摘要：基于成果導(dǎo)向教育（OBE）理念，通過(guò)案例式項(xiàng)目教學(xué)、建立思維導(dǎo)圖和思政庫(kù)等教學(xué)實(shí)踐優(yōu)化了“嵌入式系統(tǒng)”課程教學(xué)內(nèi)容，豐富的教學(xué)資源庫(kù)和教學(xué)手段以及校企合作等方式促進(jìn)學(xué)生能力提升，教學(xué)評(píng)價(jià)給教育學(xué)提供了動(dòng)力。實(shí)踐結(jié)果表明，改革后的課程教學(xué)體系有助于提高教學(xué)效果并改善人才培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：OBE理念；嵌入式系統(tǒng)；課程改革

ExplorationofTeachingReformandPracticeof

EmbeddedSystemsCourseBasedonOBEConcept

ZhangHongjuanYuanNa

SchoolofIntelligenceandInformationEngineering，TangshanUniversityHebeiTangshan063020

Abstract：Basedontheconceptofresultsorientededucation（OBE），theteachingcontentoftheembeddedsystemcoursehasbeenoptimizedthroughcasebasedprojectbasedteaching，theestablishmentofmindmapsandideologicalandpoliticallibraries，andotherteachingpractices.Therichteachingresourcelibraryandteachingmethods，aswellasschoolenterprisecooperation，havepromotedtheimprovementofstudents'abilities.Teachingevaluationprovidesmotivationforeducation.Thepracticalresultsshowthatthereformedcurriculumteachingsystemhelpstoimproveteachingeffectivenessandimprovethequalityoftalentcultivation.

Keywords：OBEconcept；embeddedsystem；curriculumreform

隨著2016年我國(guó)高等工程教育專業(yè)認(rèn)證加入《華盛頓協(xié)議》，成果導(dǎo)向教育（OutcomesBasedEducation，OBE）理念在我國(guó)高等工程教育中逐漸被熟知和實(shí)踐。OBE理念實(shí)現(xiàn)了從以“教”為中心到以“學(xué)”為中心的轉(zhuǎn)變［1］，其實(shí)施過(guò)程強(qiáng)調(diào)教學(xué)活動(dòng)以學(xué)生為中心、以成果為導(dǎo)向，注重學(xué)生創(chuàng)新以及工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)［2］。

“嵌入式系統(tǒng)”課程是一門(mén)理論與實(shí)踐融合的課程。該課程介紹了ARM體系結(jié)構(gòu)及STM32微控制器內(nèi)核架構(gòu)，針對(duì)具體的微控制器STM32詳細(xì)介紹五大外設(shè)模塊（通用輸入輸出、中斷、串口通信、定時(shí)器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器）的原理及應(yīng)用。課程的特點(diǎn)是內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少，學(xué)生往往不注重平時(shí)知識(shí)的積累，只在最后考試前一兩天進(jìn)行死記硬背，以應(yīng)付考試，這樣學(xué)習(xí)效果大打折扣，與國(guó)家倡導(dǎo)的素質(zhì)教育背道而馳。

本文在分析現(xiàn)有教學(xué)問(wèn)題的基礎(chǔ)上，基于OBE理念對(duì)“嵌入式系統(tǒng)”課程從教學(xué)實(shí)踐過(guò)程、教學(xué)方式、校企合作和考核體系等方面進(jìn)行探索與改革，以建立符合OBE理念的課程教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和工程實(shí)踐能力，從而滿足現(xiàn)代嵌入式行業(yè)對(duì)高素質(zhì)專業(yè)人才的需求［3］。

1課程存在的問(wèn)題

近年來(lái)隨著自動(dòng)化技術(shù)、人工智能的不斷提高，以及國(guó)家“中國(guó)制造2025”的發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，對(duì)畢業(yè)生的綜合能力也提出了更高的要求。然而，目前“嵌入式系統(tǒng)”的課程內(nèi)容和教學(xué)方式等已難以滿足新時(shí)代發(fā)展的需要，主要存在以下不足之處。

（1）隨著科技發(fā)展，在嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用中，新算法、新器件不斷涌現(xiàn)，但教學(xué)內(nèi)容仍主要以常規(guī)的外設(shè)為主，沒(méi)有及時(shí)更新；

