丁博+林克正+齊宏卓+張維波

摘 要：針對嵌入式課程的教學(xué)方法，指出現(xiàn)有教學(xué)方法存在的不足，提出一種基于SPOC和翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的嵌入式課程教學(xué)方法，具體闡述基于SPOC和翻轉(zhuǎn)課堂的嵌入式課程教學(xué)方法的四個階段：前端分析、課程設(shè)計、課堂教學(xué)和評價。

關(guān)鍵詞：MOOC；SPOC；翻轉(zhuǎn)課堂；嵌入式課程

文章編號：1672-5913（2017）07-0077-03

中圖分類號：G642

0 引 言

大規(guī)模在線開放課程（massive open online course， MOOC）是基于課程與教學(xué)以及網(wǎng)絡(luò)和移動智能技術(shù)發(fā)展起來的新興在線課程形式。MOOC是一種全新的、更公平的教育模式，它借助互聯(lián)網(wǎng)，通過MOOC平臺的課程講座視頻、嵌入式課程進(jìn)行測試與評估以及師生在線互動，教與學(xué)隨時隨地都可以發(fā)生[1]。然而，MOOC在迅速發(fā)展的同時，由于其自身存在的一些不可避免的問題，使得MOOC飽受爭議。沒有規(guī)模限制、沒有先修條件、MOOC注冊率高而完成率低以及師生不能深入交流等問題日漸凸顯，且難以得到有效解決[2]。因此，MOOC被不斷改進(jìn)，許多新的教學(xué)模式應(yīng)用到MOOC中，彌補之前MOOC的不足，超越了原有的MOOC模式，MOOC已經(jīng)進(jìn)入后MOOC時代。

在后 MOOC時代涌現(xiàn)的一些新樣式中，SPOC最為典型。SPOC（small private online courses，小規(guī)模限制性在線課程）表示小型的、私有的、在線課程，它是針對MOOC來說的，這一概念最早是由美國加州大學(xué)伯克利分校的阿曼多·福克斯教授提出的[3]。與 MOOC相比，SPOC吸收和傳承 MOOC的先進(jìn)思想，將 MOOC的潛能更好地發(fā)揮出來，變革傳統(tǒng)的教學(xué)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對現(xiàn)行課堂的有效翻轉(zhuǎn)，最終提高教學(xué)質(zhì)量。SPOC把學(xué)習(xí)的人數(shù)進(jìn)行了限制，通常限定在幾十人到幾百人之間，不同于MOOC同一課程擁有注冊人數(shù)幾十萬甚至幾百萬，另外，SPOC在MOOC的基礎(chǔ)上增加了教師和學(xué)生面對面的交流。相比之下， SPOC的學(xué)習(xí)活動更加靈活高效，能滿足學(xué)習(xí)者個性化學(xué)習(xí)的需求[4]。

嵌入式課程是信息技術(shù)行業(yè)的核心課程，在國外信息類人才培養(yǎng)中尤其得到重視。目前，嵌入式軟件市場的規(guī)模劇增，已形成一個充滿商機的巨大產(chǎn)業(yè)，并且成為整個軟件業(yè)的發(fā)展支柱[5]。在家電、手機、各種數(shù)碼產(chǎn)品等都向智能化方向發(fā)展的今天，嵌入式技術(shù)越來越成為當(dāng)前最熱門、最具發(fā)展前景的IT應(yīng)用領(lǐng)域，吸引越來越多的工程師投入到這一行業(yè)[6]。本文研究嵌入式課程教學(xué)模式，通過SPOC充分利用MOOC平臺上的教學(xué)視頻資源，并與翻轉(zhuǎn)課堂有機結(jié)合應(yīng)用到課堂教學(xué)中。SPOC與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的方式可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性、增強學(xué)生的動手能力、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，使學(xué)生能夠獨立地進(jìn)行項目開發(fā)和編程。

1 傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題

嵌入式課程是計算機課程的重要組成部分，嵌入式課程包含Linux系統(tǒng)應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計和嵌入式系統(tǒng)案例分析等實踐性較強的多門課程，這些課程采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式存在以下問題：

（1）在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，老師的授課時間有限，只能單方面把課程的內(nèi)容傳授給學(xué)生，沒有與學(xué)生交流的機會。

（2）部分學(xué)生存在惰性，老師講多少就聽多少，并不實際動手練習(xí)，導(dǎo)致僅理解理論內(nèi)容，卻不會實際應(yīng)用。

（3）大部分學(xué)生在實踐活動中虎頭蛇尾，一遇到困難就輕易放棄，沒有解決難題的決心，從而也無法真正的掌握和理解所學(xué)知識。

（4）傳統(tǒng)的教學(xué)模式只重視成績和分?jǐn)?shù)，泯滅了學(xué)生動手實踐的欲望，導(dǎo)致學(xué)生缺乏創(chuàng)新能力。

