慕課時代嵌入式系統(tǒng)原理與設(shè)計課程教學(xué)的創(chuàng)新研究

江敏+韓從道+于志強(qiáng)

摘 要： 隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育領(lǐng)域的發(fā)展，慕課（MOOC）已成為一種不容忽視的教育手段和教育資源，給傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式帶來了新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。在嵌入式系統(tǒng)原理與設(shè)計課程的教學(xué)中，針對幕課的興起，對嵌入式系統(tǒng)原理與設(shè)計的課程內(nèi)容選擇、教學(xué)模式和評價方式等教學(xué)問題進(jìn)行了研究和改革。

關(guān)鍵詞： 慕課； 嵌入式課程； 教學(xué)模式； 教學(xué)改革

中圖分類號：G420 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1006-8228（2016）12-75-02

Abstract： With the development of Internet technology in the field of education， MOOC has become a means of education and the resource of education that cannot be ignored， and has brought new challenges and opportunities to the traditional classroom teaching mode. During the teaching of embedded system principle and design course， the course content selection， teaching mode and evaluation method are studied and practiced to deal with MOOC.

Key words： MOOC； embedded system； teaching method； teaching reform

0 引言

隨著計算機(jī)技術(shù)，半導(dǎo)體技術(shù)，信息處理技術(shù)及通信技術(shù)的發(fā)展，人類正從互聯(lián)網(wǎng)時代迅速進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)時代。物聯(lián)網(wǎng)簡而言之，就是物物相連，那么物與物連起來就離不開嵌入式系統(tǒng)，只有給物嵌入一顆“芯”，物與物才能聯(lián)起來。因此，嵌入式系統(tǒng)原理及設(shè)計的教學(xué)在各高校紛紛開展起來，發(fā)展的如火如荼。

嵌入式的教學(xué)自2000年左右在清華及北航等高校率先開展起來，迄今已有十多年的發(fā)展史。主要教學(xué)內(nèi)容有嵌入式微處理器體系結(jié)構(gòu)，嵌入式操作系統(tǒng)及應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)等。

嵌入式微處理器體系結(jié)構(gòu)方面，基于ARM技術(shù)的處理器已經(jīng)占據(jù)了32位RISC芯片75%的市場份額，成為實際上的主流技術(shù)。從ARM7，ARM9，ARM10到現(xiàn)在的cortex系列，支持這些標(biāo)準(zhǔn)的芯片生產(chǎn)巨頭如三星，飛思卡爾，TI等，生產(chǎn)了大量基于這些IP核的芯片，這給教學(xué)提供了豐富的硬件資源。

嵌入式操作系統(tǒng)的也有許多選擇。有簡單易學(xué)的ucOS，開源的ucLinux，高性能高可靠的VxWorks，還有背靠微軟的WinCE，異軍突起的Andriod等。

在應(yīng)用與開發(fā)方面更有數(shù)不清的教學(xué)內(nèi)容，只要是嵌入式的應(yīng)用領(lǐng)域，就可以成為相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容。可以是物聯(lián)網(wǎng)，智能家居，消費(fèi)電子，汽車電子，醫(yī)療，軍事，航空航天，機(jī)器人等各個方面。

1 慕課對嵌入式課程教學(xué)的影響

慕課（MOOCs）始于2012年[1]，雖然發(fā)展歷史極為短暫，但其影響力不容小覷。美國先后成立的三個開發(fā)慕課的公司：Udacity，Coursera和edX，其與著名的哈佛大學(xué)、麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)等知名高校合作制作了一系列慕課在線課程，這些課程不僅在美國，而且在全世界吸引了的大量的學(xué)習(xí)者[2]。2013年慕課進(jìn)入中國，清華大學(xué)，北京大學(xué)，上海交通大學(xué)和復(fù)旦大學(xué)利用Coursera 及edx 等在線網(wǎng)絡(luò)平臺聯(lián)合發(fā)布網(wǎng)絡(luò)公開課程。

慕課課程主要由教學(xué)視頻、閱讀材料、作業(yè)、小測試、討論等幾個環(huán)節(jié)組成[3]。教學(xué)視頻是教師授課，類似于課堂教學(xué)，教授課程的知識點，時間可長可短，有些長達(dá)一小時，有些由若干微視頻（三分鐘至十五分鐘）組成，經(jīng)研究，學(xué)生的注意力在10分鐘左右是最能集中的，因此越來越多的課程采用了微視頻的模式。學(xué)習(xí)了教學(xué)視頻后，學(xué)生需要閱讀一些規(guī)定的與課程相關(guān)的材料。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生可以通過網(wǎng)上平臺與其他學(xué)生進(jìn)行交流與討論，或者向老師提問，一般可以得到老師的回復(fù)。學(xué)習(xí)完成后，學(xué)生可以參加課程小測試， 這些小測試一般由多項選擇題、判斷題和簡單的問答題組成，來檢查學(xué)習(xí)效果。整個課程學(xué)習(xí)結(jié)束，學(xué)生可以參加課程考試，成績合格，發(fā)給成績合格證書。學(xué)習(xí)者的所有這些活動都可以在免費(fèi)注冊后進(jìn)行，并獲得該校頒發(fā)的課程合格證書[4]。

