鐘玲+牛連強+張志佳+楊德國

摘要：嵌入式產業(yè)的快速發(fā)展促進了對具有創(chuàng)新能力的專業(yè)人才需求，也對教學改革提出了新的要求。文章分析了嵌入式課程教學方面存在的問題，構建了以實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的教學體系。在教學理念上，強調由“教”到“學”的轉變；在教學內容上，強調由“驗證”到“工程項目實踐”的轉變。課程體系采取層層深入、課內外交織互補的方式來全方位調動學生的學習積極性，有效提升學生創(chuàng)新能力。

關鍵詞：創(chuàng)新能力；嵌入式 ；課程建設

隨著全球移動互聯(lián)網大會（GMIC）推出的“TOS+”智能硬件開放平臺戰(zhàn)略，以騰訊為代表的主流IT企業(yè)也展示了智能硬件領域解決方案，這些戰(zhàn)略在很大程度上代表了嵌入式產業(yè)的發(fā)展方向，也帶動了以嵌入式技術為基礎的新興產業(yè)的發(fā)展。推動了市場對嵌入式開發(fā)人才的數(shù)量和質量兩方面的緊迫需求。如何有效地培養(yǎng)學生具有行業(yè)所需的嵌入式開發(fā)能力和創(chuàng)新能力，使畢業(yè)生能盡快適應職場，滿足企業(yè)需求，成為應用型本科院校相關課程教學改革亟需關注的內容。

一、存在的問題

近年來，盡管高等教育經過了一系列的改革，高等學校也在宏觀和微觀上實施了較多的具體改革方案，取得了相當大的效果，但仍存在著不能完全適應社會需求的問題。畢竟，改革的成功不可能一蹴而就。對于嵌入式技術的人才培養(yǎng)和教學活動而言，既存在著一般的共性，也存在著自己的特殊性。為此，我們必須思考并解決如下一些問題。

（一）重“教”向重“學”轉變

應用型本科院校人才培養(yǎng)的目標要求注重培養(yǎng)“強能力、重實踐、高技能”人才。不過，長期以來，工業(yè)化大規(guī)模生產的流水線模式在教育上的影響，“以書本知識為中心、以教師為中心、以課堂講授灌輸為中心”的思想可謂根深蒂固，而在這種教育方式下學生總是被當成被動接受知識的“水槽”。無疑，“教”是使學生獲得知識的一種重要手段，但不能對學生獲得能力提供有力支撐。這是因為除了一些特殊的固有能力外，人的能力是在“學”的基礎上，經過思考、總結和運用知識逐步“練”出來的，正所謂“鍛煉能力”而非“教導能力”或“學習能力”，沒有思考和實踐鍛煉的過程則能力培養(yǎng)無從談起。

因此，無論是教育觀念還是具體實施過程，都需要由重“教”向重“導”“學”及“練”轉變。

（二）完善嵌入式方向

毋庸置疑，信息技術與產業(yè)的發(fā)展速度快過任何其他技術，嵌入式則是其中最具代表性的領域。囿于高校本身的特點和內在運行規(guī)律，其課程設置很難同步于社會需求的發(fā)展。

目前，一般高校僅將嵌入式技術作為一門課開設，而不是一個方向。由于課程設置單一，學生學習嵌入式系統(tǒng)知識時間有限，課堂講授只能重在一般普及性、基礎性知識教育，難以延伸到科研和具體應用。學生學過后往往有一定基礎知識，但缺乏對主流開發(fā)方法和過程的真正了解，沒有相對全面的知識體系和一定的實際應用經驗，也就沒有了創(chuàng)新的基礎。從知識構成和能力培養(yǎng)的一般規(guī)律來看，構建一個完整的專業(yè)方向是解決問題的基礎。

（三）加強實踐性環(huán)節(jié)

