教育信息化在《嵌入式应用》课程的运用与探讨

文/广东水利电力职业技术学院 梁文祯



教育信息化在《嵌入式应用》课程的运用与探讨

文/广东水利电力职业技术学院 梁文祯

嵌入式技术具有裁剪性、强实时性、统一接口、操作方便、简单、提供友好的图形GUI和图形界面、追求易学易用和强稳定性等特点，被广泛应用于消费电子、智能家电、网络设备、医疗仪器、航天设备和工业控制等领域。许多高职高专电子信息工程技术专业和物联网应用技术专业将《嵌入式应用》课程列为专业核心课程。学生如何学好这门课程对就业产生极大的影响，也成为这两门专业教学改革的重要组成部分。《嵌入式应用》课程基于工作过程系统化进行开发，在从新手到专家、从简单到复杂的教学过程中，使得知识、技能和价值观的学习实现融合，集成于一体，取得良好的教学效果。工作过程系统化课程强调两个问题：一是课程内容如何选择，二是课程内容如何排序。而教育信息化强调教学手段科技化、教育传播信息化、教学方式现代化。如果将工作过程系统化和教育信息化进行有机组合，《嵌入式应用》课程的教学改革将取得更好的教学效果。

一、教育信息化改变教学手段

一是电子课件。按照工作过程系统化课程开发的原则和方法，每一学习领域由3个以上、同一个范畴的有逻辑关系的工作过程——学习情境构成。学习情境一部分选自授课教材，另一部分选自典型工作任务案例。教师需要对教材和典型工作任务案例进行选取和排序。对于授课教材内容，电子课件无需照搬照抄教材内容，这样只会让学生淡化教材的作用，失去对教材的依赖，以后遇到问题都不懂得“翻书”。采用“引导式”和“提问式”等教学方式更适合制作这类教学内容的电子课件。对于典型工作任务案例，电子课件需要将任务要求、教学目的、教学内容、实操步骤和实操现象完整展示出来。这些“无书可查”的案例以校本教材形式组成起来，丰富教学资源。

对教学内容进行选取应注意高职学生的智力特点，使学生掌握过程性知识，有利于形象思维的锻炼。例如，学习安卓视图组件，包括组件的概念、作用、属性、方法和事件。对于形象思维的受众对象，不善于接受这种符号系统，对学习内容产生排斥。如果把视图组件与员工信息登记这个环境联系在一起，受众对象通过这个学习情境学习视图组件，就更容易接收各种视图组件的作用、属性、方法和事件，更容易掌握各种视图组件的应用过程，解决“怎样使用”和“怎样更好地使用”视图组件。

对教学内容进行排序应注意3个维度、6个要素和6个阶段。3个维度包括专业能力、方法能力和社会能力。学习过程不是简单地学习教材的知识点，而是工作过程中技能、知识和态度如何整合起来。要求学生学会“做什么”、学会“如何做”、学会“做得更好”，更要学会“一起做”。6个要素包括对象、内容、手段、组织、产品和环境。它们始终处在不断的变化之中，除了让学生学会本课程的所有学习情境，还得让学生明白学习情境之间的平行、递进和包容关系。以科学发展的眼光预测6个要素在变化的情况下，如何利用已习得的3个维度的能力解决新问题和新困难。6个阶段包括资讯、决策、计划、实施、检查和评价。学生学会一个学习情境，就掌握一个学习经验。当面对类似的问题时，学生能够利用习得的经验来解决。但是当面对复杂的问题时，学生就会显得“缺乏经验”。这种情况下，一种熟悉而有效的思维过程有利于指导学生解决这些复杂问题。

二是教学视频。教师可以将每节课的教学内容拍成教学视频，最终形成视频公开课。学生通过教学视频完成课前预习、课后复习和远程学习等学习活动。教师也可以把围绕某个知识点或技能等的单一教学任务拍成微课。不超过10分钟的简短教学视频，主题突出、内容具体、趣味创作，更容易实现“学生全程集中注意力”。学生学习知识和技能不受时空的限制，学习场合和学习形式在不断变化中。

三是动画。动画以一个场景形式展示学生内容。例如，动画可以将嵌入式实操训练的步骤和硬件连接展示出来。动画也可以制作成交互式，让学生进行动手操作。例如，动画要求学生拖拉图形模拟硬件连接，再提示学习者是否操作正确。可见，动画有利于学生进行虚拟学习。

四是模拟器仿真。学习者根据教材内容可以在电脑上搭建安卓开发环境，同时也完成模拟器的搭建。安卓模拟器能够完成安卓操作系统绝大部分功能，除了蓝牙、GPS和前后摄像头等与硬件有关系功能。学生可以通过模拟器进行模拟学习。

五是论坛、QQ群、微信群和微博。与校企使用单位共建论坛、QQ群、微信群和微博。这些网络平台不仅提供教师和学生交流信息的环境，还有企业工程师参加，更前沿的信息扩展学生的视野，更专业的回答解决实际问题，更准确的行业发展趋势。

六是以“手机APP——网络课程——微信公众号”的网络架构模式，解决学生获取教学资源的困难，如图1所示。当教师准备丰富的教学资源时，还需要解决一个实际问题——“如何获取”。在机房中，学生可以通过网络课程获取全部教学资源；在多媒体课室中，学生可以通过投影仪观看教学资源；在普通课室，难道要学生看着U盘吗？手机APP和微信公众号让学生的手机立刻变成一台学习工具，让学生更自由、更容易、更实时获取电子课件和教学视频等教学资源，打通学生获得教学资源的最后一关。

