高职信息类课程平台探讨

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摘要：针对高职院校学生特点，以Arduino平台课程智能交互设计中“汽车倒车雷达系统设计”项目为例，从教学分析、教学策略、教学实施及教学效果等方面深入探讨如何将教学资源、云平台、信息化手段等与教学设计相结合，深化教学改革，构建信息化技术和手段支持下的高效互动课堂，提高学生的创新意识和创造能力。

关键词：高职院校；智能交互设计；汽车倒车雷达系统

引言：随着科学技术的不断发展，信息技术深度融入教育教学过程，并成为教学发展与教育创新的基础。智能交互设计是笔者所在学校信息工程类专业的一门专业基础课程，旨在培养学生的动手能力，自主学习能力，激发学生的创新设计思维，锻炼学生的独立思考能力和团队协作能力，使学生能够综合运用Arduino单片机、传感器、执行器、硬件设计、软件设计等专业知识和技能，成为满足新时代需要的“人工智能＋交互设计”复合型人才。

1教学分析

1.1学情分析

智能交互设计的教学对象为高职院校信息工程系大一下学期的学生，学生已经学习C语言设计和安卓基础技能等相关课程，具有一定的编程思维、模块化思维和图形化设计基础。学习本项目之前，学生已经接触Arduino单片机、液晶显示器、告警器等传感器和执行器，能够使用创新设计方法、Mixly编程软件、蓝墨云平台、小组合作探究法、软硬件联调方法等继续学习“汽车倒车雷达系统设计”项目。同时，学生对新鲜事物感兴趣，动手能力强，好胜心强，具有一定的观察、分析和解决问题的能力，但是编程能力和排错能力有待进一步提高。

1.2教学内容分析

以企业项目为线索，构建“汽车倒车雷达系统设计”教学情境，利用Arduino单片机和超声波传感器获取汽车倒车所需的距离等数据，利用Mixly图形化软件编程，驱动显示及告警设备，设计并实现汽车倒车雷达系统。

1.3教学目标分析

1.3.1知识目标

掌握Arduino的开发环境和开发语言，掌握超声波传感器的数据输入方式和数据处理方法，软硬件协调方法，掌握项目设计开发流程。

1.3.2能力目标

理论与实践相结合，采用项目化教学方法，使学生能够掌握Arduino程序设计和接口应用方法，能够利用超声波传感器、液晶显示器及告警设备，能够掌握产品项目开发过程。1.3.3素养目标培养学生分析问题的逻辑思维，耐心细致的制作能力，良好的团队合作能力以及有效沟通能力。培养学生热爱生活，善于发现与创新的好习惯。

1.3.4思政目标

培养学生良好的职业道德、职业技能、职业作风和良好的团队合作意识，使其具有新时代职业素养和社会主义核心价值观，具备能够从事Arduino工程师相关岗位的相关素质。

2教学策略

2.1教学理念

以学生为主体，以教师为引导，采用“教、学、做”一体化教学模式，培养学生职业能力，融入新时代职业素养。采用项目化教学模式，以“导→究→练→评→拓”的教学设计，帮助学生掌握基于Arduino的倒车雷达系统设计的知识和技能，助力企业项目建设，融入社会主义核心价值观。

2.2教学手段

采用“一平台、二环境、三结合”的教学方式。使用蓝墨云班课平台，贯穿教学全过程；将硬件开发环境和软件开发环境有效融合，提高教学效果；学生自主学习与教师引导教学相结合，学生个人学习与小组协作学习相结合，线上学习与线下学习相结合[1]。采取多种教学手段增强学生学习兴趣，解决教学难点，提升学生职业素养。

2.3教学方法

教学过程中以企业项目为线索，构建学习情境。综合运用项目驱动法、行动导向教学法、任务驱动法、引导启发式、讲授法等。

3教学实施

以企业项目为载体，结合实际工作情境，教学过程包括课前资源任务发布预习测试；课中“导→究→练→评→拓”五环节的教学活动；课后巩固提升、开拓视野及学以致用。

3.1课前自学

首先，教师引导学生进行智能家居相关产品、技术难点、应用市场以及发展前景等相关市场调研，让学生了解项目背景，激发创新设计思维。其次，向学生推送MOOC、精品课、公开课、视频网站等学习资源。再次，在蓝墨云班课平台发布企业项目“汽车倒车雷达系统设计”任务工单以及课前预习测评；教师设置阶梯式目标，学生收到蓝墨云班课任务提醒后在行动路线指引下，有计划地观看视频、学习讨论、解决疑惑、线上反馈并提交课前预习测评。最后，教师组织建立由学生和老师共同成立的临时教学研究团队，教师根据学生反馈的问题，及时调整教学计划。3.2课中导学课中导学分情景导入、探究学习、任务训练、过程评价、任务拓展等五个方面。在教学过程中以“传帮带”为基本原则对学生进行分组。通过情景导入、问题引入的方法检测学生的学习效果，然后根据课前问题反馈确定课中教学路线。