盡管高校已經注意到了理論與實踐教學并重的問題，但多數(shù)學校的課程設置仍采取的是以理論課為主，配套一定課時的實驗課方式。

在教學設備和實驗條件不夠充分的初期，這是一種不得已的辦法。而隨著條件的改善，反映出來的問題是教學設備利用不夠充分。更核心的問題是，如此一來，實驗總被停留在對知識的認知和驗證上，無論是實踐內容的設計，還是與實際的工程項目結合的緊密性都不夠合理和充分，自然無法達到提高學生開發(fā)和創(chuàng)新能力目標，難以適應就業(yè)市場對嵌入式開發(fā)及創(chuàng)新能力的需求。

（四）調動和培養(yǎng)學生的積極性與創(chuàng)造性

長期以來，教學研究主要圍繞課程模塊分解、知識體系構成、實驗內容設置等方面進行，教學設計中對學生“主體性”強調不足，也很少考慮針對不同層次學生因材施教及對創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。當學生不能以主體身份參與教學過程時，表現(xiàn)出來的總是被動接受而缺乏積極性，制約著學生的學習和創(chuàng)造熱情，直接影響著學生創(chuàng)新能力的提升。

針對上述問題，有必要研究嵌入式系統(tǒng)方向的課程建設，研究其理論與實踐教學內容與方法，研究有效的課內外結合教學方式，使學生更多地參與嵌入式系統(tǒng)的應用與開發(fā)，進而培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識、主動精神、較強解決實際問題能力的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)應用型人才，更好促進專業(yè)方向建設，形成專業(yè)特色，適應就業(yè)市場的需要。

二、解決問題的思路

從教育理念發(fā)展來看，課程建設正在從“重教”走向“重學”；從課程改革發(fā)展內在邏輯來看，課程建設正在從課程開發(fā)走向課程理解；從教育教學方式變革來看，課程正在從封閉單向走向開放互動。針對嵌入式課程中存在的問題，需從系列課程建設、實踐創(chuàng)新能力提升、學生自主性調動幾個方面進行改革。

（一）構建“基礎理論—應用案例—創(chuàng)新實踐”多層遞進、層層深入的嵌入式課程體系

課程設置對學生培養(yǎng)起著重要作用，專業(yè)能力構建往往需要通過多層次的教學過程不斷強化來實現(xiàn)?；谇度胧较到y(tǒng)技術知識結構內在的關聯(lián)性，在課程體系設計上以講練并重的基礎理論課做先導，在夯實基礎之上，以專業(yè)應用課通過應用案例教學與實踐使學生對相關開發(fā)技術有深入了解和切實體會，最后通過集中的創(chuàng)新實踐課，以實際項目的形式讓學生參與開發(fā)，在解決實際問題的過程中調動積極性，培養(yǎng)主動性，提升創(chuàng)新能力。

（二）通過“三個加強”提升實踐創(chuàng)新能力

以工程性為導向，加強課內實踐教學，加強綜合項目訓練，加強課外開發(fā)實踐。嵌入式本身就是一個實踐性和工程性很強的課程，通過實例化學習更容易領悟知識精髓和真實的工程運作方式。加強學生實驗開發(fā)的訓練，會比灌輸所謂全面的知識產生更好的效果，促進學生從被動接受到變?yōu)橹鲃荧@取的轉變。以實踐為核心組織實施教學，根據(jù)專業(yè)方向要求，研究社會需求重點，據(jù)此綜合配置和整合實踐教學環(huán)節(jié)的內容、手段、方式和方法。同時“課內教學與課外項目互補”，開放實驗室，引入競賽及教師科研項目，作為對課內教學與實踐的有益擴充。

（三）培養(yǎng)學生“自我獲得能力提升的能力”，培養(yǎng)創(chuàng)新意識

教學上，轉變教師觀念，把強調傳授知識轉為強調培養(yǎng)能力，在課堂上給學生思考的空間和獨立解決問題的機會，培養(yǎng)自學能力和解決問題的能力。另外，課程教學只是一個層面，可以針對教學過程中涌現(xiàn)出的一批對嵌入式開發(fā)興趣濃厚、學有余力的學生組建課外興趣小組，讓學生參與到教師科研和競賽項目中來，在實際項目的鍛煉中獲得能力提升，與課內教學互補，建立針對性強的專業(yè)培養(yǎng)方向特色。這樣因材施教、分層次教學，使有興趣的學生有更長的時間和更多的機會進行專業(yè)學習。同時，在實際應用中，必然會遇到課堂講授以外的內容，解決問題的過程，就是一個使學生通過自主學習達到“自我獲得能力提升”的過程，能夠有效引導學生的學習熱情。

