數字化教學資源在高職嵌入式實驗課程中的探索

張文強 閆 威

（1.包頭鐵道職業技術學院，內蒙古 包頭 014060；2.包頭輕工職業技術學院，內蒙古 包頭 014060）

1 高職嵌入式實驗課程數字化教學現狀與目的

在新工科背景下，以電工技術、模電、數電和單片機技術為主的嵌入式系統課程作為智能儀器的設計研發基礎，對于培養學生設計、應用和創新能力具有至關重要的作用，而作為理論聯系實際、提高學生實踐能力的實驗環節，其重要性不言而喻。

1.1 現狀

本文采用目標用戶調研和文獻資料查閱相結合方式，通過對包頭地區示范性高職院校的調查研究分析得出：

（1）實踐環節設計不足。 目前，嵌入式系統實踐教學項目多為驗證性實驗，實驗內容設置落后，實踐平臺單一，學生操作實驗過程機械化、程序化，理實結合度不高，優質的線上實踐教學資源不足，缺乏課下實驗學習過程，難以引導學生運用理論知識解決實際問題，不利于學生創新能力的培養。

（2）數字化教學手段單一。 部分教師學生認為的數字化教學僅僅是幻燈片演示，數字化教學資源的建設也以整理電子化教學素材為主，導致課程系統性不強，教學手段單一化，且實驗內容和技能要求關聯融合性差，知識內容碎片化，使學生難以形成自主學習意識和整體思維。

（3）數字化建設相對滯后。 隨著教育部對信息化教學的重視，部分院校對數字化教學資源建設進行籌備工作，但依然存在建設標準不統一，組織架構混亂，系統設計和具體指導契合度底，資源乏味冗余，缺乏共享共建共用的持續性建設理念。

（4）使用效率不高。 部分教師受習慣性思維影響，對網絡化、信息化教學存在抵觸心理，覺得沒接觸過，還需重新學習備課，因此使用意愿不強。 此外，數字化教學資源的“一次性”建設問題、資源的實時性和易用性問題、實驗整體設計與實踐條件脫節問題、快速檢索與數據安全問題等，都不同程度地制約了數字化教學的發展。

1.2 意義

（1）引導學生自主學習，提升實踐教學質量。 區別于傳統實踐教學的簡單演示和驗證，嵌入式實驗課程數字化資源建設是將計算機仿真技術融入嵌入式系統實驗環節當中，按照實驗課程標準，明確學習任務，通過電子學習手冊、芯片數據手冊等資源引導學生自主學習，充分發揮虛擬仿真實驗操作具象性和硬件實驗過程真實性的特點，將原本枯燥的實驗課程變得形象生動，達到掌握理論知識和提升實驗教學效果的雙重目的。

（2）促進信息技術和專業教學有機融合，助推數字化教學改革。 信息化教學模式以專業課程素質培養和技能提升為目標，利用數字技術和多媒體技術將碎片化的知識羅列轉化為集成化、 系統化的智能呈現，既要求有體系構建的整體設計，又要有切實可行的指導意見和具體方法，因此就需要高職院校專業教師不斷地去探索如何利用信息化手段實現傳統實踐教學的數字化改革路徑。

（3）拓展教與學的時間空間，引導學生終身學習。數字化教學突破了傳統的學習模式和教學模式，由粗粒度向細粒度推進，激發學生對嵌入式系統類課程知識探索的興趣，使學生在線上線下、課前課中課后進行“全天候”學習，突破時間空間壁壘，實現學習自由化，滿足學生多樣化的學習需求，從而引導學生養成自主學習和終身學習的習慣。

2 建設目標和思路

2.1 建設目標

面對智能制造行業對專業人才的巨大需求和較高要求，遵循“體系設計、合作共建、開放共享、持續完善”的設計原則，致力于構建一個滿足專業崗位課程知識和基礎技能要求、符合當下對嵌入式工作應用需求、引導學生能自主學習和終身學習的嵌入式實驗課程數字化教學資源庫，如圖1 所示。

本實驗課程數字化教學資源庫以課程教學大綱為導向，以嵌入式課程實踐教學資源建設為核心，依托全面開放的網絡平臺，優化整合線上優質資源，結合崗位要求和課程特點， 建設高質量數字化教學資源，創新數字化資源庫的應用模式，以培養學生獨立思考意識和創新能力為目的， 建成一個基于線上平臺運行、 共建共享管理與信息化教學改革有機融合的開放式實踐教學資源庫， 實現嵌入式實驗課程數字化教學資源庫的共建與共享的循環發展， 促進智慧學習生態的構建， 促使學生更好地適應創新型社會的要求，提升高職教育的社會服務能力，并為現代信息技術課程實踐教學的發展和改革提供新的思路和參考。

2.2 建設思路

數字化教學資源庫的建設，主要分為數字化平臺建設和數字化教學資源庫建設兩部分。 數字化平臺既有院校自建服務器方式， 又有互聯網共享性平臺，按照“全面、實用、共建、共享”的建設思路，綜合平臺功能、時間和成本效應，選定線上共享型專業教學資源庫管理平臺——“超星” 學習平臺來構建嵌入式系統課程數字化教學資源庫。 此外，“超星”移動客戶端構建了“行走的課堂”智慧生態學習模式。 學生通過手機App 即可讓學習資源從靜態變成動態，從線下書本轉向線上網絡，呈現方式更為生動靈活，讓隨時隨地學習成為可能。 建設思路如圖2 所示。

3 建設內容

根據嵌入式系統類課程教學大綱要求，基于對本實踐課程數字化教學資源的特點進行研究，選取貼近日常生活和工作環境的實驗案例， 進行實驗項目架構、實驗仿真設計、數字化資源開發整理等工作，完成教學資源建設。 建設框圖如圖3 所示。

圖1 嵌入式實驗課程數字化教學資源庫

圖2 建設思路

圖3 實踐教學資源庫整體框架圖

為激發學生研究性學習意識，提升學生解決實際工程問題的能力， 培養良好的思維習慣和職業規范，設定的實驗項目要充分結合企業現場工作要求，本文以“必須”“夠用”和“提升”為度，將內容設計為基本實驗、項目實驗和開發探究實驗三個層次。 其中，基本實驗是面向基礎教學， 以培養學生簡單實踐能力為目標，幫助學生了解并掌握必備知識；項目實驗是面向課程設計，以培養學生初級研發能力為主，結合簡單外圍傳感器和執行機構完成特定功能的嵌入式系統設計；開發探究實驗是面向電子設計大賽、創新創業設計等，以培養學生創新思維能力為主，強化學生對知識技能的綜合運用。 項目內容如圖4 所示。

圖4 嵌入式實踐課程數字化教學項目內容

4 結語

本文以學生的專業素養、職業規劃和終身學習需求為出發點， 以鐵路行業特色和技術崗位特點為基礎，以培養學生的探究意識和實踐能力為目標，從使用對象調研開始， 分析確定研究方向和建設思路，明確建設內容和目標，推動優質數字化教學資源的高效利用和整合，促進專業教學建設的信息化改革，探索智慧教學的發展方向和路徑。