高校在線教學質量提升探索
——以“嵌入式系統設計”為例

宋志強

無錫學院自動化學院 江蘇無錫 214105

如今高校大多采用網絡在線課程和網絡直播教學，網絡平臺擁堵、師生互動不充分等因素會影響在線教育的質量和效果[1]，但在線教學也有優點，傳統課堂上不敢提問的學生在網絡課堂上可能非常活躍，同學們可通過QQ群或微信群隨時提問并得到及時解答。張靜等[2]基于產出導向法，對軍事英語在線教學進行研究，鄭玉瑩等[3]以結構力學課程為例，開展在線教學設計。針對學生監管難的教學困境，文獻[4]提出基于云控制的閉環在線教育模式。目前，對于“嵌入式系統設計”課程或類似在線課程的研究還非常少，本文作者從督導和專任教師兩個角度，先總結所在學校教師上在線課的優點和存在問題，然后提出提升教學質量的總體建議，然后吸收其他教師的優點，以“嵌入式系統設計”課程為例，以成果導向教育為理念，介紹其在線教學設計，以期為其他高校的相關教師提供借鑒。

一、教學現狀

自2021年9月受聘學校教學與學風督導員以來，兩個學期共聽課155次，2021—2022學年第一學期聽課76次，其中線上課45次，線下課31次。2021—2022學年第二學期，學校多數課程前14周采用線上授課的方式，共聽在線課79次。現將情況總結如下：

(一)優點

(1)有些教師課程內容準備豐富，課件制作精美、顏色搭配合理，教師上課語言流暢。思想道德類課程總體而言比較吸引學生，結合案例，聯系實際，課程思政育人氣氛濃郁。

(2)部分教師精神飽滿，語音清晰、標準，語言表達準確，授課過程中及時與學生交流互動。課堂準備比較充分，講解透徹。案例比較豐富，課件內容清晰，能有效引導學生理解與思考。

(3)通過一段時間在線課的摸索，多數教師對課堂掌控力和熟練程度逐漸提高，師生互動自然，有提問，有引導，教學效果良好。知識性、實用性、趣味性兼顧，增強了學生學習興趣。有的教師本著聯系實際、貼緊應用的目的，邀請業內專家連線直播，用最新研究成果介紹學科前沿動態，拉近了學生與知識的距離。

(4)部分教師備課資料豐富，課件制作認真。上課環節合理，先復習上次內容，然后導入新課，讓學生做筆記，增加記憶，防止走神。引入實例分析，教學效果良好。部分授課經驗豐富的老師注重板書、強調師生互動、講解專業，結合實際，對學生理解理論知識有幫助。

(二)問題

(1)剛開始發現部分老師在線課采用錄播方式，學生學習效果不好，因為這樣無法督促學生學習，對于一些不自覺的學生而言，采用錄播方式或讓其觀看MOOC等方式學習，學習效果會大打折扣。由于選用直播平臺的原因，有些直播音質并不是很好，有待改善，以便給學生好的聽覺感受。有的教師兩節課連上，中間不休息，需要考慮學生的接受程度。

(2)部分教師與學生課堂基本無互動，教師對著課件照本宣讀，與學生課堂互動有待加強。特別是剛畢業的博士，這類問題更多，因沒有教學經驗而匆忙上崗會帶來教學質量不高的問題。

(3)有的教師直接在課件上用鼠標寫字、畫圖、寫公式，效果不太好。有的專業課公式較多，有些比較難的公式需仔細推導，讓學生知其所以然，而不是一味地照著課件講一遍完成任務。教學過程缺乏設計，重點、難點不夠突出，課堂效率有待提高，需要把握課堂內容的詳略刪減，用多種實例、不同角度來闡釋觀點，以此突出重難點，講清楚知識點。

(4)多數專業課教師雖然對“課程思政”有一定認識，但在傳授知識時要么沒有將精神、價值融入課程，要么就是生搬硬套。

二、教學質量提升

(一)在線教學總體建議

各類高校自身條件不同，建有平臺的高校要求用統一的平臺上課，而沒有平臺的學校一般由教師自由選擇在線直播平臺。以無錫學院為例，學校規定在線課采用在線直播的方式，教師可利用騰訊會議、QQ群課堂、釘釘直播等方式實時授課，通過學習通建在線課程并發布作業。教師上在線課有一個從陌生到熟悉的過程，總體而言，隨著教師在線直播經驗的積累，在線課教學效果在逐步提高。從聽課感受來講，采用騰訊會議上在線直播效果較好，教師在授課的同時可以通過云錄制的方式將所授課程進行錄制，課后把錄制課程的鏈接在QQ群或微信群共享，供學生們觀看。總體建議如下：

(1)加強考勤管理，除上課前要簽到考勤外，第1節課與第2節課期間也可設置考勤環節，這樣雖然不能從根本上提高學生的積極性，但對于不自覺的同學而言，有督促其學習的作用。

(2)教師要在備足、備好每節課上下功夫。教師要貯備充足的授課內容，通過師生互動，提高學生參加學習的積極性。互動的方式有多種形式，如問題、隨堂測試、搶答等方式。精選案例，加強課程思政和專業思政。

(3)對于沒有統一平臺的學校，教師可采用騰訊會議開展在線教學，為了解實時學生學習動態，建議要求學生開啟攝像頭。為使板書美觀工整，由于直接用鼠標寫字、畫圖、寫公式等效果較差，授課教師可以采用手寫筆。

(4)編寫一本得心應手的教材，以適應“課程思政”教學改革需求。總體而言，專業課教材引入課程思政的較少，在國家大力支持混合式一流課程建設背景下，在線、混合式教學成為常態，編寫一本適合自己教學的教材并逐漸改進、完善，對提高教學質量會有較大的幫助。

