摘 ?要：文章以嵌入式技術與應用專業(yè)綜合實訓課程為例，介紹基于OBE理念設計綜合實訓類課程的教學設計和實施過程。該課程以《智能家居》項目案例為依托，并合理分解和重構(gòu)案例，同時基于超星平臺建設線上第二課堂，設計合理的評價考核方案。從教學反饋上看，該模式不僅能提升學生的專業(yè)學習興趣，同時也提高了學生綜合運用知識和實踐動手創(chuàng)新的能力。

關鍵詞：OBE理念;專業(yè)綜合實訓;線上線下

中圖分類號：TP39;G434 ? ? ? ? 文獻標識碼：A文章編號：2096-4706（2021）24-0190-04

Abstract： Taking the comprehensive training course of embedded technology and application specialty as an example， this paper introduces the teaching design and implementation process of designing comprehensive practical training courses based on OBE concept. The course selects the smart home project as the case， decomposes and reconstructs the case reasonably， builds online second classrooms based on Chaoxing platform， and designs reasonable evaluation and assessment scheme. From the perspective of teaching feedback， this model can not only enhance students interest in professional learning， but also improve students ability to use knowledge comprehensively and practical innovation.

Keywords： OBE concept; professional comprehensive training; online and offline

0 ?引 ?言

OBE理念是以學生為中心，成果為導向的教育理念，而綜合實訓課程需要綜合運用所學課程的理論知識、設計軟件和實驗經(jīng)驗，完成實際系統(tǒng)的硬件設計、安裝與調(diào)試、軟件系統(tǒng)的集成，它涉及的知識面廣，需要綜合運用相關知識。本文以OBE理念為起點，針對專業(yè)綜合實訓的課程特點和學生特點，重構(gòu)教學課程體系，合理拆分知識點和能力點，采取線上平臺與線下課堂的混合式教學深模式，構(gòu)建新的課堂教學形態(tài)，進而達成產(chǎn)出目標，最終提升學生的學習積極性和主動性以及創(chuàng)造性，綜合利用專業(yè)知識解決實際問題的實踐動手能力。

1 ?課程教學模式設計

1.1 ?學習成果

OBE理念教學是以學生為主體的成果導向教育，學生需要明確學習目標。嵌入式技術與應用專業(yè)的綜合實訓課程，根據(jù)人才培養(yǎng)方案對職業(yè)崗位及能力的定位，選取企業(yè)在用智能家居項目案例為基礎進行實訓教學，同時將軟件測試融合到各項目案例中，學生通過整學期的綜合實訓完成智能家居項目開發(fā)和測試。學生在課前需要明確了解本課程的學習任務：移動控制門鎖、移動獲取溫、濕度、煙霧報警信息、移動控制報警器、風扇等設備，以及知識和能力要求，并通過課程的分組明確個人需要完成什么樣的項目任務，增強學生學習的興趣、增加學習的動力。

1.2 課程教學目標

根據(jù)OBE理念“反向設計、正向?qū)嵤钡乃悸?，結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標及課程支撐畢業(yè)能力的要素，綜合考慮專業(yè)綜合實訓課程特點，提出了課程培養(yǎng)目標。（1）素質(zhì)目標：具備良好而規(guī)范的編碼習慣;具有項目文檔規(guī)范意識;具備較強的團隊合作精神，能與團隊協(xié)作共同完成任務;具備強烈的責任感、吃苦耐勞的精神和較強的抗壓素養(yǎng);具備良好的自主學習能力。（2）知識目標：熟悉嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)過程;掌握項目計劃方法;掌握項目質(zhì)量保證的方法;掌握項目代碼版本控制與管理;掌握單片機、android和QT應用開發(fā)技術。（3）能力目標：具備系統(tǒng)需求分析的能力;具備單片機應用系統(tǒng)和上層應用程序的開發(fā)和測試能力;具備數(shù)據(jù)庫管理與設計的能力;具備項目管理的能力;能根據(jù)應用場景完成系統(tǒng)需求分析;能分析系統(tǒng)功能并完成系統(tǒng)設計;能開發(fā)C/S模式應用程序;能根據(jù)應用系統(tǒng)設計數(shù)據(jù)庫并管理數(shù)據(jù)庫;能開展項目管理工作;能將所學知識綜合運用，根據(jù)自身優(yōu)勢及興趣，完成單片機與數(shù)據(jù)采集項目、上層應用系統(tǒng)開發(fā)項目、服務器數(shù)據(jù)處理項目的開發(fā)和測試。