三、以實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的教學體系構建

課題組經過幾年的探索與改革實踐，構建了以實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的、課程類與項目類訓練相交織的教學體系，如圖1所示。在教學中推廣有效引導與自主學習和個性化培養(yǎng)相結合的教學方式，將專業(yè)能力培養(yǎng)方式由課堂教學為主、理論教學為主轉為課堂教學與課外興趣小組并行，理論教學與實踐教學并重，做到從基礎到應用層層深入，有效提升了學生實踐創(chuàng)新能力。

該教學體系改線性學習為并行培養(yǎng)，課程類從基礎課到專業(yè)課逐步推進，同時從學生接觸嵌入式技術開始，并行推進課外競賽與科研項目開展，課程類和項目類兩個角度并行，交叉互補，從而完成對學生知識結構的構建及應用能力的培養(yǎng)。

課程類安排的核心是“專業(yè)基礎課→專業(yè)應用課→創(chuàng)新實踐課”層層遞進，同時，在基礎課階段就有意識地加強實踐教學比重。在基礎課方面，實踐性環(huán)節(jié)提升至40%以上，把以“教”為主，變?yōu)椤敖獭薄熬殹辈⒅?，加上以實踐應用為主導的軟件開發(fā)講授與實踐學習，最后以項目訓練收口，輔以并行的課外開發(fā)訓練。

項目類以競賽及教師科研項目等實際課題為依托，發(fā)揮學生自主學習能力，使有學習意愿的學生能得到更深入的實踐與創(chuàng)新機會。課外項目開展時可進行科研方向的分解，明確任務方向和學習側重，以小組為單位，培養(yǎng)團隊精神，加強溝通和交流，培養(yǎng)自學能力。成員選拔機制采用雙向選擇方式，教師擇優(yōu)選拔與學生自愿報名相結合，保證參與熱情和效果。

課外項目采用課余時間靈活機動的形式，并制訂日常管理細則，促進學習效果。規(guī)定每周總結學習和實踐內容進行匯報，并每周指定一名學生做研究報告，向全體成員介紹自己的研究結果和心得，報告過程中由聽講學生自由提問，或教師引導性提問，培養(yǎng)科研習慣，學習科研方法。

四、總結

在分析嵌入式教學存在問題的基礎上，給出了有針對性的解決思路，構建了以培養(yǎng)創(chuàng)新能力為核心、理論與實踐教學層層深入、課內外教學實踐交織互補的教學體系。通過在沈陽工業(yè)大學幾年來的教學實踐，有效調動了學生的學習積極性和創(chuàng)造性，增強了學生的創(chuàng)新能力，學生在全國和省內多次獲嵌入式開發(fā)及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大獎，畢業(yè)生從事嵌入式高端開發(fā)人數(shù)明顯增多，課程改革取得良好效果。

參考文獻：

[1]李超，劉月群，劉曉晶.基于“認證工程師”的模具專業(yè)技能型課程改革與實踐[J].黑龍江教育，2016（3）：36-37.

[2]桑新民，李曙華，謝陽斌.“喬布斯之問”的文化戰(zhàn)略解讀——在線課程新潮流的深層思考[J].開放教育研究，2013， 19（3）：30-41.

[3]高德勝.論道德作為現(xiàn)代教育之代價[J].高等教育研究，2013，34（10）：1-9.

[4]陳克力.突出應用重點強化實踐環(huán)節(jié)——嵌入式系統(tǒng)課程的教學改革[J].高等教育研究，2010，27（1）：45-47.

[5]劉獻君.大學課程建設的發(fā)展趨勢[J].高等教育研究，2014，35（2）：62-69.

編輯/于金苗