慕课携手“开源硬件” 云端开启“真刀真枪”实验
“我们这个课开了很多年,最大的一个特点就是‘好玩’,或者说,要带领学生跟着自己兴趣‘玩起来’。从一开始,我们就觉得这个课程特色在疫情防控期间的线上教学里不能丢,这也是我们备课时最想做、最想保↓障的事,最终通过开源硬件结合慕课的方式实现了!” “数字电路与嵌入式系统”课程的主讲教师、清华大学工程物理系副教授曾鸣感叹道。
“数字电路与嵌入式系统”课程是清华大学工程物理系本科生专业基础课,是核电子学方』向的主要基础课程,曾获得清华大学年度教学优秀奖等。该课程对应的慕课“ARM微控制器与嵌入式系统”在2017年得到学校支持完成制作并上线,目★前累计选课3.2万余人次,国内有十余所高校使用该慕课开展混合教学和学生科创培训,并于2018年获评“国家精品在线开放课程”。春季学期伊始,面对疫情带来的巨大挑战,该课程充分发挥国家精品在线开放课程的资源优势,将慕课与自主设计的开源硬件(Open Hardware)相结合,在实现有序上课的同时,完整开设学生实验,确保线上教学的高质量开展。
国家精品在线开放课程“数字电路与嵌入式系统”
作为一门理论和实践相≡结合的课程,“数字电路与嵌入式系统”鼓励学生动手实践,特别是学生要在微控制器的系统平台上实际开发、调试,完成属于自♂己一个完整创意设计。考虑到线上教学的特殊性,包括授课▲时间的组织、课堂互动环节的形式等,除了结合课件的传统备课,曾鸣每次都会完完整整地过一遍准备使用的慕课视频,充分考虑视频的在速度、难度上,与清华校内教学的差别,从而控制好教学节奏的差异。课程顺利开课后,课程团队开始将开源硬件的教学系统清点出来,并逐一测试@。
为了让学生们都可以“真刀真枪”实验,他们用电子问卷的方式征集了所有校内选课同学的邮寄地址等信〒息,将教学系统邮寄过去。通过开源硬件的教学系统,曾鸣结合慕课视频和网络讲解,重新规划了后续每一节实验内容,让这个“真刀真枪”的实验课不ξ 掉队!
全国各地的同学收到教学系统
疫情防控期间,“数字电路与嵌入式系统”课程清华校内有37人选课(64学时),慕课选♀课有2439人。在保障教学的同时,曾鸣大胆尝试了将两∩个课堂相结合,并取得了良好的◆教学效果。
一方面,课程基于慕课与在线实时互动开展“混合式”教学。慕课平台资源向所有选课学生开放,校内外选课学生教学进度同步,包括更新课件、提醒︼学习内容、组织微信群讨论等。师生互动采用“慕课讨论区+微信群+Zoom讨论课”的方式进行,激发了校内外学子自主学习的兴趣与热情;另一方面,针对慕课学员的广泛需〇求,课程团队深耕教学资源建设,认真修订、精心制Ψ 作了全新的教学课件,并根据教学系统在网络学堂、学堂在线等平台同步更新,在寒假后期加紧打造推出了“Blazar: 慕课→开放课程与Open Hardware开源硬件”的专题网站(https://www.blazar.org.cn)。网站在2月底正式上▃线,硬件图纸、慕课视频、课件文件、程序例程源码等均对外公开,供学习者和爱好者群体结合慕课自主学习,也提供给其它学校老师们自由使用。课程在服务社会的同时,实现了校内校外两╱个学习群体的相互促进。
2020年课程新版课件,在慕课平台和清华网络学堂∞同步更新
Blazar教学资源网站与全部公开的图纸课件代码
远程指导实验,是对于实验内容、技术经验的巨大挑战。学生搭建嵌入式开发工具链,计算机硬件和操作系统各不相同,当有些奇怪的问题卡出来时,曾鸣会远程指导学生解决,一步步带着学生分析。“把多年的经验都用上了!”曾鸣说道。虽然线上教学为这门课程带来了不少挑战,但同样也充满惊喜。在传统课堂「很难实现的“圆桌”氛围,为线上教学创造Ψ了许多额外的互动维度。
考虑到线上教学非常容易“干货满满”,曾鸣充分考虑同学们的认知规律,在授课过程中特意放慢节奏,停下㊣ 来和学生互动,从而︽更好地掌握整个课程的教学节奏,让同学们切实掌握所学知识。针对疫情防控期间的教学特点,曾鸣强化了学生自主探究学习内容。比如课程在讲完基础部分后,以“xxx中的嵌入式〓系统”为题让学生自主调研。
在线上教学环境下,同学们的参与深度和热情都∩明显更高。从“航天器中的嵌入式系统”“大数据中的嵌入式系统”到“游戏机中的嵌入式系统”,有同学去调研了各种卫星里面的芯片,也有调研Switch游戏机里芯片用的◣是什么、性能怎么样?加上老师即时的点评、提问、讨论,这些都加深了同学们对课程领域的兴趣和认知,也为之后相应☉章节的内容做了非常好的铺垫。
学生自主调↑研网上讨论课报告
“线上教学打破了师生固有的‘身份限定’, 形成了一种教ζ室里很难达到的、大家一起‘同游共学’的感觉。师生的角色在虚拟的课堂里,不知不觉会变得更加平等。”曾鸣说道。一学期的时间,课程会带学生从数字电路入门开始,在掌握→微控制器原理、编程开发方法、通讯和各种模块知识后,在期末真真正正做一个自己的“酷炫”作品出来展示。如同学们所说⌒,基于慕课与开源硬件的混合式教卐学为他们提供了“奇妙”的※学习体验。“老师通俗易懂、幽默风趣的授课方式,让我们对课程内容有了更加清晰、透彻的理解。”同学们纷纷表示。
学生反馈↙词云
“作为教师,育人是第一要务。在这个特殊的时间点,学校全方位推进在线教学,是对之前投入的一个很好的检验,也激励着我们在教学⌒和科研等各个方面更新理念,让形式跟上时代的步伐。总体上,我觉得这是一次非常有」意义的尝试!” 曾鸣表示。
(清华新闻网4月3日电)
供稿:终身教育处
编辑:李晨晖
审核:程曦
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