SPOC和翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的教學(xué)模式提供一個新的思路：如果學(xué)生能夠在課前完成相關(guān)知識的學(xué)習(xí)，就會減少教師課堂講授時間，從而留給學(xué)生更多的時間進(jìn)行實踐、參與交流討論和獲得教師的指導(dǎo)，解決學(xué)生只停留在對理論內(nèi)容的理解、動手機會少、不會將所學(xué)內(nèi)容應(yīng)用到實際的項目開發(fā)中去的問題。

2 基于SPOC和翻轉(zhuǎn)課堂的嵌入式課程教學(xué)方法

基于SPOC和翻轉(zhuǎn)課堂的嵌入式課程教學(xué)方法可以分為四個階段：前端分析、課程設(shè)計、課堂教學(xué)和評價，具體模式如圖1所示。

2.1 前端分析

任何課程開始前都必須進(jìn)行前端分析，這樣設(shè)計出的教學(xué)資源才具有針對性、個性化，因此，前端分析對一門課程設(shè)計的成功與否起到非常關(guān)鍵的作用。本文中，前端分析涉及3個要素，分別為學(xué)習(xí)對象、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)習(xí)環(huán)境。

學(xué)習(xí)對象主要包括學(xué)生年級、學(xué)生已經(jīng)學(xué)過的相關(guān)課程以及對學(xué)過課程的掌握情況。嵌入式課程分為硬件課程和軟件課程，因此課程的設(shè)置應(yīng)該分為3個階段：第1階段為嵌入式硬件開發(fā)，作為嵌入式軟件開發(fā)的平臺基礎(chǔ)；第2階段為嵌入式軟件開發(fā)；第3階段為嵌入式綜合開發(fā)實踐。單片機原理等基礎(chǔ)理論課程是學(xué)好嵌入式硬件開發(fā)的基礎(chǔ)，嵌入式軟件課程包括嵌入式操作系統(tǒng)和Linux系統(tǒng)應(yīng)用等課程，只有將以上課程學(xué)好才能進(jìn)行嵌入式綜合開發(fā)實踐。

教學(xué)內(nèi)容研究應(yīng)該從理論和實際開發(fā)能力兩方面入手。理論方面，對于C語言、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、單片機原理、計算機網(wǎng)絡(luò)等前導(dǎo)課程，教師要在保證理論授課學(xué)時的前提下，適當(dāng)增加或強調(diào)嵌入式開發(fā)中必需的知識基礎(chǔ)，以保證后續(xù)嵌入式開發(fā)課程的順利進(jìn)行。在實際開發(fā)能力方面，教師要強化和規(guī)范嵌入式硬件課程、嵌入式軟件課程、嵌入式綜合開發(fā)實踐課程中的實踐環(huán)節(jié)，為學(xué)生配備齊全的軟、硬件開發(fā)環(huán)境，讓學(xué)生通過動手實踐掌握所學(xué)的內(nèi)容。

學(xué)習(xí)環(huán)境主要包括傳統(tǒng)的課堂教學(xué)環(huán)境和基于MOOC的在線學(xué)習(xí)環(huán)境，將課堂教學(xué)和在線學(xué)習(xí)結(jié)合起來，提高教學(xué)質(zhì)量。

2.2 課程設(shè)計

課程設(shè)計主要包括教學(xué)視頻、教學(xué)大綱、拓展資源、測試作業(yè)幾個部分。根據(jù)教學(xué)需要，教師可以充分利用MOOC平臺上優(yōu)質(zhì)豐富的教學(xué)資源，對其進(jìn)行編輯和整合，設(shè)計成富有邏輯結(jié)構(gòu)的視頻資源上傳到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。教師還可以將電影錄像、電子書、其他資料等作為拓展資源提供給學(xué)生。測試作業(yè)包含測試題和大作業(yè)，測試題至關(guān)重要，學(xué)生可以帶著問題去觀看教學(xué)視頻，也可以看完教學(xué)視頻后做測試題，這樣有助于學(xué)生對重點、難點的理解與掌握，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)質(zhì)量；大作業(yè)用來綜合性的測試學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，需要由一組學(xué)生來共同完成，大家一起討論，相互激發(fā)靈感，這種方式可以提高學(xué)生們的創(chuàng)新意識和團隊意識。

2.3 課堂教學(xué)

課堂教學(xué)階段在整個教學(xué)模式中的地位十分重要。在課程開始前，根據(jù)學(xué)生原有的知識基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)個性和風(fēng)格等信息將學(xué)生進(jìn)行異質(zhì)分組，并選出每個學(xué)習(xí)小組的組長。

