社區(qū)教育《電子產(chǎn)品設(shè)計》課程開發(fā)研究

丁晨陽+劉冬梅

摘 要：移動通信技術(shù)和智能終端的發(fā)展使自主學(xué)習(xí)變得更加方便，也為社區(qū)教育提供了新方法。本文研究社區(qū)教育領(lǐng)域移動微型課程《電子產(chǎn)品設(shè)計》的開發(fā)和應(yīng)用，設(shè)計多樣化的移動微型課程資源以及口袋實驗室，使學(xué)習(xí)者方便快捷地體驗電子產(chǎn)品設(shè)計與實踐的過程，結(jié)果顯示社區(qū)學(xué)習(xí)者對于使用移動微型課程隨時隨地進行學(xué)習(xí)的方式比較滿意。

關(guān)鍵詞：電子產(chǎn)品；移動微型課程；開發(fā)；口袋實驗室

中圖分類號：G434 文獻標志碼：A

社區(qū)教育是建立終身教育體系和建設(shè)學(xué)習(xí)型社會的重要教育活動[1]。隨著技術(shù)革新和智能化水平的提高，企業(yè)對低水平勞動力的需求逐漸減少，而具有更高能力要求的職位數(shù)量不斷提高。因此，社區(qū)教育需要不斷開發(fā)職業(yè)技能類課程，為一些從事低水平勞動、有意愿進行技術(shù)提高、職位提升的中青年提供幫助。目前社區(qū)教育學(xué)習(xí)者趨于老齡化，中青年因為缺乏合適的課程、時間等原因參與度較低，本文即是關(guān)注電子產(chǎn)品設(shè)計課程開發(fā)，對課程資源進行微型化設(shè)計，以多媒體、微視頻的形式陳述知識，社區(qū)學(xué)習(xí)者可以通過筆記本電腦、智能手機隨時隨地接入課程，并能使用口袋實驗室邊學(xué)習(xí)邊實踐。

一、當(dāng)前課程教學(xué)面臨的問題

面向社區(qū)學(xué)習(xí)者進行《電子產(chǎn)品設(shè)計》課程的教學(xué)存在一定的挑戰(zhàn)。首先學(xué)習(xí)難度較大，學(xué)習(xí)者需要付出一定的時間。其次，缺乏計算機、電子類基礎(chǔ)知識難以完成課程學(xué)習(xí)，但傳統(tǒng)社區(qū)課程中并沒有多少時間能夠重復(fù)大量的基本知識。第三，選擇職業(yè)技能類課程的社區(qū)學(xué)習(xí)者往往期望改進知識和技能，而在工作中表現(xiàn)的更好，傳統(tǒng)課程無法讓他們立即看到課程的學(xué)習(xí)對于工作的益處，因此缺乏一定的學(xué)習(xí)動機和積極性完成課程。第四，對開發(fā)板及電子儀器的真實體驗是電子類課程一個很重要的部分，如果手邊沒有相應(yīng)的實踐條件，學(xué)習(xí)效果會有較大影響。最后，課程還面臨著社區(qū)教育的一些共性問題，比如學(xué)習(xí)和生活、工作的沖突，到達社區(qū)授課地點上課付出的各方面成本，由于社會背景、學(xué)習(xí)層次不同，有些學(xué)習(xí)者不太適應(yīng)和他人在教室環(huán)境中共同學(xué)習(xí)等。

二、社區(qū)教育移動微型課程

隨著移動終端更加智能化，使其也可以用來支持社區(qū)教育提供更加靈活的課程教學(xué)方式。當(dāng)前大多數(shù)中青年，每天都在使用智能終端進行社交、獲得各種信息，因此社區(qū)課程可以利用移動技術(shù)進行教學(xué)，提供移動課程平臺，讓他們在任何時間任何地點按需、多次的學(xué)習(xí)。

由于社區(qū)學(xué)習(xí)者往往只有有限的時間學(xué)習(xí)，設(shè)計合適的課程資源，減輕學(xué)習(xí)過程的認知負擔(dān)，提高學(xué)習(xí)效率則是非常重要的。學(xué)習(xí)者需要處理轉(zhuǎn)化為長期記憶的信息越多，認知負擔(dān)就越高。一種減少認知負擔(dān)的方法就是使用信息化技術(shù)進行教學(xué)，參考文獻[2]中比較了教師授課組和移動技術(shù)組的教學(xué)，結(jié)果顯示使用移動技術(shù)有更好的學(xué)習(xí)成就感以及更低的認知負擔(dān)。

