数字化教学资源在高职嵌入式实验课程中的探索

2022-08-10张文强

科技视界 2022年16期

关键词：资源库嵌入式教学资源

张文强闫威

（1.包头铁道职业技术学院，内蒙古包头 014060；2.包头轻工职业技术学院，内蒙古包头 014060）

1 高职嵌入式实验课程数字化教学现状与目的

在新工科背景下，以电工技术、模电、数电和单片机技术为主的嵌入式系统课程作为智能仪器的设计研发基础，对于培养学生设计、应用和创新能力具有至关重要的作用，而作为理论联系实际、提高学生实践能力的实验环节，其重要性不言而喻。

1.1 现状

本文采用目标用户调研和文献资料查阅相结合方式，通过对包头地区示范性高职院校的调查研究分析得出：

（1）实践环节设计不足。目前，嵌入式系统实践教学项目多为验证性实验，实验内容设置落后，实践平台单一，学生操作实验过程机械化、程序化，理实结合度不高，优质的线上实践教学资源不足，缺乏课下实验学习过程，难以引导学生运用理论知识解决实际问题，不利于学生创新能力的培养。

（2）数字化教学手段单一。部分教师学生认为的数字化教学仅仅是幻灯片演示，数字化教学资源的建设也以整理电子化教学素材为主，导致课程系统性不强，教学手段单一化，且实验内容和技能要求关联融合性差，知识内容碎片化，使学生难以形成自主学习意识和整体思维。

（3）数字化建设相对滞后。随着教育部对信息化教学的重视，部分院校对数字化教学资源建设进行筹备工作，但依然存在建设标准不统一，组织架构混乱，系统设计和具体指导契合度底，资源乏味冗余，缺乏共享共建共用的持续性建设理念。

（4）使用效率不高。部分教师受习惯性思维影响，对网络化、信息化教学存在抵触心理，觉得没接触过，还需重新学习备课，因此使用意愿不强。此外，数字化教学资源的“一次性”建设问题、资源的实时性和易用性问题、实验整体设计与实践条件脱节问题、快速检索与数据安全问题等，都不同程度地制约了数字化教学的发展。

1.2 意义

（1）引导学生自主学习，提升实践教学质量。区别于传统实践教学的简单演示和验证，嵌入式实验课程数字化资源建设是将计算机仿真技术融入嵌入式系统实验环节当中，按照实验课程标准，明确学习任务，通过电子学习手册、芯片数据手册等资源引导学生自主学习，充分发挥虚拟仿真实验操作具象性和硬件实验过程真实性的特点，将原本枯燥的实验课程变得形象生动，达到掌握理论知识和提升实验教学效果的双重目的。

（2）促进信息技术和专业教学有机融合，助推数字化教学改革。信息化教学模式以专业课程素质培养和技能提升为目标，利用数字技术和多媒体技术将碎片化的知识罗列转化为集成化、系统化的智能呈现，既要求有体系构建的整体设计，又要有切实可行的指导意见和具体方法，因此就需要高职院校专业教师不断地去探索如何利用信息化手段实现传统实践教学的数字化改革路径。

（3）拓展教与学的时间空间，引导学生终身学习。数字化教学突破了传统的学习模式和教学模式，由粗粒度向细粒度推进，激发学生对嵌入式系统类课程知识探索的兴趣，使学生在线上线下、课前课中课后进行“全天候”学习，突破时间空间壁垒，实现学习自由化，满足学生多样化的学习需求，从而引导学生养成自主学习和终身学习的习惯。

2 建设目标和思路

2.1 建设目标

面对智能制造行业对专业人才的巨大需求和较高要求，遵循“体系设计、合作共建、开放共享、持续完善”的设计原则，致力于构建一个满足专业岗位课程知识和基础技能要求、符合当下对嵌入式工作应用需求、引导学生能自主学习和终身学习的嵌入式实验课程数字化教学资源库，如图1 所示。

本实验课程数字化教学资源库以课程教学大纲为导向，以嵌入式课程实践教学资源建设为核心，依托全面开放的网络平台，优化整合线上优质资源，结合岗位要求和课程特点，建设高质量数字化教学资源，创新数字化资源库的应用模式，以培养学生独立思考意识和创新能力为目的，建成一个基于线上平台运行、共建共享管理与信息化教学改革有机融合的开放式实践教学资源库，实现嵌入式实验课程数字化教学资源库的共建与共享的循环发展，促进智慧学习生态的构建，促使学生更好地适应创新型社会的要求，提升高职教育的社会服务能力，并为现代信息技术课程实践教学的发展和改革提供新的思路和参考。

2.2 建设思路

数字化教学资源库的建设，主要分为数字化平台建设和数字化教学资源库建设两部分。数字化平台既有院校自建服务器方式，又有互联网共享性平台，按照“全面、实用、共建、共享”的建设思路，综合平台功能、时间和成本效应，选定线上共享型专业教学资源库管理平台——“超星” 学习平台来构建嵌入式系统课程数字化教学资源库。此外，“超星”移动客户端构建了“行走的课堂”智慧生态学习模式。学生通过手机App 即可让学习资源从静态变成动态，从线下书本转向线上网络，呈现方式更为生动灵活，让随时随地学习成为可能。建设思路如图2 所示。

3 建设内容

根据嵌入式系统类课程教学大纲要求，基于对本实践课程数字化教学资源的特点进行研究，选取贴近日常生活和工作环境的实验案例，进行实验项目架构、实验仿真设计、数字化资源开发整理等工作，完成教学资源建设。建设框图如图3 所示。

图1 嵌入式实验课程数字化教学资源库

图2 建设思路

图3 实践教学资源库整体框架图

为激发学生研究性学习意识，提升学生解决实际工程问题的能力，培养良好的思维习惯和职业规范，设定的实验项目要充分结合企业现场工作要求，本文以“必须”“够用”和“提升”为度，将内容设计为基本实验、项目实验和开发探究实验三个层次。其中，基本实验是面向基础教学，以培养学生简单实践能力为目标，帮助学生了解并掌握必备知识；项目实验是面向课程设计，以培养学生初级研发能力为主，结合简单外围传感器和执行机构完成特定功能的嵌入式系统设计；开发探究实验是面向电子设计大赛、创新创业设计等，以培养学生创新思维能力为主，强化学生对知识技能的综合运用。项目内容如图4 所示。