2 ?課程案例選取與重構(gòu)

智能家居是嵌入式技術應用的一個典型案例，它通過物聯(lián)網(wǎng)技術將家中的各種設備（如照明系統(tǒng)、窗簾控制、空調(diào)控制、安防系統(tǒng)、門鎖系統(tǒng)、環(huán)境檢測系統(tǒng)）連接到一起，并提供門鎖控制、照明控制、防盜報警、環(huán)境監(jiān)測以及可編程定時控制等多種功能和控制手段。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，同時具有網(wǎng)絡通信、設備自動化，提供全方位的信息交互功能。具體包含：（1）遠程控制。照明設備、報警器等通過Wi-Fi等通信方式接入服務器接，通過APP相連，實現(xiàn)遠程控制操作，在保證屋內(nèi)的安全和節(jié)能要求的同時，也提供給用戶便捷的操作。（2）環(huán)境檢測。采溫濕度傳感器、空氣質(zhì)量檢測傳感器等實時采集家居環(huán)境信息，并根據(jù)用戶設置的閾值進行智能報警，保障用戶家居環(huán)境安全。（3）智能防火。通過對煙火等感應檢測系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)、報警系統(tǒng)以及網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的連動，實現(xiàn)防火監(jiān)測和智能報警。

課程以“智能家居”項目貫穿整個綜合實訓過程，對項目進行合理的分解與重組，劃分為硬件控制子系統(tǒng)、服務器子系統(tǒng)和移動監(jiān)控子系統(tǒng)等3個子系統(tǒng)，其中移動監(jiān)控子系統(tǒng)主要功能應該包括含用戶的登錄和注冊功能、實時顯示家居環(huán)境信息、照明和門鎖等設備的遠程開關控制;服務器子系統(tǒng)主要功能應該包括解析和存儲硬件子系統(tǒng)、移動控制子系統(tǒng)上傳數(shù)據(jù)信息，提供調(diào)用接口和控制頁面;硬件控制子系統(tǒng)主要完成智能家居硬件設計與集成和功能實現(xiàn)應該包括設備控制、環(huán)境檢測、數(shù)據(jù)上傳等功能。學生以組為單位，根據(jù)特點與興趣導向，分工完成子系統(tǒng)開發(fā)，最后將3個子系統(tǒng)集成完整的智能家居項目，結(jié)構(gòu)圖如圖1到圖4所示。

3 ?線上資源建設

3.1 ?線上線下混合式教學設計

針對線上線下混合教學模式，將現(xiàn)有的教學資源，項目案例拆解成合理的教學模塊及知識點，設計并制作對應的教案、PPT、視頻等教學相關材料，線上課程界面如圖5所示。

3.2 ?利用超星教學平臺完成線上學習內(nèi)容的建設

根據(jù)全新的線上和線下的混合式教學過程，同時結(jié)合線上平臺多樣化、靈活性強、移動式學習等優(yōu)勢，設計微背景、微目標、微案例、微互動、微拓展、微實訓、微小結(jié)、微視頻、微資源九微環(huán)節(jié)。充分利用線上建設的資源及功能幫助實施課堂教學中的互動討論法、理論補充、課堂效果評價等，引導學生自主學習。如第三方框架的OkHttp的學習和使用通過微拓展方式，引導學生自主學習，提升解決問題的能力。

3.3 ?線上學習與線下實踐操作結(jié)合的實施方式

利用超星線上平臺給學生必要的短視頻學習資源，通過試題檢測，互動討論檢驗基礎知識的掌握程度，讓學生在提升動手實踐能力的基礎上，加強課程關聯(lián)知識的自我升華，進而實現(xiàn) “基礎知識—職業(yè)技能—素養(yǎng)”的綜合提升。將案例開發(fā)實現(xiàn)的關鍵的技術制作5 ～ 10分鐘的小視頻，簡單的動畫等，如使用繼電器實現(xiàn)照明設備的控制的連線和功能實現(xiàn)等。

3.4 ?成績評定的階段化、過程化

綜合實訓的課程側(cè)重于項目的完成度，學生的動手能力的提升上。設計合理的考核評價體系統(tǒng)，將成績分為線上考核和線下階段考核成績，其中線上成績包含線上作業(yè)、課程視頻學習的學習次數(shù)、學習時長、簽到、互動次數(shù)等。線下階段成績根據(jù)項目的完成度來綜合評價。