（2）授課方式多以教師在課堂上講授為主，很多時(shí)候顯得枯燥無(wú)味，學(xué)生印象也不深刻，積極性不高，對(duì)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)不夠；

（3）考核方式通常只包含平時(shí)成績(jī)和期末考試成績(jī)，而且期末考試成績(jī)占比很大，對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的評(píng)價(jià)不足。上述問(wèn)題的存在影響了對(duì)高素質(zhì)專業(yè)人才的全面培養(yǎng)。

2基于OBE理念的課程教學(xué)改革實(shí)踐過(guò)程

2.1通過(guò)項(xiàng)目教學(xué)，化抽象為形象教學(xué)的教學(xué)方法，建立并不斷完善項(xiàng)目案例庫(kù)

模塊化重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，以項(xiàng)目式教學(xué)方法，圍繞STM32基本理論體系，引入“學(xué)科前沿”和“工程實(shí)際”案例，階次化重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容。針對(duì)嵌入式微控制器的外設(shè)資源，通過(guò)項(xiàng)目案例式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)能力；通過(guò)項(xiàng)目協(xié)作開(kāi)發(fā)方式，注重培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)能力、項(xiàng)目實(shí)施能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、項(xiàng)目管理能力等，設(shè)計(jì)的項(xiàng)目案例如表1所示。

2.2以思維導(dǎo)圖方式總結(jié)課程知識(shí)點(diǎn)

思維導(dǎo)圖可以用來(lái)幫助學(xué)生梳理思路、整理思維、匯總信息和解決問(wèn)題。以思維導(dǎo)圖形式提煉模型，形成知識(shí)結(jié)構(gòu)。

2.3深入挖掘課程思政素材，遞階迭代思政案例庫(kù)

將思想政治價(jià)值理念、人文修養(yǎng)以及精神追求融入課程中去，潛移默化地對(duì)學(xué)生的思想意識(shí)、行為舉止產(chǎn)生影響，表2為課程思政庫(kù)建設(shè)情況。

3教學(xué)方式與手段的優(yōu)化

3.1豐富教學(xué)資源

全面構(gòu)筑學(xué)科前沿與工程實(shí)際相融合、線下線上相融合、虛擬仿真與課堂實(shí)驗(yàn)相融合的多階立體化教學(xué)資源。在學(xué)習(xí)通建立線上課程，課件、軟件、推薦視頻網(wǎng)頁(yè)等，方便學(xué)生自主學(xué)習(xí)。在QQ群發(fā)布作業(yè)、項(xiàng)目、課前預(yù)習(xí)資料及要求等。心理學(xué)研究表明，學(xué)生如果只聽(tīng)講解，只能記住所聽(tīng)內(nèi)容的15%；學(xué)生預(yù)先自主探究，再由教師點(diǎn)撥，則可記得內(nèi)容85%。翻轉(zhuǎn)課堂使學(xué)生主動(dòng)了解和掌握STM32系統(tǒng)的基本概念、基本原理，培養(yǎng)學(xué)生充分利用互聯(lián)網(wǎng)的資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。

3.2教學(xué)手段的多樣化

合理利用現(xiàn)代教學(xué)方法手段，建“學(xué)習(xí)共同體”，帶動(dòng)深度思考；修“學(xué)問(wèn)思辨行”，提升高階思維。建立“以學(xué)生為中心”的教學(xué)模式，在課堂教學(xué)中根據(jù)章節(jié)內(nèi)容的不同靈活運(yùn)用“講授式”“啟發(fā)式”“對(duì)比式”以及“任務(wù)式”等方法進(jìn)行教學(xué)［3］。通過(guò)口袋實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板進(jìn)行實(shí)物演示，避免“滿堂灌”式的講解。例如，分析STM32與51不同，進(jìn)行對(duì)比教學(xué)。

3.3校企合作，產(chǎn)學(xué)研融合

企業(yè)作為具有豐富產(chǎn)業(yè)資源和市場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，能夠?yàn)楦咝Ｌ峁?shí)踐基地、科技需求等方面的支持。校企合作提高學(xué)生創(chuàng)新能力和競(jìng)爭(zhēng)力。

4教學(xué)評(píng)價(jià)體系的改進(jìn)

