羅西

摘? 要：本文研究目的在于針對新冠疫情防控期間，遠程在線教學的需要，探究一種適合嵌入式操作系統(tǒng)課程的在線教學方式。本文將雨課堂、學習通、釘釘?shù)榷喾N在線教學手段融入嵌入式操作系統(tǒng)的教學過程中，課前推送預習資料，課中實現(xiàn)師生互動，課后布置試題測驗?；诙喾N在線測試平臺，實施形成性和終結性考核與評價，使混合式教學真正落到實處，提高教學質(zhì)量。

關鍵詞：嵌入式操作系統(tǒng);混合式教學;學習通;雨課堂;釘釘

中圖分類號：TP316.2? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：2096-1472（2021）-01-54-03

Abstract： This study proposes an online teaching method suitable for embedded operating system courses in order to meet the needs of online teaching during COVID-19 pandemic. This teaching method integrates various online teaching means， such as Rain Classroom， Xuexitong， Ding Talk， etc. into teaching process of embedded operating system， pushing preview materials before class， implementing teacher-student interaction in class， and arranging tests after class. Formative and summative assessments are implemented by using a variety of online testing platforms. This proposed teaching method ensures a real implementation of blended teaching and high teaching quality.

Keywords： embedded operating system; blended teaching; Xuexitong; Rain Classroom; Ding Talk

1? ?引言（Introduction）

混合式教學是指網(wǎng)絡線上與線下的混合，通過引進面對面教學來改進E-Learning的不足，是傳統(tǒng)教學與網(wǎng)絡化學習優(yōu)勢互補的一種教學模式，是目前高校教學改革的一個重要研究方向[1-4]?；旌鲜浇虒W改革沒有統(tǒng)一的模式，但是有統(tǒng)一的追求，那就是要充分發(fā)揮“線上”和“線下”兩種教學的優(yōu)勢改造我們的傳統(tǒng)教學，改變我們在課堂教學過程中過分使用講授而導致學生學習主動性不高、認知參與度不足、不同學生的學習結果差異過大等問題?；旌鲜浇虒W改革一定會重構傳統(tǒng)課堂教學，因為這種教學把傳統(tǒng)教學的時間和空間都進行了擴展，“教”和“學”不一定都要在同一的時間、同一的地點發(fā)生。在線教學平臺和工具的核心價值就是拓展了“教”和“學”的時間和空間[5-8]。合理地引入在線教學平臺，對于嵌入式操作系統(tǒng)這種理論與實踐結合度比較高的課程來說，無疑是如虎添翼的。

2? ?課程教學目標（Course teaching objectives）

嵌入式操作系統(tǒng)課程是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，屬必修學科專業(yè)課。它以嵌入式實時操作系統(tǒng)為重點講授嵌入式系統(tǒng)相關的知識，培養(yǎng)學生基本的嵌入式系統(tǒng)程序設計與開發(fā)的能力，為學生進一步學習和實踐嵌入式系統(tǒng)相關知識打下基礎。課程配套有深度、有內(nèi)容的實驗實踐活動，由淺入深，實用性強，具有較強的產(chǎn)業(yè)開發(fā)背景，加深學生對理論知識的理解和掌握，提高嵌入式系統(tǒng)相關工程軟件的開發(fā)能力。

嵌入式實時操作系統(tǒng)方面，我們以?C/OS-II為例，分析了其在任務管理、同步和通信以及中斷、時間、內(nèi)存方面的設計思路和代碼，能夠讓學生系統(tǒng)性的快速掌握嵌入式系統(tǒng)的核心原理，具備基本的嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)能力。通過理論和實踐教學，使學生理解操作系統(tǒng)的基本概念，掌握操作系統(tǒng)的核心功能，掌握一種嵌入式操作系統(tǒng)的基本命令和編程環(huán)境的使用，提高解決問題的能力，為以后深入學習本專業(yè)的高級開發(fā)課程打下良好的基礎。課程教學目標如表1所示。

