王寶珠 李文娟

摘要：近年來嵌入式系統(tǒng)憑借著諸多優(yōu)勢逐漸脫穎而出，成為目前應(yīng)用最廣泛的高新技術(shù)之一。為了培養(yǎng)嵌入式系統(tǒng)方面的人才，近年來全國各高校掀起了一股嵌入式系統(tǒng)教學(xué)與實(shí)踐的熱潮。本文針對應(yīng)用型本科嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)中存在的種種弊端，提出以競賽為載體、以項(xiàng)目為驅(qū)動，以競促教、競教結(jié)合，以做導(dǎo)學(xué)、項(xiàng)目驅(qū)動的實(shí)踐教學(xué)改革思路，對嵌入式系統(tǒng)教學(xué)進(jìn)行革新，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性和能動性，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)實(shí)踐型、技能型、創(chuàng)新型、工程應(yīng)用型人才的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng);競教結(jié)合;項(xiàng)目驅(qū)動;實(shí)踐教學(xué);創(chuàng)新人才

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）32-0160-02

應(yīng)用型本科院校以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為主要任務(wù)，培養(yǎng)具有專業(yè)應(yīng)用理論和較強(qiáng)實(shí)踐能力的專業(yè)人才。嵌入式技術(shù)是近些年新興且非常熱門的專業(yè)技術(shù)，它不僅是一門綜合多個領(lǐng)域知識的工程應(yīng)用技術(shù)，也是移動互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)行業(yè)等新興行業(yè)領(lǐng)域的重要組成部分，因此嵌入式軟硬件工程師成了近年來最為熱門的職業(yè)之一，在此背景下，如何能跟上時代的發(fā)展、社會的需要，提高嵌入式系統(tǒng)技術(shù)人才的培養(yǎng)質(zhì)量，不僅對學(xué)生就業(yè)有著重要的作用，也對進(jìn)一步推動相關(guān)行業(yè)的發(fā)展有著深遠(yuǎn)的意義。

1嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的現(xiàn)狀及存在的問題

嵌入式系統(tǒng)具有較強(qiáng)的技術(shù)性、實(shí)踐性及綜合性等特點(diǎn)，學(xué)生普遍感覺學(xué)習(xí)起來比較困難，且學(xué)習(xí)過程中理論與實(shí)踐聯(lián)系不緊密，課程的工程實(shí)踐性很差，畢業(yè)后很難滿足社會相關(guān)行業(yè)的需要，究其原因，主要體現(xiàn)在：

①嵌入式系統(tǒng)課程在教學(xué)中課時分配不合理，理論學(xué)時過多，實(shí)踐學(xué)時偏少，不適合應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

②實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排不合理，過于簡單。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多，學(xué)生自己動手的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)少;單一性基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)多，綜合性開發(fā)實(shí)驗(yàn)少。從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)流于形式，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)只是看著實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書“照葫蘆畫瓢”，設(shè)計(jì)開發(fā)的能力難以培養(yǎng)，課后也無法對所學(xué)知識靈活運(yùn)用。

③嵌入式系統(tǒng)課程知識量大、內(nèi)容多、課時少，導(dǎo)致授課教師往往會將各種知識點(diǎn)“填鴨式”地灌輸給學(xué)生，讓學(xué)生死記硬背，忽視學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)，學(xué)生感覺枯燥無味，無法調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣、主動性和積極性。

④實(shí)踐教學(xué)缺乏實(shí)踐環(huán)境與學(xué)科競賽平臺支持，缺少項(xiàng)目滲透到教學(xué)之中，提升學(xué)生實(shí)踐動手能力。

⑤采用傳統(tǒng)的試卷考核方式，或者開卷或者閉卷，僅僅是對理論知識進(jìn)行考核，以分?jǐn)?shù)高低論英雄，而實(shí)踐環(huán)節(jié)要么不占分?jǐn)?shù)比，要么比例很小，完全忽視了實(shí)踐在該課程中的重要性。

因此嵌入式系統(tǒng)課程的教學(xué)改革成為亟待解決的問題。

2應(yīng)用型本科嵌入式系統(tǒng)教學(xué)改革的措施

應(yīng)用型本科嵌入式系統(tǒng)教學(xué)應(yīng)當(dāng)以實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心，針對嵌入式系統(tǒng)課程體系中理論講授過多、實(shí)踐教學(xué)偏少，而實(shí)踐教學(xué)缺乏實(shí)踐環(huán)境與平臺支持以及學(xué)生學(xué)習(xí)過程中缺乏興趣，積極性不高，考核標(biāo)準(zhǔn)不合理等問題，結(jié)合項(xiàng)目與學(xué)科競賽平臺，以項(xiàng)目為驅(qū)動、以學(xué)科競賽為載體來促進(jìn)嵌入式系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)的改革，滿足社會對嵌入式系統(tǒng)人才的需求，擴(kuò)大學(xué)生就業(yè)面。