科學(xué)設(shè)置形成性評(píng)價(jià)體系，提升評(píng)價(jià)維度，延伸評(píng)價(jià)深度，擴(kuò)展評(píng)價(jià)廣度，給教與學(xué)提供進(jìn)階動(dòng)力。課程總評(píng)成績(jī)分成平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)，期末成績(jī)占70%，平時(shí)成績(jī)占30%。平時(shí)成績(jī)包括平時(shí)作業(yè)占10%、實(shí)驗(yàn)占10%、項(xiàng)目實(shí)踐占10%。期末考試中也體現(xiàn)項(xiàng)目程序編寫(xiě)，提高學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題能力。

5改革成果

5.1育人效果

學(xué)生期末考試卷成績(jī)分布如圖1所示：

2022年與2021年相比，80分以上人數(shù)增多，70分以下人數(shù)減少，教學(xué)成績(jī)提高。

5.2學(xué)生評(píng)價(jià)

對(duì)課程的滿意度、成就感、教學(xué)方法等進(jìn)行了學(xué)生問(wèn)卷調(diào)查，學(xué)生較滿意。問(wèn)卷調(diào)查學(xué)生滿意度情況如圖2所示。

學(xué)生對(duì)課程進(jìn)行了高度評(píng)價(jià)。

5.3參加大創(chuàng)項(xiàng)目和競(jìng)賽情況

學(xué)生參加的唐山學(xué)院創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目有：激勵(lì)信號(hào)源優(yōu)化設(shè)計(jì)及檢測(cè)算法研究、智慧農(nóng)場(chǎng)——基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能農(nóng)場(chǎng)、智能激光除草機(jī)器人、可變形六足勘測(cè)機(jī)器人設(shè)計(jì)、焊縫檢測(cè)智能機(jī)器人設(shè)計(jì)、路面縫隙智能識(shí)別機(jī)器人設(shè)計(jì)等。

今年物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生參加藍(lán)橋杯嵌入式大賽。與公司簽署實(shí)習(xí)就業(yè)基地協(xié)議、建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。

5.4教學(xué)成果

通過(guò)學(xué)習(xí)通建設(shè)了線上課程，如圖3所示，方便學(xué)生線上學(xué)習(xí)。

結(jié)語(yǔ)

基于OBE理念開(kāi)展了“嵌入式系統(tǒng)”課程的教學(xué)改革與實(shí)踐，突出“以學(xué)生為中心”，優(yōu)化了教學(xué)內(nèi)容，豐富了考核評(píng)價(jià)方式，綜合運(yùn)用多種教學(xué)資源與教學(xué)手段，拓展教學(xué)內(nèi)容的廣度與深度，提高教學(xué)質(zhì)量與效果，有助于培養(yǎng)厚基礎(chǔ)、強(qiáng)實(shí)踐、能創(chuàng)新、有潛質(zhì)的復(fù)合型創(chuàng)新型高級(jí)專業(yè)人才。教學(xué)相長(zhǎng)，教師在教學(xué)創(chuàng)新中獲教學(xué)比賽獎(jiǎng)項(xiàng)，完成了教研項(xiàng)目及教研論文。

參考文獻(xiàn)：

［1］李志義，朱泓，劉志軍.用成果導(dǎo)向教育理念引導(dǎo)高等工程教育教學(xué)改革［J］.高等工程教育研究，2014（2）：2934.

［2］黃朋勉，周智慧，黃子杰.基于OBE理念培養(yǎng)創(chuàng)新性化工專業(yè)人才［J］.化工高等教育，2018（2）：2527.

［3］彭新元，葉志國(guó).基于OBE理念的《熱處理設(shè)備》課程教學(xué)改革與實(shí)踐［J］.熱處理技術(shù)與裝備，2023（12）：6972.

基金項(xiàng)目：河北省教育廳2022年度高等教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目“‘新工科+現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院’背景下一流本科專業(yè)思政體系研究——以自動(dòng)化專業(yè)為例”（項(xiàng)目編號(hào)：2022GJJG569），主持人袁娜

作者簡(jiǎn)介：張紅娟（1981—），女，山東臨沂人，碩士，講師，主要從事控制理論與控制工程研究。