以實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為導(dǎo)向的嵌入式系統(tǒng)課程群改革探索

鄧力　楊佳

【摘 要】本文從嵌入式系統(tǒng)課程群課程及其特征出發(fā)，分析以實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為導(dǎo)向的嵌入式系統(tǒng)課程群改革的必要性及理念和指導(dǎo)思想，提出以實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為導(dǎo)向的嵌入式系統(tǒng)課程群改革的具體措施。

【關(guān)鍵詞】嵌入式 課程群 教學(xué)改革

【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2016）10C-0064-02

一、嵌入式系統(tǒng)課程群及其特征

“課程群”是由在內(nèi)容上緊密相承、相互滲透、互補(bǔ)性較強(qiáng)的幾門同系列課程組合而成的有機(jī)整體，并按照課程框架組織課程建設(shè)，以獲得課程體系的整體優(yōu)化。嵌入式系統(tǒng)課程群建設(shè)主要由數(shù) / 模電子技術(shù)、單片機(jī)原理與技術(shù)、電子線路CAD、C語言、嵌入式系統(tǒng)等課程組成，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)與通信、電子技術(shù)相比較，有以下的特征：一是軟件嵌入到硬件中，硬件依靠嵌入的軟件代碼才能進(jìn)行體系統(tǒng)工作；二是系統(tǒng)應(yīng)用針對(duì)性強(qiáng)，嵌入式系統(tǒng)通過具體的硬件電路和相對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)及軟件代碼而完成產(chǎn)品的功能，因而嵌入式系統(tǒng)課程是一門軟件與硬件相融合的課程。同時(shí)，嵌入式系統(tǒng)課程還有許多先行課程，如程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、模擬電路、數(shù)字邏輯等。

二、以實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為導(dǎo)向的嵌入式系統(tǒng)課程群改革的必要性

嵌入式系統(tǒng)技術(shù)更新快，內(nèi)容廣，涉及操作系統(tǒng)、硬件設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)等多方面的知識(shí)，要求掌握的基礎(chǔ)知識(shí)多，當(dāng)某項(xiàng)技術(shù)改變后其對(duì)應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容調(diào)整也應(yīng)與嵌入式系統(tǒng)技術(shù)做相應(yīng)的調(diào)整。

在舊的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)中，雖然重視課程的相關(guān)性，但在教學(xué)中因各種客觀原因而使本應(yīng)集中的課程分散，導(dǎo)致各學(xué)科內(nèi)容之間的交差融合不科學(xué)、合理，學(xué)生也未能獨(dú)自銜接各門課程，使得教學(xué)內(nèi)容不能被學(xué)生所掌握而導(dǎo)致較差的教學(xué)效。因此，必須根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)，對(duì)相關(guān)的課程進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的改革。根據(jù)與嵌入式系統(tǒng)技術(shù)相關(guān)的課程組建嵌入式系統(tǒng)課程群，針對(duì)嵌入式技術(shù)理論要求高、實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，以實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為導(dǎo)向與目標(biāo)，對(duì)嵌入式系統(tǒng)課程群進(jìn)行相應(yīng)的改革。

三、以實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為導(dǎo)向的嵌入式系統(tǒng)課程群改革的理念和指導(dǎo)思想

“嵌入式系統(tǒng)”課程群融合了計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、電子信息、通信工程、應(yīng)用與計(jì)算數(shù)學(xué)等多個(gè)學(xué)科，以“重視基礎(chǔ)理論、突出具體應(yīng)用、強(qiáng)化工程實(shí)現(xiàn)”為主線，建立全面的課程群教學(xué)體系。