3? ?在線教學平臺（Online teaching platform）

俗話說“工欲善其事，必先利其器”，為了更好地提升嵌入式操作系統(tǒng)課程的在線授課效果及質(zhì)量，筆者在教學實踐過程中融入了多種在線教學平臺，用以實現(xiàn)課程的混合式教學改革。

3.1? ?釘釘

釘釘由阿里巴巴出品，是一款專為全球企業(yè)組織打造的智能移動辦公平臺。利用釘釘進行在線授課的優(yōu)勢很多，授課結束后，可一鍵統(tǒng)計出學生聽課情況，對中途離開或聽課時長過短以及未參與聽課的學生情況一目了然，以便及時與學生溝通。授課有直播回放功能，因特殊情況沒來得及觀看直播的學生可使用此功能。也可以作為學生課后自學溫習的電子資源。因此，本課程的在線授課環(huán)節(jié)使用了釘釘直播授課的方式，取得了良好的授課效果。

3.2? ?雨課堂

雨課堂是清華大學和學堂在線共同推出的新型智慧教學解決方案，是教育部在線教育研究中心的最新研究成果，致力于快捷免費地為所有教學過程提供數(shù)據(jù)化、智能化的信息支持。本課程利用雨課堂中的彈幕、投票等功能活躍了課堂上的師生互動環(huán)節(jié)。

3.3? ?超星學習通

超星學習通是基于微服務架構打造的課程學習、知識傳播與管理分享平臺。它利用超星20余年來積累的海量圖書、期刊、報紙、視頻、原創(chuàng)等資源，集知識管理、課程學習、專題創(chuàng)作、辦公應用為一體，為學生提供一站式學習與工作環(huán)境。學習通中具備防作弊功能的考試方式很好地解決了時下在線考試的需求，本課程的終結性考核采用學習通實施了164人次的在線閉卷考試，取得了很好的效果，并于專業(yè)內(nèi)其他課程進行分享推廣。

4? 在線教學設計與實施（Design and implementation of online teaching）

嵌入式操作系統(tǒng)課程的在線教學設計原則是充分發(fā)揮在線教學平臺的優(yōu)勢，最大程度地提升在線教學的效果，激發(fā)學生的學習熱情，拓展學生獲取知識的途徑，保障形成性和終結性考核的客觀性和公平性?；谶@樣的初衷，課程融入了多種在線教學平臺，包括用于直播授課的釘釘，供學生自學的慕課平臺“中國大學MOOC”，活躍課上師生互動方式以及隨堂測驗的雨課堂，具備防作弊功能的終結性考核平臺超星學習通等等。

4.1? ?課前預習階段

提供給學生自學慕課資源，學生根據(jù)學案提前訪問“中國大學MOOC”，觀看慕課內(nèi)容。針對每節(jié)課前的慕課內(nèi)容，通過雨課堂推送相應的測試題。根據(jù)課前收集到的預習數(shù)據(jù)進行有針對性的教學，有效培養(yǎng)了學生的預習習慣，為課堂講解打下了良好的基礎。教師也可以基于預習測試題的分數(shù)情況，深入了解學情，針對不同學生的自學能力和測試效果因材施教。

4.2? ?課上學習階段

在線教學過程中，借助雨課堂充分進行師生互動、生生互動，包括實時設置問答，在PPT內(nèi)插入涵蓋主觀、客觀、選擇、投票等內(nèi)容的課堂習題。同時可以開啟實時彈幕供學生討論或者呼應教師拋出的話題。實踐證明，新穎的互動方式迎合了學生的獵奇心理，能夠有效地調(diào)動學生的課堂互動參與度。學生不再拘束后釋放了更多的活力和想象力。如圖1所示，一個問題就有26人次的學生彈幕回應。

4.3? ?課后復習階段

每節(jié)課結束后，教師都會在雨課堂平臺上發(fā)布復習測試題。通過課后測試題的答題情況可以及時了解學生對每節(jié)課內(nèi)容的掌握情況。而且借助雨課堂自動批閱客觀題的功能，本課程組織了多次階段性測試，并從中隨機選取五次成績作為學生的一部分形成性成績來源。這樣不僅有效保證了形成性成績的客觀性，也充分調(diào)動了學生自助進行階段性復習的積極性。通過后臺設置答題時間和答題數(shù)量的配比，也可以有效減少學生間的抄襲行為，提高測試的公正性。如圖2所示，從一次課程測試的成績來看，符合正態(tài)分布。