图1 网络架构图

七是网络实操平台。《嵌入式应用技术》以讲解安卓操作系统的应用为主，配合广州天嵌计算机科技有限公司的 Cortext-A8硬件平台TQ210进行实操训练。实操训练需要带备一些工具，包括电脑、电源适配器、TQ210底板、7寸电容屏以及USB延长线等等，还要进行安装、调试和拆卸。本课程团队制作一套网络实操平台，包括实操训练工具、网络摄像头、云服务硬件终端、云服务管理平台、云服务用户终端。实操训练工具、网络摄像头和云服务硬件终端存放在实训室。教师和学生均可以通过云服务用户终端向云服务管理平台申请实操训练，成功申请后可以远程控制实操训练工具，通过网络摄像头观察实操结果。学生除了远程进行实操训练，也可以申请到现场实操训练。同时使用者可以将整个实操过程录下来，可以供教师演示、学生复习和教师点评。当学生实操训练时，教师可以通过云服务用户终端向云服务管理平台申请远程观察，再通过文字和语音帮助学生完成学习活动，实现“一对一”的专门辅导。这套网络实操平台不单改变教师的教学手段，还改变学生的学习方式，教学活动不再局限于上课地点和上课时间，将教育信息化的优势进一步提升。

二、教育信息化提升学习趣味性

加快现代教育技术的应用与融合。老师的角度可以是导游，要进行导学策略的研究；可以是教练，有针对性对不同的教育对象进行训练；也可以是医生，对学生进行及时的诊断。教育信息化不单是要求教师制作一系列教学资源，更注重教师如何运用这些教学资源。电子课件和教学视频等教学资源始终是没有生命，更像一个工具，不同教师在使用同一工具也会产生不同的效果。教育信息化的共享性让教师更容易获得教学资源，照搬照抄不可取，理解精神更重要。

一是教学视频过程适当使用慢动作、放大镜头、360度拍摄等拍摄手法。例如，教学视频只是一个镜头地显示教师在埋头苦干地完成安卓系统烧录到TQ210上。这样枯燥的教学视频勉强算是实现地教育信息化，但是学生对此并不感兴趣，在教学活动过程中只是一种摆设。适合使用慢动作、放大镜头、360度拍摄等拍摄手法，教学视频就像具有灵魂的生命体。例如，在拍摄过程中，对繁复的硬件连接来个慢动作，对细小接线处来个放大镜头，对镜头死角来个360度拍摄，等等。学生在观察教学视频时有种感同身受的感觉。

二是动画增加鼓励性和奖励性的交互。学生对动画产生兴趣，表示学生爱上这个动画。教师需要解决一个问题：“学生为什么会爱上这个动画？”经过实践，动画制作需要满足以下几点要求：第一，动画用于学习，其展示内容要突出课程的教学内容。第二，动画需要交互性，互动会产生交流，交流内容要一直在变化着。重复展示相同内容的动画很容易让学生失去新鲜感。第三，动画在交互过程中不应责备学生、不应批评学生。总的来说，教师应该注重动画的言辞，不应产生任何负能量。学生在交互过程中，成功就奖励，失败就鼓励。再厌学的学生也爱听好话。爱听好话的学生离不开这正能量的动画，学习积极性自然而生。

三是开发一种触控式的题型。电子试卷可以自动改卷，学生很快就能知道自己的学习结果。电子试卷常是把纸质试卷的判断题和选择题直接转成电子版。判断题提供对和错两种单选，而单选题提供A、B、C和D四种单选。这两种题型虽然能够帮助学生学习，但是趣味性一般。为提高电子试卷的趣味性，本课程团队设计一种触控式的题型。它属于填空题的一种，但是答案数量比填空数量还要多，学生只需将答案拖拉到空格上方，不要求很准确的位置，只需答案与空格有一部分重叠就行，立刻弹出对话告诉答案，同时答对就有很丰富的奖品，而答错也有鼓励奖品。例如，《嵌入式应用技术》课程有一个学习情境是讲解如何编写linux硬件驱动。C语言、满屏的代码吓跑了许多学生。当第一次使用触控式题型来学习这个学习情境时，学生给了笔者一个很大的惊喜——一是全部学生都在训练，二是学生的笑容流露出学习的幸福感。

三、成效与结论

基于行动体系对《嵌入式应用》课程进行开发，再有机地融入教育信息化技术，在课程学习的过程中注重培养学生的学习能力，增强他们的自我效能感，让学生在获取知识的过程中，发现自己，肯定自己。经过近几年的教学实践证明，教育信息化促进教师积累更多的教学资源，教师应该更注重如何运用教学资源，才能活化教学资源，让它们成为具有灵魂的生命体。以“手机APP——网络课程——微信公众号”的网络架构模式让学生更容易获得教学资源，打通学生获得教学资源的最后一关。网络实操平台帮助教师和学生进行远程教学、远程学习和“一对一”的专门辅导。教师提升教育信息化的趣味性，还提高学习积极性，增强学习氛围。

责任编辑 赖俊辰

本文系广东省教育厅2013年度广东省高等职业教育教学改革项目(项目编号为20130301034)的阶段研究成果。]