課堂教學(xué)的實施過程借鑒翻轉(zhuǎn)課堂模式，翻轉(zhuǎn)課堂是推動師生互動、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的有力手段，真正體現(xiàn)“以學(xué)生為中心”的教育理念。本文將翻轉(zhuǎn)課堂分為兩種形式：一種側(cè)重于分析本次課的重點和難點；另一種側(cè)重于對實際項目進(jìn)行分析和講解。

第一種形式要求學(xué)生在課前通過MOOC平臺上提供的教學(xué)視頻，學(xué)習(xí)嵌入式課程的基礎(chǔ)知識，然后，通過完成測試題驗證對知識點的掌握情況。在課堂教學(xué)過程中，學(xué)生針對教師在課前提出的問題進(jìn)行討論，并采用輪流的方式對本次課的重點和難點進(jìn)行講解。在該門課程的課堂教學(xué)中，每名學(xué)生至少有一次機會講解知識點。最后，教師對課程內(nèi)容的重點、難點進(jìn)行說明，并對知識內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)化的總結(jié)和梳理。

第二種形式通過大作業(yè)的方式，以小組為單位，共同完成一個項目。大作業(yè)是對學(xué)生學(xué)習(xí)本門課程的綜合性考察，嵌入式軟件開發(fā)的作業(yè)可以是多進(jìn)程程序編寫、管道通信、Linux環(huán)境下“生產(chǎn)者與消費者”的實現(xiàn)等。嵌入式實踐開發(fā)的作業(yè)可以是智能家居、智能停車場等。在課堂教學(xué)過程中，小組組內(nèi)成員之間、各小組成員之間針對大作業(yè)的內(nèi)容相互討論，并每組選出一個代表對自己組的作業(yè)完成情況進(jìn)行匯報展示，學(xué)生之間共同鑒賞、互相評價。教師可以在每名學(xué)生展示作品或?qū)W習(xí)成果后進(jìn)行逐一評價，也可在所有學(xué)生成果展示完畢后做最后的總結(jié)，教師最終對學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行總結(jié)和評價。

課后主要是學(xué)生對學(xué)習(xí)進(jìn)行復(fù)習(xí)和鞏固，檢驗自己掌握知識的情況，分享課中學(xué)習(xí)的感悟與收獲。教師則針對大家課上提出的問題進(jìn)行反思和總結(jié)，對課程知識進(jìn)行系統(tǒng)化的梳理和總結(jié)，并根據(jù)學(xué)生課上的表現(xiàn)、反應(yīng)以及學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的意見對課前、課中階段進(jìn)行及時調(diào)整。

2.4 評 價

評價環(huán)節(jié)既要體現(xiàn)評價主體的多元化又要注重評價樣式的多樣化，關(guān)注學(xué)生的效果，采用形成性評價和總結(jié)性評價兩種評價相結(jié)合的方式。

形成性評價包括多個因素：登錄網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的次數(shù)、下載教學(xué)視頻的次數(shù)、課堂出勤情況、課堂討論的積極程度以及小組成員間互評等多個方面。小組成員間互評主要從學(xué)生與對小組其他成員討論問題的情況、參與小組活動情況以及對小組的貢獻(xiàn)等方面出發(fā)，對自己和小組成員作出評價。這種評價方式有利于學(xué)生更好地參與到小組學(xué)習(xí)活動中，能夠提高組內(nèi)成員間合作學(xué)習(xí)的積極性，同時，教師對學(xué)生的評價也同等重要，教師應(yīng)該根據(jù)以上因素對學(xué)生進(jìn)行評價，給出學(xué)生的平時成績。

總結(jié)性評價則主要包括學(xué)生的平時測驗、作業(yè)完成質(zhì)量和期末考試成績。最后，教師根據(jù)形成性評價和總結(jié)性評價的一定比例給學(xué)生最終量化分?jǐn)?shù)。

3 結(jié) 語

嵌入式產(chǎn)品已擴展到生活中的各個角落，嵌入式開發(fā)行業(yè)對從事嵌入式開發(fā)的技術(shù)人才有很高的要求?；赟POC和翻轉(zhuǎn)課堂的嵌入式課程教學(xué)模式，克服了MOOC與傳統(tǒng)教育的弊端，促進(jìn)MOOC資源在高校教學(xué)中的不斷應(yīng)用。這種教學(xué)方法能夠在很大程度上提升了學(xué)生進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的能力，進(jìn)一步滿足嵌入式開發(fā)行業(yè)的人才需求。

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（編輯：史志偉）