4.4? ?終結性考核

為了確保在線方式的終結性考核質(zhì)量不下降，經(jīng)過多次論證、測試和研討，本課程最終借助超星學習通實施了在線閉卷考試。試卷方面，根據(jù)考試大綱既定策略組卷，每套試卷分為I、II兩個子試卷，子試卷I為單選題、判斷題，答題時間35分鐘，題目亂序、選項亂序;子試卷II為簡答題、編程題，答題時間55分鐘，題目亂序。采用兩個試卷的主要原因在于：第一，試卷I為純客觀題，可確保學生在不用拿起手機的情況下完成答題，便于遠程監(jiān)控學生的考試行為。第二，兩部分試卷的方式可以一定程度地應對意外情況，例如學生斷網(wǎng)影響部分考試，可以單獨重考該部分試卷。第三，將考試內(nèi)容切分開，通過測試時間和體量的配比，可以一定程度地規(guī)避學生的作弊行為。同時為了實施教考分離以及應對突發(fā)事件，本課程設計了五套試卷，由非任課教師隨機選取兩套試卷用于考試，其中一套作為正式試卷，另外一套作為備用試卷。本課程164位考生參與考試，10位監(jiān)考教師分五個考場實時遠程監(jiān)考。從實際效果來看，無論從考試過程的嚴謹性，還是在線閉卷考試的難易度上均與線下教室考試相當。

5? ?課程教學效果（Course teaching effect）

混合式教學改革的目的并不是在線教學平臺的堆砌，也不是在線教學資源的累積。檢驗改革成效的唯一標準就是學生是否能夠真正有效地獲取知識。從這一輪次在線教學以及上一輪次線下課堂教學的學生成績對比，可以一定程度地驗證在線教學混合式改革的成效。如圖3所示，2020年在線教學混合式改革后，課程及格率提升了20%以上，不及格人數(shù)顯著減少，70—89分數(shù)段的學生人數(shù)明顯增多，而且嘗試了新的在線混合式教學模式后的終結性考試成績的分數(shù)分布也呈現(xiàn)了合理的正態(tài)分布。從實踐的結果來看，這種新型的在線混合式教學模式，充分發(fā)揮了多種在線教學平臺的優(yōu)勢，不僅拓寬了學生學習知識的時間與空間，也有效激發(fā)了學生學習知識的動力和效果，最終學生成為課程在線混合式教學改革與實踐的最大受益者。

6? ?結論（Conclusion）

綜上所述，嵌入式操作系統(tǒng)課程與多種在線教學平臺的有機融合，充分發(fā)揮了在線教學的優(yōu)勢，豐富了教學手段，拓寬了“教”與“學”的實施地點和時間;激發(fā)了學生學習知識的動力和熱情，活躍了課堂上的師生互動以及生生互動環(huán)節(jié)，提高了形成性測試的客觀性、及時性以及有效性，方便教師及時了解掌握學情動態(tài)，因材施教，調(diào)整授課內(nèi)容和策略;解決了疫情期間如何公正客觀、高效嚴謹?shù)剡M行實時遠程在線閉卷考試的難題。實踐證明，這是一次對于嵌入式操作系統(tǒng)課程混合式教學改革的有益試探，也是一次前期課程混合式改革理論研究的實踐演練，更是符合當前教育教學改革發(fā)展趨勢的大膽嘗試。在下一階段，將繼續(xù)深入探討和研究教學改革措施，在夯實當前改革成果的基礎上，繼續(xù)探索有益于嵌入式操作系統(tǒng)課程教學效果提升的改革方式和教學手段。繼續(xù)嘗試如何將在線混合式教育的收獲和經(jīng)驗活用到疫情后的線下課堂教學過程中去，繼續(xù)擴大嵌入式操作系統(tǒng)課程的混合式改革成果。

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作者簡介：

羅? 西（1983-），男，碩士，工程師.研究領域：車聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng).