以大學(xué)生科技競(jìng)賽為導(dǎo)向的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)改革探索

武華等

【摘要】本文深入研究嵌入式系統(tǒng)教學(xué)現(xiàn)狀，分析當(dāng)前存在的問(wèn)題，結(jié)合課程總體目標(biāo)要求，提出“以競(jìng)賽為導(dǎo)向，以市場(chǎng)為驅(qū)動(dòng)、以項(xiàng)目為支撐”的教學(xué)體系建設(shè)和改革方案。通過(guò)競(jìng)賽中綜合性項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作、實(shí)踐創(chuàng)新能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，從而解決理論教學(xué)與實(shí)踐相互脫節(jié)的問(wèn)題，提升大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，提高大學(xué)生的綜合素質(zhì)和培養(yǎng)質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】科技競(jìng)賽 嵌入式系統(tǒng) 教學(xué)改革

【基金項(xiàng)目】山東交通學(xué)院教學(xué)改革項(xiàng)目（JG201415），山東交通學(xué)院應(yīng)用型人才培養(yǎng)改革重大項(xiàng)目（魯交院高發(fā)〔2014〕1號(hào)），山東省青少年教育科學(xué)規(guī)劃課題（15AJY132，15AJY133）。

【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2015）07-0249-01

一、嵌入式系統(tǒng)課程介紹

嵌入式系統(tǒng)是當(dāng)今信息技術(shù)發(fā)展的熱門之一，所謂嵌入式系統(tǒng)是軟硬件結(jié)合緊密的綜合系統(tǒng)，由嵌入式硬件和嵌入式軟件組成，它是面向用戶、面向應(yīng)用、面向產(chǎn)品的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)擁有軟件硬件可裁剪、對(duì)可靠性、成本、體積和功耗嚴(yán)格要求的特點(diǎn)。近年來(lái)，隨著信息技術(shù)尤其是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)在智慧城市、醫(yī)療電子、智能家居以及智能交通等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在此背景下，企業(yè)對(duì)嵌入式系統(tǒng)人才的需求日益增大，帶動(dòng)了全國(guó)各高校開(kāi)展嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的熱潮[1]。

二、嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)現(xiàn)狀

嵌入式系統(tǒng)課程涉及電子信息、計(jì)算機(jī)等諸多專業(yè)相關(guān)課程內(nèi)容，軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)均包含其中，教學(xué)計(jì)劃中涉及了與嵌入式學(xué)習(xí)相關(guān)的單片機(jī)原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)原理、操作系統(tǒng)等基本的概念理論和專業(yè)知識(shí)，課程內(nèi)容涉及面廣、知識(shí)內(nèi)容多，授課量大。這種大容量的教學(xué)計(jì)劃的設(shè)定也帶來(lái)了一定的弊端：

（1）大部分的教師采用課堂傳授理論知識(shí)、課下實(shí)驗(yàn)的傳統(tǒng)教學(xué)模式，但是大容量的授課內(nèi)容使得很多知識(shí)點(diǎn)只能淺顯的介紹或者一味的灌輸給學(xué)生，忽視了學(xué)生的接受能力，如此下來(lái)，學(xué)生看似掌握了很多知識(shí)，但其實(shí)缺乏真正的融會(huì)貫通。

（2）傳統(tǒng)的以教師講授為核心的教學(xué)模式無(wú)法滿足嵌入式系統(tǒng)課程綜合實(shí)踐性強(qiáng)的要求，而且大部分教材中的理論知識(shí)偏多，從概念、原理講起，缺乏實(shí)例和直觀性，學(xué)生感到抽象、枯燥，被動(dòng)的接受知識(shí)更容易造成學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)主動(dòng)性、喪失學(xué)習(xí)興趣等不利影響。

（3）目前實(shí)驗(yàn)課程主要以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，實(shí)驗(yàn)課時(shí)較少，無(wú)法令學(xué)生的動(dòng)手操作能力得到充分的鍛煉，導(dǎo)致不能充分培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、獨(dú)立開(kāi)發(fā)能力及實(shí)踐創(chuàng)新能力。

三、以競(jìng)賽為導(dǎo)向的嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)體系建設(shè)

針對(duì)嵌入式系統(tǒng)教學(xué)中存在的問(wèn)題，從切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力出發(fā)，在借鑒了國(guó)內(nèi)外先進(jìn)教學(xué)方法和有效經(jīng)驗(yàn)后，提出了“以競(jìng)賽為導(dǎo)向，以市場(chǎng)為驅(qū)動(dòng)、以項(xiàng)目為支撐”的教學(xué)體系建設(shè)和改革方案，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用嵌入式系統(tǒng)的有關(guān)知識(shí)參與競(jìng)賽，在競(jìng)賽中學(xué)習(xí)、提高[2]。