課程材料還需要進行微型化設(shè)計，以適合社區(qū)學(xué)習(xí)者碎片化學(xué)習(xí)的需求，通過減少學(xué)習(xí)過程的認識負擔(dān)促進學(xué)習(xí)。我們將電子產(chǎn)品設(shè)計課程內(nèi)容分解成多個學(xué)習(xí)單元，每個單元又分解為若干主題單一的微型模塊，每個微型模塊都提供學(xué)習(xí)目標和測試，當(dāng)學(xué)習(xí)者完成某個學(xué)習(xí)單元的學(xué)習(xí)，提供給他們帶有總結(jié)性的實踐練習(xí)，以實現(xiàn)各個微型模塊的有機關(guān)聯(lián)。

三、《電子產(chǎn)品設(shè)計》移動微型課程開發(fā)

課程在移動課程平臺超星學(xué)習(xí)通運行。選擇此平臺是因為這是一個開發(fā)較為成熟、功能較為全面的課程管理和傳送系統(tǒng)，能很好的支持交互。除了可以存儲課程演示課件，視頻，進行作業(yè)發(fā)放、測試，還可以收集提交的電子報告和作業(yè)，分析學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)行為、記錄并分享學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果。

1.學(xué)習(xí)單元設(shè)計

《電子產(chǎn)品設(shè)計》課程要求學(xué)習(xí)者掌握常用電子產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)板的應(yīng)用、電子產(chǎn)品的軟硬件調(diào)試、使用仿真軟件進行輔助設(shè)計、加工方法和工藝的操作技能、電子儀器儀表的使用。我們以高職院校電子產(chǎn)品設(shè)計課程為基礎(chǔ)進行開發(fā)，對現(xiàn)有課程資源進行二次改造，將體系化資源轉(zhuǎn)化為碎片化資源、靜態(tài)資源轉(zhuǎn)化為動態(tài)資源[3]，引入身邊電子產(chǎn)品設(shè)計實例，有效激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動機和興趣。課程內(nèi)容分為九個學(xué)習(xí)單元，如表1所示。

針對每個學(xué)習(xí)單元，還可以再分解為若干微型模塊，每個模塊目標單一，內(nèi)容短小實用，即可獨立運行，又同時服務(wù)于一個主題。以學(xué)習(xí)單元九中智能避障小車為例，可進一步分解為：最小系統(tǒng)模塊；LED燈閃爍；顯示模塊；直流電機控制模塊；步進電機控制模塊；循跡模塊；避障模塊。通過移動課程平臺，學(xué)習(xí)者可以一目了然看到分解的各個知識點之間的關(guān)系，并規(guī)劃好自己的學(xué)習(xí)路徑。微型模塊包含以下幾部分內(nèi)容，允許學(xué)習(xí)者以不同的方式體驗課程知識。

在線課程講義：知識點的理論說明以及操作步驟圖解，單元電路設(shè)計，電路參數(shù)計算方法、使用的元器件清單及指標說明。對相應(yīng)功能電路的仿真設(shè)計、原理圖設(shè)計，源代碼等。

學(xué)習(xí)目標和時間表：微型模塊的學(xué)習(xí)目標，學(xué)習(xí)日歷，作業(yè)和測試的截止時間，以方便學(xué)習(xí)者合理規(guī)劃學(xué)習(xí)。

微視頻、演示課件：制作不超過10分鐘的微視頻和相應(yīng)演示課件，對難理解的部分，提供外部鏈接輔助學(xué)習(xí)。

在線測試題：每個微型模塊平均設(shè)置5個測試題，測試學(xué)習(xí)者完成學(xué)習(xí)后直接獲得的知識。

練習(xí)作業(yè)：設(shè)計了不同難度的練習(xí)作業(yè)，每個作業(yè)都有三個鏈接，分別指向結(jié)果、提示和解決方案。結(jié)果僅顯示最終結(jié)果，暗示指出對應(yīng)主題的課程講義和視頻，鼓勵學(xué)習(xí)者思考。解決方案提供完整的解決思路和步驟，有些還配有視頻，幫助學(xué)習(xí)者順利完成作業(yè)。

