项目批次：2023年第一批

项目编号：230700007132853

项目类型：师资培训项目

项目实施背景

1、技术发展趋势

在万物智联的大环境中，技术发展趋势主要包括6G网络的演进、人工智能与物联网的深度融合、开源鸿蒙操作系统以及通感智值一体化等方面。其中，开源鸿蒙操作系统作为面向万物智联时代的终端设备操作系统，通过统一标准确保生态系统的兼容性和互操作性，促进多设备互联互通，在万物智联大环境中具有重要地位。

2、生态建设需求

推动开源鸿蒙生态发展，需要高校产学研的支持，但目前高校缺乏在物联网、嵌入式系统、操作系统等多方向的复合型师资力量。通过校企合作、师资培训等方式，将高校教学资源与企业技术优势深层次结合，有助于加速开源鸿蒙操作系统相关技术在教育领域的应用与推广。

3、轻量化开发场景扩展

如今，边缘计算、智能家居等智联场景对低功耗、高协同、多功能轻量化设备的需求激增，开源鸿蒙系统支持软总线、互操作、一次开发多端部署等技术，并能够灵活裁剪组件，适配从微控制器到高性能处理器的多类型硬件，是轻量设备开发的重要支撑系统。

改革思路及举措

1、核心思路

技术普及与推广：通过培训让教师了解开源鸿蒙操作系统的核心概念、架构设计、设备开发、应用开发及其在万物智联中的应用，促进开源鸿蒙操作系统相关技术在教育界的普及和推广。

提升教师基本技能：通过培训，让教师掌握开源鸿蒙操作系统的基本技能，包括任务管理、内存管理等内核技术，GPIO和I2C等接口技术，ArkTS语言等应用开发技术。

理论实践相结合：培训强调理论知识与其技术实践相结合，使教师能够在真实及模拟环境中学习开源鸿蒙操作系统理论和开源鸿蒙操作系统的编程技术实践，熟悉项目构思到实现的全过程，适应高校教学的发展需要。

采用模块化知识体系设计：将开源鸿蒙操作系统核心技能分解为若干独立的知识单元，每个单元讲解时间限制在10至15分钟，确保教师学习效率。

快速反馈培训效果：培训过程中设置了各个单元的在线测试题，便于培训教师及时快速地巩固学习内容，检验学习效果，提高培训效率。

促进资源共享与交流：通过开放平台，共享培训相关视频、示例代码、PPT等教学资料，促进教育资源共享以及教师间的交流与合作。

2、关键举措

（1）技能提升：该培训注重基本技能，选取了开源鸿蒙操作系统技术中最基础的技术，具体举措如下所述：

以LiteOS基础内核、RISC-V内核Hi3861芯片之上的OpenHarmony轻量设备基本功能开发为主，培养以下技能：

基础知识，包括LiteOS和OpenHarmony的演进过程和现状，系统架构和功能；

LiteOS基础内核功能编程开发，包括任务管理、IPC管理等；

Hi3861结构和功能，OpenHarmony轻量设备基本功能编程与开发技术，包括GPIO输入输出、PWM、I2C通信以及传感器技术等；

轻量设备的WiFi网络编程，MQTT协议和数据上传下载技术。

（2）理实结合

具体举措如下两例：

在OpenHarmony的MQTT应用部分中，除了包含OpenHarmony的MQTT客户端应用编程技术之外，同时讲授MQTT协议、MQTT数据包结构等理论，便于教师深层次理解MQTT应用。

在OpenHarmony的传感器应用模块中，除包含OpenHarmony通过I2C总线读取温湿度传感器技术之外，同时讲授I2C总线的技术，如I2C总线控制时序，I2C总线帧类型和帧格式等。