3.2.1情景导入

某企业希望设计一个汽车倒车雷达系统，通过声音和显示屏提醒距离障碍物的距离。本课以智能家居的应用作为视频引入，吸引学生的注意力，通过汽车倒车雷达动画直观表达任务需求，激发学生兴趣。

3.2.2探究学习

在任务实施之前，需要进一步探究任务实施的相关原理与方法。首先，通过测试考核的方式帮助学生巩固所学知识内容，并解决学生线上学习过程中所遇到的问题。其次，利用蓝墨云班课资源发布及微课视频启发学生如何利用现有传感器执行器等设备设计“汽车倒车雷达系统”；利用头脑风暴的方式引导学生思考设计过程需要什么传感器，需要什么执行器件。最后，采用小组讨论的方式讨论如何设计产品，并分别请小组代表上台讲解分析，在讲解过程中鼓励其他小组同学提问，对于学生不理解或者有问题的地方，教师加以补充解释，并对小组讨论过程评价。

3.2.3任务训练

1）任务下发。明确设计任务的关键环节后，教师设置汽车倒车雷达系统过关任务：第一关，获取汽车与障碍物距离；第二关，系统获取距离后准备告警；第三关，系统根据不同距离设置不同告警模式。任务要求层层递进，过程环环相扣，不断激发学生的动手学习欲望，达到学习目标。

2）硬件设计。学生按照闯关任务要求，进行小组讨论，分工合作。使用实训平台配置Arduino单片机、超声波传感器、液晶显示器、蜂鸣器等硬件设备，并根据引脚连接设计图进行线路连接。使用硬件平台，电路设计易于修改，能有效节省设计时间，提高教学效率。在设计过程中教师进行直播演示，一方面解决后排的学生看不到演示过程的问题，另一方面拉近了与学生的距离，提高了教学效果。同时，教师及时深入课堂，解决学生关心的核心问题和疑虑，助力学生顺利完成闯关任务。

3）软件设计。教师提出“汽车与障碍物距离如何获取”“程序设计流程”等问题，启发学生思考。借助思维导图引导学生按照不同模块设计，化繁为简，由易到难，培养学生分析问题解决问题能力，同时引导学生借助软件平台分模块设计，进一步使用Mixly软件实现具体功能并编译通过。对于软件设计中存在的问题，采用蓝墨云班课统计收集，帮助学生找到软件设计重难点；引导学生查阅软件设计工程文档解决问题，培养学生主动查找资料解决问题的能力。

4）软硬件联调。编译通过后将软件代码下载到硬件开发平台上验证。如果不能正常获取距离并告警，指导学生检查硬件电路、检查软件设计、检查软硬件结合电路接口是否一致等问题，并引导学生记录排错调试过程，养成良好的职业素养。调试修改后，编译直接下载导入硬件开发平台即可，方便调试。学生根据任务工单要求，多次多级联调，观察并记录调试过程，养成良好的职业素养。

5）展示小结。调试通过后，小组将汽车倒车雷达系统设计包装优化。小组设计优化完成后推荐一位学生展示本小组设计作品，其他小组将从技术实现、系统精准、系统平稳等方面综合评价，并借助蓝墨云班课平台投票选出优秀设计团队。教师对小组展示点评，并通过思维导图引导学生总结教学重难点，帮助学生将众多任务知识点构建成知识体系，并将思维导图上传到云班课便于学生课后复习。