圖1 嵌入式系統(tǒng)課程群指導(dǎo)思想

課程群設(shè)計(jì)理念為以培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)行動(dòng)能力為核心，以嵌入式體系統(tǒng)技術(shù)為依托，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力、思想能力、社會(huì)能力。具體方法如下：一是通過嵌入式系統(tǒng)課程的學(xué)習(xí)，在嵌入式項(xiàng)目合作開發(fā)中培養(yǎng)學(xué)生的全局意識(shí)，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。在教學(xué)過程中，我們不僅教會(huì)學(xué)生知識(shí)和操作，也注重使學(xué)生掌握分析問題、解決問題的方法，并養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣和良好的職業(yè)素養(yǎng)。二是注重學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)的組建，鼓勵(lì)學(xué)生相互交流、互動(dòng)學(xué)習(xí)，使學(xué)生構(gòu)建自己的知識(shí)體系。三是每個(gè)項(xiàng)目都有工作任務(wù)書和教學(xué)評(píng)價(jià)表，可以在課堂學(xué)習(xí)，可以在校內(nèi)實(shí)訓(xùn)室學(xué)習(xí)，可以在生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)室（校內(nèi)電子產(chǎn)品裝配生產(chǎn)線、SMT貼片生產(chǎn)線）學(xué)習(xí)，也可以網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)。

四、以實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為導(dǎo)向的嵌入式系統(tǒng)課程群改革的具體措施

（一）始終堅(jiān)持校企合作，充分體現(xiàn)職業(yè)性

采用學(xué)習(xí)型工作任務(wù)，創(chuàng)新工學(xué)結(jié)合，在本課程建設(shè)的全過程中，應(yīng)與地方企事業(yè)的一線專家全程合作，共同推進(jìn)專業(yè)建設(shè)、課程教學(xué)內(nèi)容、師資隊(duì)伍和教學(xué)環(huán)境條件等建設(shè)工作。可采取小組分工，團(tuán)隊(duì)合作的形式，讓學(xué)生采用頭腦風(fēng)暴法，協(xié)調(diào)分工來完成任務(wù)，從而既發(fā)揚(yáng)團(tuán)隊(duì)精神，也培養(yǎng)自我學(xué)習(xí)能力，提升創(chuàng)新能力。

（二）采用項(xiàng)目式教學(xué)

為每個(gè)項(xiàng)目任務(wù)，教學(xué)中綜合使用引導(dǎo)、展示、示例等多種教學(xué)，讓學(xué)生了解實(shí)際，理性感知，從結(jié)果中反饋理論，采用應(yīng)用項(xiàng)目式教學(xué)。項(xiàng)目式教學(xué)是以學(xué)習(xí)某種原理為中心，制作產(chǎn)品為目的，借助于多種資源，解決一系列問題的教學(xué)模式。應(yīng)精心設(shè)計(jì)項(xiàng)目，通過解決項(xiàng)目實(shí)施中遇到的實(shí)踐問題，分析出與之相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，讓學(xué)生在項(xiàng)目的實(shí)踐中解決問題，深化學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，提高動(dòng)手解決問題的能力，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探索的興趣。

（三）采用基于案例導(dǎo)向的模塊化教學(xué)

目前高校所設(shè)課程門類繁多、分散不一，通過整合課程體系，進(jìn)行案例導(dǎo)向下的模塊化教學(xué)，促進(jìn)了多學(xué)科交叉學(xué)習(xí)，使得學(xué)生將原本繁雜的幾門課程所學(xué)的零散知識(shí)有機(jī)地結(jié)合起來，極大地拓展知識(shí)面，提高分析問題、解決問題的能力，提高學(xué)習(xí)效率，增加思考問題的深度和廣度。

（四）開放式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)是教師針對(duì)學(xué)生群體中比較優(yōu)秀、表現(xiàn)突出的學(xué)生，對(duì)其進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)。在開放式實(shí)驗(yàn)室中，學(xué)生可以自主研發(fā)某些創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，也可以由教師給予其一定難度的任務(wù)來完成。寬松的環(huán)境、靈活的教學(xué)方法，對(duì)于提高學(xué)生獨(dú)立意識(shí)、創(chuàng)新能力有較大促進(jìn)作用。同時(shí)，應(yīng)摒棄原有的單項(xiàng)知識(shí)灌輸做法，以學(xué)生為中心，注重對(duì)能力培養(yǎng)為主，改變理論與實(shí)踐脫節(jié)的教學(xué)方式，結(jié)合實(shí)際，采取以問題為導(dǎo)向、實(shí)踐為核心的參與體驗(yàn)式教學(xué)法。通過案例式、討論式、項(xiàng)目式教學(xué)與課內(nèi)課外實(shí)訓(xùn)等，不斷探索多樣化的教學(xué)方法，積極引導(dǎo)學(xué)生提高自身動(dòng)手能力，真正實(shí)現(xiàn)教學(xué)做合一。還應(yīng)以案例項(xiàng)目為載體，把知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來，形成一個(gè)有機(jī)體系，隨著學(xué)習(xí)的深入，系統(tǒng)中逐漸加入新知識(shí)的應(yīng)用。此外，也要加強(qiáng)操作性的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)比例，在實(shí)踐教學(xué)過程中，貫徹職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)，使學(xué)生的操作技能和專業(yè)能力與職業(yè)素質(zhì)得到反復(fù)、充分的鍛煉。