2.1以項(xiàng)目為驅(qū)動提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識

采用項(xiàng)目驅(qū)動的實(shí)踐教學(xué)體現(xiàn)了CDIO工程教育的理念，重在“做中學(xué)”，整個教學(xué)過程以項(xiàng)目的形式開展教學(xué)，達(dá)到理論實(shí)踐一體化、傳授知識與培養(yǎng)能力一體化、“教、學(xué)、做”一體化的培養(yǎng)工程人才的目標(biāo)。

將嵌入式系統(tǒng)教學(xué)課程知識點(diǎn)進(jìn)行碎片化和重組，將整個實(shí)踐教學(xué)過程以項(xiàng)目的形式展開，項(xiàng)目的選取與專業(yè)及課程內(nèi)容密切相關(guān)，項(xiàng)目設(shè)置根據(jù)課程內(nèi)容及學(xué)生學(xué)習(xí)程度可大可小，由易到難，由簡到繁，讓學(xué)生易于接受。所設(shè)項(xiàng)目不僅要利用所學(xué)知識與理論，同時也要緊跟行業(yè)相關(guān)需求，注入領(lǐng)域內(nèi)前沿技術(shù)。也可以將一個大項(xiàng)目分成相應(yīng)子項(xiàng)目，對相應(yīng)子項(xiàng)目再進(jìn)行具體的任務(wù)分解，在整個過程中，要求學(xué)生以教學(xué)主體的身份參與進(jìn)來，對項(xiàng)目進(jìn)行系統(tǒng)下的開發(fā)設(shè)計(jì)，最終完成，真正做到以做導(dǎo)學(xué)、項(xiàng)目驅(qū)動，這樣才能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，使學(xué)生能夠在項(xiàng)目開發(fā)的過程中自主的發(fā)現(xiàn)問題、利用課程知識分析問題、進(jìn)而解決問題，既可以達(dá)到學(xué)習(xí)課程知識的目的又可以培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識。

2.2構(gòu)建“學(xué)競一體”的嵌入式系統(tǒng)學(xué)科競賽平臺

“以賽促教、以競促學(xué)、賽教結(jié)合、學(xué)競一體”的教學(xué)方法為培養(yǎng)一批“厚基礎(chǔ)、重動手、善創(chuàng)新”的高素質(zhì)信息技術(shù)人才奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

以學(xué)科競賽為載體，組織成立學(xué)科競賽指導(dǎo)委員會和學(xué)科競賽委員會。教師的教學(xué)理念需要轉(zhuǎn)變，由授課者要向指導(dǎo)者轉(zhuǎn)變，組織和指導(dǎo)學(xué)生參加各級嵌人式系統(tǒng)專題比賽、單片機(jī)設(shè)計(jì)大賽、機(jī)器人比賽、電子設(shè)計(jì)競賽等，組建高質(zhì)量競賽隊(duì)伍和組建高水平教師競賽指導(dǎo)隊(duì)伍。積極參加高水平嵌入式系統(tǒng)相關(guān)賽事，同時學(xué)校也可自行組織相應(yīng)的院級比賽、校級比賽。與學(xué)校密切溝通，完善獎勵機(jī)制，激發(fā)師生的熱情，使學(xué)生在競賽的過程中學(xué)習(xí)相關(guān)知識，既準(zhǔn)確又高效，有力地推動創(chuàng)新型、實(shí)踐型學(xué)生培養(yǎng)。

2.3合理規(guī)劃和設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建嵌入式系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)體系

根據(jù)嵌入式系統(tǒng)為實(shí)踐性較強(qiáng)的課程的特點(diǎn)和具體情況，構(gòu)建“以項(xiàng)目為引導(dǎo)，以競賽為載體，以需求學(xué)理論，以實(shí)踐為主導(dǎo)”的分層次的實(shí)踐教學(xué)體系。將實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行分層次培養(yǎng)。

對于基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)，是根據(jù)課程知識點(diǎn)設(shè)置的一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，需要學(xué)生在實(shí)踐中掌握課程理論及實(shí)踐操作方法，所有學(xué)生必須全部掌握;對于綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，是綜合整個課程的知識，利用實(shí)驗(yàn)室資源，需要學(xué)生構(gòu)造一個具有實(shí)際意義的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)以課程設(shè)計(jì)的形式進(jìn)行，選拔系統(tǒng)性、實(shí)踐性、創(chuàng)新性、工程性較強(qiáng)的學(xué)生。對于研究型實(shí)驗(yàn)，是開放性、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，以實(shí)際的工程項(xiàng)目為依托，學(xué)生自主完成，是使學(xué)生提高探究性學(xué)習(xí)能力，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力及工程實(shí)踐能力。為此我校建設(shè)了電子設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室、物聯(lián)網(wǎng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室以及卓越工程師實(shí)踐中心。