（1）轉(zhuǎn)變教師教學(xué)理念、教學(xué)方式，變被動(dòng)灌輸為主動(dòng)求知

以大學(xué)生科技競(jìng)賽為導(dǎo)向促進(jìn)教師教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變。教師在教學(xué)過(guò)程中，由講授者向指導(dǎo)者過(guò)渡，鼓勵(lì)學(xué)生參加科技創(chuàng)新小組等科技創(chuàng)新活動(dòng)，吸引學(xué)生提出自己的創(chuàng)意分小組參賽，教師在學(xué)生作品設(shè)計(jì)中給予相應(yīng)的指導(dǎo)，“參賽”可以鍛煉學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力，讓學(xué)生在實(shí)戰(zhàn)中檢驗(yàn)并進(jìn)一步提高自己的實(shí)踐創(chuàng)新能力，激發(fā)他們學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)課程的興趣[3]。

（2）開(kāi)發(fā)應(yīng)用型課程，根據(jù)市場(chǎng)需要?jiǎng)討B(tài)調(diào)整授課內(nèi)容

嵌入式系統(tǒng)的高實(shí)踐性特點(diǎn)決定了本課程的目標(biāo)是培養(yǎng)有創(chuàng)新精神的應(yīng)用型工程師，而市場(chǎng)對(duì)嵌入式系統(tǒng)人才的需求又決定了我們授課內(nèi)容的整體方向，所以我們應(yīng)該摒棄現(xiàn)有的理論性強(qiáng)，可操作性差的教材，開(kāi)發(fā)以應(yīng)用性為主線，以實(shí)例項(xiàng)目為引導(dǎo)的應(yīng)用型精品課程，通過(guò)借鑒相關(guān)開(kāi)發(fā)板使用手冊(cè)、系統(tǒng)移植手冊(cè)、項(xiàng)目案例等，有針對(duì)性的編制實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，使得嵌入式系統(tǒng)課程的教材既有基礎(chǔ)的理論知識(shí)，又有實(shí)用性、趣味性比較強(qiáng)的項(xiàng)目案例開(kāi)發(fā)內(nèi)容。

（3）改革課程考核方式，突出競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)實(shí)踐過(guò)程成績(jī)，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新潛能

課程考核可以直接檢驗(yàn)出老師教授和學(xué)生學(xué)習(xí)的效果，是教學(xué)活動(dòng)的重要組成部分。在成績(jī)?cè)u(píng)定中，我們應(yīng)該改變單一的期末考試成績(jī)?cè)u(píng)定，在競(jìng)賽作品制作中，指導(dǎo)老師對(duì)成員定期進(jìn)行技能考評(píng)，考評(píng)成績(jī)作為學(xué)生期末成績(jī)的一部分。同時(shí)，以學(xué)生的參賽作品作為最終的考核作品，采用與競(jìng)賽相似的答辯方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行最終的考核。這樣可以加強(qiáng)對(duì)學(xué)生基本知識(shí)、基本技能和創(chuàng)新水平的檢查。

四、實(shí)施效果

“以競(jìng)賽為導(dǎo)向，以市場(chǎng)為驅(qū)動(dòng)、以項(xiàng)目為支撐”的教學(xué)體系實(shí)踐改革在我校電子信息工程專業(yè)應(yīng)用以來(lái)取得了比較好的成果，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和創(chuàng)新熱情被不斷激發(fā)，在近兩年的學(xué)生科技競(jìng)賽中，取得了近100項(xiàng)國(guó)家級(jí)及省級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)。參賽學(xué)生的動(dòng)手能力明顯提高，以今年的就業(yè)情況統(tǒng)計(jì)看，就業(yè)質(zhì)量也非常明顯的高于未參賽學(xué)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭道剛，李輝，夏飛.基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].中國(guó)電力教育，2013（28）：92-93.

[2]張廣淵，肖海榮，馬昭，梁偉.應(yīng)用科技大學(xué)本科生科研能力培養(yǎng)改革探討[J].大學(xué)教育，2014（4）：91-92.

[3]孫成富.基于“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”的《嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用》課程教學(xué)[J].高等教育，2013（8）：165-166.

作者簡(jiǎn)介：

武華（1982年10月-），碩士，講師，濟(jì)南市千層次人才，主要研究方向：智能交通系統(tǒng)。