4 ?教學實施

教學的實施劃分為：項目的需求分析與管理、系統(tǒng)硬件子系統(tǒng)設計與集成、服務器子系統(tǒng)設計與實現(xiàn)、移動控制子系統(tǒng)設計與實現(xiàn)和系統(tǒng)集成與測試等五部分內(nèi)容。 其中：項目的需求分析與管理階段：包括系統(tǒng)的需求分析和概要設計、軟件項目管理的概念以及搭建碼云代碼管理平臺及內(nèi)網(wǎng)穿透方案實現(xiàn)，在本階段不僅從技術上選擇合理的方案完成項目的整體設計，也從項目管理的角度啟動項目管理。完成項目的需要分析并編寫需求分析報告，完成碼云GIT代碼托管平臺的創(chuàng)建和使用，完成內(nèi)網(wǎng)穿透平臺的搭建與使用。系統(tǒng)硬件子系統(tǒng)設計與集成階段：根據(jù)項目的需求分析選擇合適的模塊，完成智能家居項目所需要的硬件支撐平臺的搭建與集成。完成選擇STC89C52、Ardunio、STM32等為主控制單元，集成繼電器模塊、普通照明LED燈、DT06 Wi-Fi模塊、5 V風扇模塊、12 V煙霧檢測模塊、報警器模塊、DHT11溫濕度檢測模塊、萬能板或HOT51單片機開發(fā)箱等模塊完成硬件子系統(tǒng)的硬件設計與集成，并完成硬件子系統(tǒng)功能程序設計。服務器子系統(tǒng)設計與實現(xiàn)階段：搭建系統(tǒng)所需服務器平臺，支持本地訪問和遠程訪問（內(nèi)網(wǎng)穿透），學生完成采用QtCreator開發(fā)工具，搭建項目的服務器平臺，分別采用TCP和HTTP通信實現(xiàn)與硬件子系統(tǒng)與移動子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互。設計服務器與硬件平臺的16進制數(shù)據(jù)通信協(xié)議，服務器與移動子系統(tǒng)的基于JSON格式的數(shù)據(jù)通信協(xié)議，完成ER圖的繪制，數(shù)據(jù)庫的設計與實現(xiàn)，完成功能代碼的編寫與實現(xiàn)等。移動控制子系統(tǒng)設計與實現(xiàn)階段：實現(xiàn)環(huán)境信息的移動實時顯示和歷史功能，以及設備的移動控制功能，學生完成移動控制子系統(tǒng)的需求分析、UI設計，采用OkHttp框架實現(xiàn)與服務器子系統(tǒng)的HTTP數(shù)據(jù)通信，實現(xiàn)溫、濕度、光強等環(huán)境信息的實時數(shù)據(jù)顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢顯示和門鎖、報警等設備的遠程開關控制等功能的編碼和實現(xiàn)。系統(tǒng)集成與測試階段：集成硬件子系統(tǒng)、服務器子系統(tǒng)和移動子系統(tǒng)的集成，并采用黑盒測試方法，編寫測試用例，對系統(tǒng)的功能進行測試，發(fā)現(xiàn)并修復BUG，同時根據(jù)文檔模塊編寫測試報告和實訓報告等，學生作品如圖6所示。

5 ?考核評價研究

專業(yè)綜合實訓課程以培養(yǎng)學生的綜合運用專業(yè)知識，完成智能家居項目的開發(fā)的能力為目標，課程考核方式以過程考核為主，理論考核為輔，將考核分為線上和線下兩個模塊進行，具體如表1所示。

6 ?結(jié) ?論

本文以嵌入式技術與應用專業(yè)的綜合實訓課程為例，介紹基于 OBE 理念進行專業(yè)結(jié)案合課程設計和實施過程。該課程通過完成能家居項目開發(fā)為結(jié)果導向和以學生實踐能力提升為中心，確定課程的教學目標，將項目案例合理的拆分和重構(gòu)，并依托超星平臺建設線上教學第二課堂，實現(xiàn)線上線下的混合式教學，重視教學的實施全過程，設計合理的教學考核評價標準，結(jié)合實際的教學過程構(gòu)建專業(yè)綜合實訓的教學方法，從教學反饋分析可知基于OBE理念的專業(yè)綜合實訓教學改革不僅能激發(fā)學生的學習興趣，而且能提學生的創(chuàng)新能力和實踐動手能力。

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作者簡介：艾瓊龍（1982—），男，漢族，湖南長沙人，講師，碩士研究生，研究方向：嵌入式應用技術。