（3）知识模块化

培训内容以知识块为单位，划分为9个小节16个知识块，具体如下所述：

Section 1: OpenHarmony操作系统概述

OpenHarmony操作系统

交叉开发环境

Section 2: OpenHarmony基础内核（1）

任务管理模块

任务运行与调度

Section 3: OpenHarmony基础内核（2）

动态内存管理

静态内存管理

Section 4: OpenHarmony轻量设备开发基础

系统概览

开发板简介

Section 5: OpenHarmony的GPIO输入输出编程

GPIO输出技术

GPIO输入技术

Section 6: OpenHarmony应用开发（注：该节由徐老师讲授）

Section 7: OpenHarmony的I2C接口编程

I2C接口编程技术

泛Sensor子系统

Section 8: OpenHarmony通信与网络

OpenHarmony的WiFi编程

MQTT基础和OpenHarmony实现

Section 9: 基于OpenHarmony的物联网开发实例

农田自动浇灌系统

化工厂巡检小车

（4）效果评估：通过在线答题及时快速反馈培训效果，用手机扫描二维码即可在线做题，借以检验学习效果。如下是内核差异和开源鸿蒙系统任务管理模块两部分的在线测试二维码。

项目成果、创新点及成效

本项目师资培训工作由教育部高等学校计算机类专业教学指导委员会和全国高等学校计算机教育研究会主办，清华大学出版社和华为技术有限公司协办，通过全国高校计算机类课程能力提升高级研修班（2024年第三期）进行，于2024年4月20日至21日在华为武汉研究所实施。

按照该项目申报书要求，我们在2023年12月制定了该师资培训项目实施计划；2024年2月至3月，在相关领域专家的指导和协助下，对培训内容进一步修改、细化和完善，完成了培训材料的编写和准备；2024年4月招募参培教师，并于当年4月20日和21日进行现场授课和满意度调查。

1、参培人员分布

招募到来自7个省市的26所院校42位教师到场，如下图所示（该图来自自然资源部）。

2、合影和其他相关照片

培训人员合影如下图：

培训现场部分教师照片

3、满意度调查

（1）培训结束后发起了满意度调查问卷，调查项目包括以下题目：

• 您报名参培此次培训的主要动力是什么？

• 您认为本次培训前及培训中的组织工作是否到位？(学习资料发放、实验环境的准备等)

• 您认为本次授课内容是否满足您参培的期望？学习的内容是否能支持您应用于教学以及实践？

• 您认为本次培训授课节奏安排是否合理？

• 您认为本次培训讲师具备丰富的专业知识，课程讲解清晰易懂？

• 本次培训讲师是否注意与学员的交流与互动、实验操作辅导是否认真到位？

• 您认为培训助教在学习指导、答疑等教学工作中认真负责？

• 您认为培训材料的逻辑结构清晰、内容丰富？

• 您是否考虑将本次培训内容融入到教学课程中？

• 您希望与华为生态高校人才发展团队开展哪方面的校企合作？

• 您是否还愿意参加我们后续举办的师资培训活动？

• 后续相关师资培训活动的形式您更倾向于线上培训还是线下培训？

• 本次培训您最满意的部分是？

• 本次培训哪些方面您觉得有待提高？

• 您对培训其他的意见或建议？

• 学校当前在电子领域教学课程里是否有配套的实践课程？

• 如果有，目前是通过什么工具对学生教学的？课时是多少？

• 共回收满意度调查有效问卷21份，平均得分约4.81分。

（2）部分参培教师表示此次培训收获颇丰，体现出良好的培训效果，主要体现在以下几个方面：

技术能力提升：系统掌握开源鸿蒙系统开发技术。培训帮助教师深入理解了开源鸿蒙操作系统的核心架构与开发流程，掌握了应用开发和设备开发，提升了在物联网、智能设备等领域的项目开发能力。

教学改革支持：推动课程内容更新与教学实践创新。多位教师表示将把所学内容融入教学，推荐学生使用开源鸿蒙相关资源，为高校课程改革、教学内容升级提供了新思路。

产教融合深化：搭建校企合作与校际交流平台。华为与高校的联合培训有效促进了产业与教育的深度融合，增强了跨校协作氛围。

组织服务优良：培训内容前沿、组织周密、师资专业。培训内容“详实、深入、前沿”，兼具理论高度与实践价值。讲师团队技术功底深厚，分享精彩，受到广泛认可。会务组织有序，服务周到，体现了华为与清华出版社的专业组织能力。