(5)對于青年教師，特別是剛畢業的博士，一定要關心其成長，把好教學關。建議學校對新進青年教師開展集中教學培訓、學習，可通過觀看優秀的比賽視頻、邀請優秀教師上教學示范課的方式，幫助其提高教學水平。各專業或教研室可用以老帶新的方法幫助其成長。

(二)“嵌入式系統設計”在線教學設計

《嵌入式系統涉及》平時開展線上、線下混合式教學，以成果導向教育為理念，結合騰訊會議和學習通開展線上教學，使教學達到預期效果。現選擇嵌入式操作系統章節為例，介紹在線教學設計。

1.課前準備

采用騰訊會議授在線直播課，對于周期性每周≥1次且都安排在同一時間的課程，騰訊會議預定周期性課程完成沒有問題，只要先設置“開始時間”和“結束于某天”，然后設置發生于周幾即可。如圖1所示，預約了自2022年8月29日(周一)開始，結束于2022年12月30日，每周一、三上午8：00—10：00的36次課程。若一門課安排在每周一上午8：00—10：00、每周三下午1：30—3：00，則需要預定兩次周期性的會議。

圖1 預定周期性會議

上課前在QQ群發布騰訊會議的上課地址，督促學生在學習通簽到。利用騰訊會議的“導出參會成員”功能，從側面了解學生的學習情況，課前要求學生先在學習通簽到。

2.上課過程

(1)導入新課。先復習已有知識，采用隨堂練習的方式，學生通過手機學習通APP或電腦上網登錄超星教育在線均可答題，隨堂練習答題情況如圖2所示，統計結果能直觀反映學生對已有知識的掌握情況。由舊知識引入新知識，符合學生循序漸進的認識規律，在此由中斷引出嵌入式操作系統內核的概念。

圖2 隨堂練習答題情況

(2)課中，結合精心制作的課件介紹常見嵌入式操作系統Linux、WinCE、Vxworks、RT-Thread等，強調在工業物聯網中，特別是涉及國家安全的場合，將來都要用國產操作系統代替，只有這樣才能做到自主可控。進行嵌入式操作系統知識點講解時，解釋為何采用國產的嵌入式操作系統，引導同學們堅定“四個自信”，增強民族自豪感，在潛移默化中進行課程思政。注意課間休息，緩解學生大腦疲勞。

(3)以案例教學法或任務驅動法進行教學活動。根據學習目標，精心、詳實地組織教學內容。本次課程的重點是國產操作系統RT-Thread在STM32高性能MCU上的移植。通過在線演示給學生做示范，提示移植過程中需要注意的問題。為方便學生課后完成作業，學習通上也有提前錄制的移植視頻，方便學生課后觀看。教學活動結束前，及時歸納本次內容的知識要點，對有共性的問題及時集體答疑解惑。

課程為達到預期的教學效果，對于不同的章節采用不同的師生互動方式。例如，對于一些基本概念、基本理論知識，通過學習通的隨堂練習請同學們參與，既增加課堂氣氛，又可以間接了解同學們的上課狀態。對稍有難度的知識點，采用搶答的方式，調動學生的積極性。啟動騰訊會議云錄制，方便日后學生回看。鼓勵學生利用QQ群或騰訊會議主動回答，積極參與的同學有平時成績加分。

3.課后鞏固提高

每次課程結束后都會通過學習通布置作業。本次課課后作業為基于STM32高性能MCU，實現RT-Thread操作系統的移植，并讓學習提交小結，包括在程序移植、編寫和仿真時遇到哪些問題，自己是如何解決的，有什么收獲或經驗教訓等。通過完成作業，學生們深度學習了嵌入式操作系統移植的方法，體會到了軟件編程容不得半點馬虎，哪怕一個字母的大小寫、中英文標點符號錯誤，程序都無法被正確編譯。通過作業提升學生們自主學習的能力、查找資料的能力、思考能力，讓學生體會到做事要嚴謹、要細心和有耐心，這正好詮釋了“精益求精、敬業奉獻”的工匠精神內涵，達到潤“生”細無聲的課程思政效果。

作業發布后，要求同學們在規定的時間內完成并提交到學習通，對作業中存在的疑問，在課上利用5分鐘左右的時間重點講解。

4.課程資源建設

為了方便教師開展混合式教學，讓學生有更好的學習體驗，開發課件、作業題、仿真電路和源碼、案例視頻、題庫、教學活動等資源，以學習通為平臺建設在線課程包，以適應混合式、在線教學的需求。學生通過Keil軟件開發加Proteus仿真，完成了案例學習和課程實驗，大部分案例都提供了Proteus仿真電路和源碼，方便學生課后自己練習，以達到觸類旁通的效果。

三、效果

通過以上在線教學方式的改進，在學期末學生評教結果為優秀，學生評教結果如圖3所示。學生反映課程對于專業知識的學習起到了重要作用，授課教師教學方法多樣，注重理論和實踐結合，激發了學生的學習興趣，即使是在線學習，同樣提高了自己編程水平和硬件設計能力。

圖3 學生評教結果

結語

“嵌入式系統設計”在線課采用“學習通+騰訊會議平臺”的方式進行，學習通用于簽到、互動答題和課后課件學習、完成作業等，通過騰訊會議開展在線教學、在線提問、講解作業等教學活動，要求學生全程打開攝像頭，這樣可實時觀察學生學習狀態和互動，再通過QQ群進行輔導答疑、討論，多方位與學生增加交流，將課程思政融入專業課的學習之中，取得了較好的教學效果。