2.4以學(xué)生為認(rèn)知的主體，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)

通過靈活多樣的教學(xué)方法和教學(xué)手段去引導(dǎo)學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)，發(fā)揮學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)活動中的主體地位，由經(jīng)驗(yàn)傳授向啟發(fā)引導(dǎo)轉(zhuǎn)變，增強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)開放性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。

以項(xiàng)目為驅(qū)動的實(shí)踐教學(xué)以學(xué)生為主體，教師的角色是項(xiàng)目經(jīng)理。在項(xiàng)目開發(fā)的初期，教師制定項(xiàng)目計(jì)劃，并將學(xué)生組織成不同開發(fā)小組，分配工作，對項(xiàng)目進(jìn)行拓展與深化;學(xué)生是項(xiàng)目實(shí)施的主體，學(xué)生掌握項(xiàng)目開發(fā)技能，制定項(xiàng)目計(jì)劃、分配資源和控制項(xiàng)目實(shí)施過程。在項(xiàng)目開發(fā)的過程中，實(shí)行組長負(fù)責(zé)制，為激發(fā)學(xué)生的參與熱情與主動性，各項(xiàng)目小組在教師的引導(dǎo)下對團(tuán)隊(duì)成員定期進(jìn)行技能考評。

以學(xué)科競賽為載體的實(shí)踐教學(xué)過程中，教師的角色既是指導(dǎo)老師又是評委，在比賽之初，教師和學(xué)生一起討論方案、方法，提出可行性方案，具體實(shí)施由學(xué)生自己來完成，教師在過程中起監(jiān)督和指導(dǎo)的作用并對其完成情況進(jìn)行評估，提出意見。

2.5改革課程考核方法，突出實(shí)踐過程成績

實(shí)踐教學(xué)的順利進(jìn)行需要完善的實(shí)踐管理制度作為保障，因此，應(yīng)當(dāng)建立全新的評價制度和考核方法。

改變傳統(tǒng)期末試卷考試的考核方法，改變以往考試?yán)碚摽荚囌急却?，?shí)踐實(shí)驗(yàn)操作占比小的狀況，增加實(shí)驗(yàn)課操作的學(xué)分占比。在培養(yǎng)方案中增加參與相關(guān)學(xué)科競賽和項(xiàng)目開發(fā)的學(xué)分，并根據(jù)獲獎等級獲得不等的學(xué)分，根據(jù)在項(xiàng)目組中的工作量獲得不等的學(xué)分，激發(fā)學(xué)生的競爭意識，提高學(xué)生的主動性。與此同時，將嵌入式系統(tǒng)作為主修專業(yè)課的專業(yè)的獎學(xué)金的評定與實(shí)踐操作掛鉤，在相關(guān)學(xué)科競賽中獲獎或在項(xiàng)目組中有重要貢獻(xiàn)的學(xué)生優(yōu)先。

3預(yù)期效果

①推動應(yīng)用型本科院校嵌入式系統(tǒng)教育教學(xué)改革，促進(jìn)創(chuàng)新實(shí)踐型大學(xué)生人才的培養(yǎng)。

②適應(yīng)學(xué)生特點(diǎn)和社會需求，培養(yǎng)出更多的能夠滿足社會需求的嵌入式技術(shù)人才，實(shí)現(xiàn)學(xué)生、社會、學(xué)校的多贏。

③建立符合我校特色的嵌入式實(shí)踐教學(xué)體系，能夠全面提升學(xué)生技能水平和就業(yè)競爭力，讓學(xué)生在實(shí)際的工作或項(xiàng)目中解決問題，真正使學(xué)生“會做”“能做”。

④以科研項(xiàng)目為驅(qū)動+以學(xué)科競賽為載體的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)模式能全面調(diào)動學(xué)生的能動性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，由被動學(xué)習(xí)變主動學(xué)習(xí)。

⑤實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)實(shí)踐型、技能型、創(chuàng)新型、工程應(yīng)用型人才的目標(biāo)。

4小結(jié)

根據(jù)我校為應(yīng)用型本科的特點(diǎn)，結(jié)合嵌人式系統(tǒng)課程的技術(shù)特點(diǎn)，通過開展競教結(jié)合、項(xiàng)目驅(qū)動的嵌人式系統(tǒng)教學(xué)改革與實(shí)踐，從教學(xué)實(shí)踐來看，以工程項(xiàng)目驅(qū)動可以有效地縮短學(xué)生與實(shí)際應(yīng)用之間的距離，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、解決問題、創(chuàng)新研發(fā)的能力。以學(xué)科競賽為載體可以激發(fā)學(xué)生的競爭意識、以賽促學(xué)，在競賽中學(xué)習(xí)、在競賽中成長，大大提高了學(xué)生的興趣和積極性。從而實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)實(shí)踐型、技能型、創(chuàng)新型、工程應(yīng)用型人才的目標(biāo)。