生态认同增强：激发对开源鸿蒙操作系统发展的信心与参与意愿。教师深切感受到华为“敢为人先”的技术创新文化，增强了对开源鸿蒙操作系统技术发展的认同感。愿意积极参与开源鸿蒙生态建设，推动其在高校乃至更广范围的推广与应用。对华为全连接生态的未来规划有了清晰认知，提升了参与开源鸿蒙操作系统战略技术布局的积极性。

4、为参培老师无偿提供的课程参考书为《HarmonyOS物联网开发基础》和《HarmonyOS物联网开发基础实践》。封面如下图所示。

相关的教学幻灯片、习题及答案、示例代码等相关课程资源可在清华大学出版社官方网站下载。

5、部分在线答题成绩截图

培训过程中有通过在线答题进行互动环节，通过手机扫描二维码即可在线做题，借以检验学习效果。以下为参培老师刘老师的在线答题成绩的截图。

6、参培老师在培训之后通过了开放原子开源基金会的OFCA-OpenHarmony认证考试，并获得证书。

应用及推广情况

课程开设：中原工学院、武汉软件工程职业学院等一些院校以本次培训内容为基础，开设了相关课程。

相关教师应邀参加2024年5月31日至6月2日在江南大学举办的第四届物联网教育高峰论坛并作“本科课程《嵌入式操作系统》教学思考”的报告。该报告内容涵盖了OpenHarmony培训内容应用于物联网专业相关教学中的一些经验和思考。

我校若干本科生通过了开放原子开源基金会的OFCA-OpenHarmony认证考试，并获得证书。

部分参培老师指导学生队伍参加2024-2025年华为ICT大赛编程赛道并取得湖北省赛一等奖及全国总决赛二等奖的优异成绩。

经验总结

1、培训成功关键要素

明确培训目标：设定了清晰、可达成的学习目标和预期成果，用于指导整个培训过程。

精心组织培训内容：由专家和老师共同协商培训内容，选择包括理论和实践的基础技能，并且培训内容模块化。

即时反馈学习效果：通过在线测试、面对面交流等多种形式，促进讲师与参培老师之间的互动交流，即时从参培老师获取学习效果的反馈，调整内容。

制定认证激励措施：完成培训的教师随即参加开放原子开源基金会的OFCA-OpenHarmony认证考试并获取证书，提高了教师未来在教育领域内的竞争力。

鼓励合作与交流：鼓励讲师、参培老师之间建立联系，在未来的教学过程中，教师可在课程设置、课程大纲、课程内容等方面进行积极的合作和交流，延长培训的影响范围，促进新技术的传播和创新。

2、经验启示

重视前期准备与培训需求分析：在设计培训内容之前，和专家、技术员、主办方进行充分的讨论，对开源鸿蒙系统技术发展趋势和参培教师进行调研，充分了解教师们的技术储备、真实需求和水平，提高培训的针对性和实用性。

设计多样化的教学方法：培训过程中，理论讲解、实际操作和项目集成等多种教学方式结合，满足了参培教师不同学习习惯。

共享资源：本次培训的指导用书、培训PPT、培训视频、实验设备等资源，在参培教师中共享，并且建立了微信群，方便教师们课后继续交流心得和解决问题。

3、下一步举措

细化培训计划：根据参培教师的不同专业背景，设计细致的模块化培训计划，以满足不同专业背景教师的不同需求，提升参培教师的获得感，使得每位参与者都能从中获益。

扩大宣传推广：收集并整理本次培训中的产出，包括讲授视频、PPT、在线测试题目等资源，通过社交媒体、教育教学会议等渠道进行宣传推广，带动更多教师参与到开源鸿蒙操作系统培训中来。

案例内容由项目负责人提供

转自 华为ICT学院