3.2.4过程评价

本次项目既注重设计结果也重视过程性评价，通过课前预习尝试、蓝墨云班课在线测试、小组互评、教师点评的方式激发学生学习兴趣；将教学过程工作流程优化，结合理实一体化教学以及测试操作情况，课中进行问题提炼、课堂实操演示、小组课堂汇报、教师评价、综合考核等多方位促进学生学习，及时巩固教学效果。综合课前预习活动、课中练习、课堂实训、小组展示等多元化评价方式，对各个环节利用综合评价系统采用不同权重加权分析得到综合评价结果，为后续教学提供有力参考依据。让学生在学习中更有目标性，进而提高学习积极性，同时通过各种场景设计、程序设计、程序调试、硬件测试、软硬件联调，项目答辩等方式，全方位培养学生的程序理解能力、程序设计能力、问题解决能力等。

3.2.5任务拓展

课后，一方面，学生登录蓝墨云班课，填写项目自我评价表。自我评价表包含课前预习、课中学习、小组合作、团队贡献、项目创新、学习态度等方面。另一方面，教师通过蓝墨云班课检测学生自我评价表数据，动态掌握学生学习情况，并发布课后拓展任务，学生以小组为单位完成拓展任务并在线提交，拓展业务能力[2]。教师通过蓝墨云班课发布微课促进和提高学生自主学习能力，引导学生深入学习与探究，进一步完善作品，并对优秀作品进行展示。同时鼓励学生小组团队进行科研创新，导师带领团队进入工厂进行技术探索和专业研究，激发学生学习兴趣和乐趣，实现“教、学、做、创”一体化。

3.3课后助学

针对拓展任务中的共性问题进行教学总结与反思，并将主要问题发布在教学平台与讨论区，同时深度优化下一步教学内容与设计，提高教学效果与质量。邀请企业家、工程师、行业专家参与课后教学活动，开展关于汽车倒车雷达系统的讲座，传授实践经验，讲述亲身经历，向学生传授“积极进取、刻苦钻研、勇于创新”的工匠精神。同时邀请社团开展电子竞赛活动，举办相关技能竞赛，如机器人竞赛、智能小车竞赛等，带动、刺激、引导学生举一反三、学以致用，更好地促进学生知识素养、能力素养和技能素养的培养，进一步激发学生的自主学习精神，提升学生创新实践能力和创新创业思维意识[3]。

4教学成效与反思

本次教学设计采用线上线下混合式教学模式，并采用翻转课堂的教学理念，借助新媒体通信手段、蓝墨云班课平台和线上教学资源等，坚持“以学生为中心”，坚持教学做一体化，采用了多种教学方法。

4.1学生方面

一方面强化了学生对“汽车倒车雷达设计”专业知识的掌握，使其能对Arduino单片机、传感器、执行器、软硬件联调等知识融会贯通和综合运用；另一方面提高了学生创新思维和创造能力，课后各组都设计出了创新设计作品，部分优秀作品参加了电子竞赛或者职业教育周巡展等，提高了学生创新创业的意识。增强了学生对工匠精神的认识和理解，提高了学生对职业素养的认识[4]；学生积极踊跃地参与创新创业实践活动、参加培训、技能考核；将课程思政元素融入教学过程，润物细无声地培养学生的创新意识和职业素养。

4.2教师方面

一方面不断采用信息化手段和方法，优化和吸收丰富的教学资源和案例，使教学资源库得到更新和扩充；另一方面，教学团队不断优化，形成“企业家+工程师+行业专家+教师”的专业优秀教学团队，采用线上线下混合式项目化教学模式，深化教学改革并推动课程标准的制定，为校企合作、社会服务提供良好的交流平台。

5结束语

本文以智能交互设计课程中“汽车倒车雷达系统设计”项目为例，从教学分析、教学策略、教学实施及教学效果等方面，深入探讨如何将教学资源、云平台、信息化手段等与教学设计相结合，深化教学改革，构建信息化技术和手段支持下的高效互动课堂，改善教学环境，以激发学生的学习积极性，提高学生的创新意识和创造能力。

参考文献

[1]宋二春,张宝,王志敏.基于移动终端和SPOC的混合式教学模式在大学英语教学中的探索[J].信息系统工程,2020(5):164-166.

[2]雷娜.基于蓝墨云班课的“护理药理学”微课教学[J].文教资料,2018(19):211-212.

[3]修晓琴,刘俊莉.基于Arduino平台的高职信息工程类课程改革探索与实践[J].中国教育技术装备,2019(15):50-51,63.

[4]孙六荣.高职生工匠精神培育路径研究:以湖南民族职业学院为例[J].岳阳职业技术学院学报,2019(5):24-27.

作者:修晓琴