擬學習。

四是模擬器仿真。學習者根據(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，除了藍牙、GPS和前后攝像頭等與硬件有關(guān)系功能。學生可以通過模擬器進行模擬學習。

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)絡平臺不僅提供教師和學生交流信息的環(huán)境，還有企業(yè)工程師參加，更前沿的信息擴展學生的視野，更專業(yè)的回答解決實際問題，更準確的行業(yè)發(fā)展趨勢。

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

七是網(wǎng)絡實操平臺。《嵌入式應用技術(shù)》以講解安卓操作系統(tǒng)的應用為主，配合廣州天嵌計算機科技有限公司的 Cortext-A8硬件平臺TQ210進行實操訓練。實操訓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，還要進行安裝、調(diào)試和拆卸。本課程團隊制作一套網(wǎng)絡實操平臺，包括實操訓練工具、網(wǎng)絡攝像頭、云服務硬件終端、云服務管理平臺、云服務用戶終端。實操訓練工具、網(wǎng)絡攝像頭和云服務硬件終端存放在實訓室。教師和學生均可以通過云服務用戶終端向云服務管理平臺申請實操訓練，成功申請后可以遠程控制實操訓練工具，通過網(wǎng)絡攝像頭觀察實操結(jié)果。學生除了遠程進行實操訓練，也可以申請到現(xiàn)場實操訓練。同時使用者可以將整個實操過程錄下來，可以供教師演示、學生復習和教師點評。當學生實操訓練時，教師可以通過云服務用戶終端向云服務管理平臺申請遠程觀察，再通過文字和語音幫助學生完成學習活動，實現(xiàn)“一對一”的專門輔導。這套網(wǎng)絡實操平臺不單改變教師的教學手段，還改變學生的學習方式，教學活動不再局限于上課地點和上課時間，將教育信息化的優(yōu)勢進一步提升。

二、教育信息化提升學習趣味性

加快現(xiàn)代教育技術(shù)的應用與融合。老師的角度可以是導游，要進行導學策略的研究；可以是教練，有針對性對不同的教育對象進行訓練；也可以是醫(yī)生，對學生進行及時的診斷。教育信息化不單是要求教師制作一系列教學資源，更注重教師如何運用這些教學資源。電子課件和教學視頻等教學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資源，照搬照抄不可取，理解精神更重要。

一是教學視頻過程適當使用慢動作、放大鏡頭、360度拍攝等拍攝手法。例如，教學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。這樣枯燥的教學視頻勉強算是實現(xiàn)地教育信息化，但是學生對此并不感興趣，在教學活動過程中只是一種擺設。適合使用慢動作、放大鏡頭、360度拍攝等拍攝手法，教學視頻就像具有靈魂的生命體。例如，在拍攝過程中，對繁復的硬件連接來個慢動作，對細小接線處來個放大鏡頭，對鏡頭死角來個360度拍攝，等等。學生在觀察教學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。學生對動畫產(chǎn)生興趣，表示學生愛上這個動畫。教師需要解決一個問題：“學生為什么會愛上這個動畫？”經(jīng)過實踐，動畫制作需要滿足以下幾點要求：第一，動畫用于學習，其展示內(nèi)容要突出課程的教學內(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。重復展示相同內(nèi)容的動畫很容易讓學生失去新鮮感。第三，動畫在交互過程中不應責備學生、不應批評學生。總的來說，教師應該注重動畫的言辭，不應產(chǎn)生任何負能量。學生在交互過程中，成功就獎勵，失敗就鼓勵。再厭學的學生也愛聽好話。愛聽好話的學生離不開這正能量的動畫，學習積極性自然而生。

三是開發(fā)一種觸控式的題型。電子試卷可以自動改卷，學生很快就能知道自己的學習結(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生學習，但是趣味性一般。為提高電子試卷的趣味性，本課程團隊設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，學生只需將答案拖拉到空格上方，不要求很準確的位置，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，《嵌入式應用技術(shù)》課程有一個學習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生。當?shù)谝淮问褂糜|控式題型來學習這個學習情境時，學生給了筆者一個很大的驚喜——一是全部學生都在訓練，二是學生的笑容流露出學習的幸福感。

三、成效與結(jié)論

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

責任編輯 賴俊辰