2.口袋實驗室

傳統(tǒng)教學(xué)中使用的電子測量儀器、FPGA/單片機實驗箱一般體積較大、功能全面，但只能放在教室使用，無法支持移動學(xué)習(xí)。為解決移動學(xué)習(xí)中的實踐問題，課程設(shè)計了口袋實驗室，讓學(xué)習(xí)者隨時隨地進行實踐項目練習(xí)，如圖1所示?？诖鼘嶒炇遗鋫湟恍﹥r格低、尺寸小、帶USB接口的便攜式測量儀器、各種類型開發(fā)板和學(xué)習(xí)套件（Electronic Pioneer EPI-m102、STEP-MAX10 Altera FPGA、TI MSP430、Tiva C Series、Arduino等），軟件開發(fā)環(huán)境（Labview、CCS、Quartus II等），再搭配一些傳感器模塊電路、擴展功能模塊，可以為學(xué)習(xí)者提供多種實踐應(yīng)用場景。

雖然引入口袋實驗室后需要重新設(shè)計傳統(tǒng)實驗，但這減少了社區(qū)學(xué)習(xí)者的實踐學(xué)習(xí)負擔(dān)，不需要在完成在線學(xué)習(xí)后，再等待另一個時間到特定的實驗教室完成實踐練習(xí)。這種邊學(xué)習(xí)邊實踐的方式提供給學(xué)習(xí)者一種浸入式的學(xué)習(xí)體驗，促進他們更好的理解課程知識及知識的應(yīng)用。

四、課程的實施

獨立式在線學(xué)習(xí)：這是課程的主要學(xué)習(xí)方式，學(xué)習(xí)者獨立學(xué)習(xí)并完成移動微型課程提供的微視頻和測試，使用便攜式實驗儀器邊學(xué)習(xí)邊實踐。通過移動課程平臺超星學(xué)習(xí)通提供的討論區(qū)和聊天工具，豐富社區(qū)學(xué)習(xí)者之間的交流，提醒自學(xué)進度。

交互式在線學(xué)習(xí)：每周進行視頻會議，總結(jié)各個微型模塊的一些重要內(nèi)容，提供學(xué)習(xí)者和教師面對面提問和討論的機會。即使對社區(qū)學(xué)習(xí)者來說大多數(shù)作業(yè)是可選的，我們也為每次作業(yè)提交設(shè)定了截止日期，鼓勵學(xué)習(xí)者在一定時間內(nèi)連續(xù)不斷的學(xué)習(xí)，通過視頻會議可以讓學(xué)習(xí)者進行實踐類作業(yè)的在線演示和陳述，課程負責(zé)教師進行及時指導(dǎo)和糾正。

線下實踐指導(dǎo)：雖然學(xué)習(xí)者能夠在家中或辦公室使用口袋實驗室完成實踐類項目，同時他們?nèi)钥蛇x擇去辦公室或者實驗室與課程教師見面，以獲得課程實踐項目設(shè)計與驗證方面的指導(dǎo)。因此課程開設(shè)后，會組織三到五次集中研討會，研討會安排在晚上或者周末進行，從而避免和學(xué)習(xí)者的工作時間沖突。

五、結(jié)果與討論

我們對參加電子產(chǎn)品設(shè)計課程的社區(qū)學(xué)習(xí)者進行了問卷調(diào)查，以獲得他們對移動微型課程的體驗和滿意度，如表2所示。

調(diào)查結(jié)果顯示社區(qū)學(xué)習(xí)者能夠體會到使用移動設(shè)備進行學(xué)習(xí)的靈活性，對社區(qū)教育采用移動微型課程進行教學(xué)的方式比較滿意，但對課程在內(nèi)容理解和實踐操作方面存在一定難度?；谶@樣的反饋，我們將在課程中增加提示，以幫助課程學(xué)習(xí)者基于自身技能水平選擇恰當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)材料，改進實踐類視頻，提供更多實例演示和說明，以期提高學(xué)習(xí)者對電子產(chǎn)品設(shè)計移動微型課程的滿意度。

參考文獻：

[1]王洋.社區(qū)教育微課開發(fā)與應(yīng)用研究[D].曲阜：曲阜師范大學(xué)，2016.

[2]Gwo Jen Hwang， Po Han Wu， Ya Yen Zhuang， et al. Effects of the inquiry-based mobile learning model on the cognitive load and learning achievement of students[J]. Interactive Learning Environments， 2013， 21（4）：338-354.

[3]徐海寧，王文婷.基于移動為學(xué)習(xí)視角下的遠程教育發(fā)展思考[J].成人教育，2017，37（6）：31-33.

[4]漆強，劉爽.基于嵌入式系統(tǒng)的“口袋實驗室”設(shè)計[J].實驗技術(shù)與管理，2015，32（12）：97-102.

（編輯：王曉明）