基于Zigbee的在线教学设计与探索

摘要：如何利用信息技术手段和现有的教育教学平台有效开展在线教学给教师们提出了挑战。Zigbee课程作为物联网工程专业的专业教育必修课，并且由于其具有硬件实验的特殊性，因此在线上教学的模式下，如何设计有效的教学环节，以保证师生在互联网“云”端高效的开展教学活动和开展实验环节变的至关重要。文章以《Zigbee技术与应用》课程为例，采用O-AMAS教学方法，充分调动学生的在线学习热情和远程实验的积极性，取得了不错的在线教学效果。

关键词：在线教学;Zigbee;O-AMAS

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）09-0114-02

1 引言

为了疫情防控需要，国务院提出了学生延迟开学的通知，随后，教育部提出了利用网络平台进行“停课不停学”的线上教学新倡议[1]。在此背景下，本文以《Zigbee技术与应用》课程为例，介绍Zigbee的在线课程设计和课程开展情况。

《Zigbee技术与应用》课程是物联网工程专业的硬件专业必修课程。在线上教学模式下，学生不具备实验室的平台开发环境，无法保障学生动手实验的情况下，如何有效地进行在线课程的设计变的十分重要。

2 Zigbee在线教学设计

2.1课前预习设计

课前预习是完整的教学活动很重要的一环，在线教学方式下更显得尤为重要。为了让学生更好地完成预习任务，将预习任务以思维导图的形式呈现给学生，让学生有重点地去预习，如图1所示。通过思维导图，也有利于学生将新旧知识连贯起来。同时，会向同学们抛出疑问，由学生去寻找答案，在上课时候进行提问。

2.2  课堂直播教学设计

线上教学，因缺少了师生之间的面对面沟通，如何把握学生的情绪，保证在线教学效果，教学设计就成了最重要的一环。为了提高教学质量，决定采用O-AMAS有效教学模型[2-3]。以第一节课的导入绪论为例，直播课堂设计如表1所示。

网络直播授课，如何让学生更有效的参与到课堂活动中来才是课堂设计的关键。因此，为了能增加共情，提高学生的参与度，在激活环节，选择以歌曲开场，以此达到舒缓气氛和召集学生的目的。接着进入师生互认环节，达到破冰目的。最后，为了进一步提高课堂趣味性，也为了提高学生的疫情防护意识，组织进行疫情知识防护测验环节，适时提高课堂气氛。多元学习环节，主要采取了场景教学，案例教学、课堂提问和知识迁移等多种教学方式，全面提高学生的课堂参与热情，同时可以抓住学生的注意力，提升学习效果[4-5]。每节课内容讲解完毕，会组织进行随堂测验，以巩固课堂所学知识。最后进行直播课堂的总结环节，引领学生绘制思维导图，整理知识脉络。

2.3课后作业设计

课后作业作为教学的重要一环，要做到重点突出，注重效果，有所扩展。同时，还要注意到学生全面在线教学模式下的课业负担。比如绪论这一章，设计的课后作业是细化整理思维导图，重点突出Zigbee技术原理和特点。同时，给学生留下一个实践作业，让学生课下调查疫情下大量使用的体温枪，所使用到传感器类型有哪些，主要技术指标等。作业的提交途径为学习通。通过此次作业，不仅可以在课后巩固知识，也可以提高学生对于Zigbee技术的探索意识。

3教学实施和学生反馈

线上授课的开展采用“钉钉+超星学习通”组合平台。钉钉建立专业学习群展开直播，学生通过钉钉语音和弹幕、聊天参与在线课堂互动。

在首节课的破冰环节，为了提高学生的疫情防控意识，开展了新冠肺炎疫情防控知识竞答环节，学生参与热烈，很快达到了共情目的。然后正式开展教学环节。课上首先检查学生的预习任务，学生将预习作业的完成情况发到群里进行点评。通过学生提交的预习作业情况来看，虽然远程在线授课，但是学生们的学习热情依然不减，预习任务都保质保量地完成。讲解的过程中，为了防止陈述式的课堂变得枯燥无味，会不时地穿插随堂小测验，以活跃课堂气氛，检验学生的学习效果，同时会将全体学生作答的统计信息反馈给学生，以弥补线上授课互动难开展、同伴学习缺失所造成的游离态，合理且“花式”的利用互动工具，真正实现师生之间教与学的同步。随堂测验见图2所示。同时会在课上以随机连麦的方式进行提问，让学生参与回答问题，以通过“提问—回答—反馈”环节，形成师生有效互动的闭环。

值得强调的是，《Zigbee技术与应用》课程与普通理论课程不同，实验环节在该课程中十分重要。但由于在线教学，学生不具备开发板实验的条件，因此在需要进行代码讲解的实验环节，会通过摄像头向学生展示实验器材-CC2530开发板，采用边讲解代码边调试实验的方式进行，通过单步跟踪调试模式，使实验现象与代码的运行阶段一一对应，如图3所示。为锻炼学生的编程能力，使学生真正地参与到实验设计环节，在实验讲解过程中，会提出更改源码功能的要求来让学生在线完成，将学生提交的代码进行现场编译和演示，观看实验现象是否正确，并对其进行解释。通过这种形式，可以弥补学生不能动手操作的不足，加深学生对实验的感受，提升实验效果。

课后作业的发布选择学习通平台，作业的形式多种多样，以巩固课堂所学知识为目的，题型以选择、填空和编程题为主，以知识点的形式进行发布。学生的作业完成统计情况见图4所示。根据调研发现，学生对课程的参与度较高，作业完成的情况和质量也较好。

4结语

突如其来的疫情，使得线上教学模式推广开来。借助于各大在线直播教学平台和各种网络学习平台资源，在线直播教学 得以有效保障。为了提高在线教学效果，采用O-AMAS 教学设计，在强调以学生为中心的教学活动过程中，通过多种灵活的方式开展课堂活动，充分调动学生的线上学习积极性，并通过多种线上活动引导学生自主学习。为了达到课程教学目标，细化每节课的教学分目标，同时为了保证在线教学的教学环节的完整性，个性化设计课前预习先导作业，课堂激活活动，在线课堂测验，实验环节调试和课后紧扣知识点的作业，构筑及时沟通与交流的机制，以提高学生的学习兴趣，最终降低疫情的影响，最大限度实现“停课不停学”的目标。

参考文献：

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[3] 曾艳萍，黄齐林，谢建新，等.基于线上资源和平台的在线教学实践——以电化学基础课程教学为例[J].大学化学，2020，35（5）：141-146.

[4] 李克寒，刘瑶，谢蟪旭，等.新型冠状病毒肺炎疫情下线上教学模式的探讨[J/OL].中国医学教育技术：1-3[2020-04-22].

[5] 徐义爽，王刚，徐婕，等.大学物理线上教学经验总结及效果分析[J].大学物理，2021，40（4）：60-63.

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【通联编辑：王力】