慕課這種基于開放教育的理念強(qiáng)調(diào)教育資源的共享性與平等性，得益于互聯(lián)網(wǎng)的普及，給廣大的學(xué)生提供了一個接觸名師，傾聽名師授課的機(jī)會，并且有機(jī)會獲得名校頒發(fā)的課程合格證書，這些無疑對學(xué)生有很強(qiáng)的吸引力，其對學(xué)校的課堂教學(xué)造成一定的沖擊，無怪乎悲觀者驚呼，高等學(xué)府的圍墻已經(jīng)逐漸坍塌了。

據(jù)不完全統(tǒng)計，在好大學(xué)在線，學(xué)堂在線，網(wǎng)易公開課等國內(nèi)慕課平臺上提供的有關(guān)Linux操作系統(tǒng)的課程就多達(dá)十幾門，有關(guān)Andorid操作系統(tǒng)的也有十幾門，有關(guān)ARM體系結(jié)構(gòu)的課程也有十幾門。這些課程對學(xué)校開設(shè)的嵌入式課程帶來了一定的沖擊。

2 慕課時代嵌入式教學(xué)的創(chuàng)新研究與探索

2.1 引入慕課資源，豐富教學(xué)內(nèi)容

慕課這種在線課程模式為學(xué)生提供了極大的便利，不僅能夠適應(yīng)不同層次的學(xué)生，更有利于幫助他們建立知識框架體系。如前所述，嵌入式課程的內(nèi)容十分豐富，在有限的課堂學(xué)時中，只能選擇授課教師認(rèn)定的內(nèi)容，這些內(nèi)容必然有一定的偏向性，一般是該授課教師或該專業(yè)的重點研究方向或領(lǐng)域。這時，慕課的出現(xiàn)，就給學(xué)生和教師提供了一個豐富的資源庫，教師完全可以引入這些資源，無論是在硬件、軟件還是應(yīng)用上，可以讓學(xué)生有更全面的認(rèn)識。例如，在課堂上以簡單易懂的ucOS作為講解對象，讓學(xué)生深刻領(lǐng)會操作系統(tǒng)在系統(tǒng)設(shè)計中的功能和使用方法，并提示學(xué)生在課后觀看Linux或者Andriod的原理和使用的相關(guān)慕課課程，拓展學(xué)生的知識面。

2.2 基于問題的探討型教學(xué)模式的構(gòu)建

傳統(tǒng)的嵌入式課程教學(xué)以教師為中心，學(xué)生處于被動接受知識的地位，對學(xué)生批判性思維能力和創(chuàng)造力的培養(yǎng)十分不利[5-6]。慕課的出現(xiàn)，對改變這一現(xiàn)象提供了契機(jī)。教師可以嘗試將在線視頻作為教學(xué)的線上環(huán)節(jié)，要求學(xué)生在課堂外先聽課，課堂內(nèi)則側(cè)重深入的分享、探討和問題解決。這一模式使教師從一個講授者、講解者，真正變?yōu)閷W(xué)習(xí)的激勵者、啟發(fā)者，學(xué)生的學(xué)習(xí)也將變得更有主動性和更加有效。例如，在嵌入式的應(yīng)用部分的教學(xué)，就可以讓學(xué)生課前了解自己感興趣的項目，并嘗試系統(tǒng)的設(shè)計，就相關(guān)問題在課堂上集體交流和探討。

2.3 側(cè)重能力的教學(xué)考核體系的構(gòu)建

傳統(tǒng)的嵌入式教學(xué)考核體系往往是一張試卷定成績，對于嵌入式系統(tǒng)這種實踐性很強(qiáng)的課程來講，是不合適的，也無法真正評價學(xué)生的實踐能力，往往是會背書的同學(xué)可以得到較好的分?jǐn)?shù)。如前所述，慕課的小測驗環(huán)節(jié)就側(cè)重課程的知識點考核，如果學(xué)生通過小測驗，就說明已經(jīng)掌握了該內(nèi)容主要知識點。

在這種情況下可以給學(xué)生布置論文寫作、問題調(diào)研、項目實踐等難度較大的作業(yè)，然后根據(jù)學(xué)生平時課堂的交流發(fā)言情況和項目完成的情況來評定成績，這對培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，提高學(xué)生運(yùn)用知識解決問題的能力十分重要，更能反映學(xué)生的實踐能力和實踐水平。

3 結(jié)束語

綜上所述，慕課（MOOC）的出現(xiàn)是時代的必然產(chǎn)物，基于慕課（MOOC）時代下的嵌入式系統(tǒng)原理與設(shè)計的教學(xué)，無論是教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)模式還是評價體系，都可以引入慕課資源，建構(gòu)起教學(xué)內(nèi)容豐富，基于問題的探討式教學(xué)模式，評價能力的評價體系等嵌入式教學(xué)新機(jī)制。慕課及其教學(xué)模式和評價體系的建立，有利于師資隊伍建設(shè)、有利于學(xué)生自我學(xué)習(xí)的需求。另外，慕課還能促進(jìn)學(xué)校改善教學(xué)體制和方法，是教學(xué)改革的催化劑。但是在這一過程中也存在著如何調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性以及教師的角色轉(zhuǎn)變等問題，還需要在教學(xué)實踐中進(jìn)一步實踐和探討。

參考文獻(xiàn)（Reference）：

[1] PAPPANO L. The Year of the MOOC[N]. New York

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[6] 孫彤.慕課時代河北省高校英語教學(xué)方法創(chuàng)新研究[J].讀與

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