（五）多種教學(xué)方法的運(yùn)用

在遵循教學(xué)一般規(guī)律的前提下，根據(jù)課程難度和特點(diǎn)，盡可能采用多種教學(xué)方法穿插進(jìn)行，做到依據(jù)內(nèi)容選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法。例如，采用項(xiàng)目式教學(xué)，課程安排多個(gè)學(xué)習(xí)情境，每個(gè)情境都含有特定理論知識(shí)和實(shí)踐技能，通過這些項(xiàng)目使學(xué)生掌握操作、安裝、調(diào)試、維護(hù)等知識(shí)和技能，同時(shí)鍛煉學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。

（六）現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)手段的應(yīng)用

一是多種教學(xué)手段并行，理論、實(shí)踐一體化教學(xué)，為保證教學(xué)效果，本課程群教學(xué)采用連續(xù)多周進(jìn)行。二是開放實(shí)踐基地，讓學(xué)生自主安排實(shí)踐的時(shí)間和內(nèi)容，提高學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣、能力。三是運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，建立虛擬項(xiàng)目等教學(xué)環(huán)境，在教學(xué)中充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，做到真正意義的素質(zhì)教育和職業(yè)能力培養(yǎng)。四是建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境（網(wǎng)絡(luò)課程及精品課程網(wǎng)站），學(xué)生可以在網(wǎng)上自主學(xué)習(xí)和練習(xí)。

五、結(jié)語

嵌入式系統(tǒng)課程群教學(xué)組經(jīng)過多年的努力，積極進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革和創(chuàng)新探索，努力進(jìn)行教材建設(shè)、師資隊(duì)伍建設(shè)和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，取得了顯著的成績。課程在教學(xué)過程中注意調(diào)動(dòng)學(xué)生的自主性和創(chuàng)新意識(shí)，工、學(xué)結(jié)合方面具有顯著特點(diǎn)，教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)了應(yīng)用性、先進(jìn)性，實(shí)訓(xùn)內(nèi)容緊貼實(shí)際，操作性強(qiáng)。以任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)改變了傳統(tǒng)教學(xué)模式，融理論知識(shí)于單元項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)中，體現(xiàn)出課程的先進(jìn)性、實(shí)用性和前沿性，整合出的每個(gè)學(xué)習(xí)性任務(wù)都具有可擴(kuò)展的空間，使學(xué)生能夠在對(duì)學(xué)習(xí)任務(wù)的逐步擴(kuò)展過程中學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，掌握相關(guān)技能，實(shí)現(xiàn)再學(xué)習(xí)能力的深度培養(yǎng)，學(xué)生帶著興趣學(xué)、帶著問題學(xué)，體現(xiàn)在做中學(xué)、做中練的高職教學(xué)理念，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力有顯著效果，學(xué)生在完成項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)了研究性學(xué)習(xí)、探索性學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)的現(xiàn)代教育理念，培養(yǎng)了終身學(xué)習(xí)的能力。

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【基金項(xiàng)目】廣西高等學(xué)校優(yōu)秀中青年骨干培養(yǎng)工程第一期（桂教辦[2013]9號(hào)桂教辦[2013]16號(hào)）；南寧市科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（科技攻關(guān)計(jì)劃20151038）

【作者簡介】鄧 力（1971— ），男，瑤族，桂林理工大學(xué)南寧分校教授，碩士，研究方向：嵌入式系統(tǒng)、EDA技術(shù)；楊 佳（1980— ），女，南寧第三職業(yè)技術(shù)學(xué)校講師，研究方向：計(jì)算機(jī)技術(shù)。

（責(zé)編 劉健華）