團隊合作、移動互聯、校企共建模式研究

唐永鋒+梁倩+吳宣邑

摘 要：隨著物聯網技術的發展，嵌入式系統應用范圍日益廣泛。本教學團隊采用移動互聯、項目化、團隊化、校企共建等教學模式，優化了嵌入式教學體系、教學方法，結合過程化的考核機制，充分激發學生的學習興趣，提高學生學習的積極性、主動性與創造性，加強了團隊合作精神，同時也加強了師生之間的溝通與互動，使學生在學習過程中由被動學習轉變為主動學習，激發了學生的創新和求知欲望，取得了很好的教學成果。

關鍵詞：項目教學；案例教學；移動互聯；校企共建；創新創業教育

中圖分類號：TP39；G642 文獻標識碼：B 文章編號：2095-1302（2017）08-0-03

0 引 言

嵌入式課程的知識點涉及面廣、實踐操作性強，課程教學對教師的專業技能、學生的自學能力和實踐操作能力都有非常高的要求。隨著物聯網技術的飛速發展，給嵌入式系統的發展與應用提供了更廣闊的空間，因此物聯網背景下的嵌入式技術課程體系設置、教學目標、教學方法及教學手段、教材知識點的更新、實驗設備的升級都要相應進行更新。對于嵌入式課程的學習，學生須通過大量實驗和實踐環節來加深對嵌入式系統復雜理論知識的理解、開發技能的掌握，既要深入闡述理論，又要增進實踐，但學時有限，課程體系結構不健全。

針對嵌入式課程的特點，對嵌入式教學中存在的問題加以分析，并通過團隊項目化、案例化教學、云班課、泛雅平臺等移動互聯模式、校企合作模式，建立完善的嵌入式教學體系，實現良好的教學效果。

1 嵌入式系統教學誤區及新思路

1.1 課程教學體系優化

眾多高校和培訓機構在嵌入式系統教學方面，普遍采用“ARM處理器+Linux操作系統”的教學模式，這是個學習誤區，其主要原因是對嵌入式系統的本質沒有很好的把握。

在產業發展過程中，嵌入式系統更多體現為軟件+硬件+行業知識。嵌入式系統不能局限于單獨一個專業，因為不同的行業需求不同。課程教學要遵循由簡到難、循序漸進的教學原則，從最簡單的8 位單片機開始，然后再進行ARM Cortex—M3（如STM32）處理器、無線單片機等的教學，之后逐步提升到32位ARM、64位的Cortex—A8/A9嵌入式系統，隨著C、C++、Java、Qt、SQL數據庫操作編程水平的提高，再開設Linux操作系統和Android操作系統應用開發課程。本教學團隊建立了如圖1所示的嵌入式課程教學體系。團隊合作項目開發如圖2所示。

1.2 課程教學內容調整

不能將物聯網技術簡單等同于ZigBee，物聯網的本質是嵌入式系統設備的網絡化，嵌入式設備通過各種網絡形式接入互聯網，實現數據通信。而接入的網絡可以是RS 485/232、CAN總線、以太網等有線網絡，也可以是ZigBee、GPRS、GPS、藍牙、WiFi、射頻等無線網絡。因此在教學中針對自動化方向著重講解RS 485、CAN總線的原理及應用，針對電子方向重點講解ZigBee、GPRS、GPS、射頻通信等的原理及應用。

1.3 課程教學模式創新

1.3.1 移動互聯模式

采用云班課、視頻動畫、手機移動課堂等科技新平臺對教學效果進行助推，及時關注學生的學習動態，踐行因材施教理念。本團隊采用過程化考核機制，運用泛雅網絡課程平臺，將教學的全過程納入考核范疇，增加學生日常知識積累與自主學習的考核，注重考核學生實際分析問題與解決問題的能力，從而使課程考核過程化、經常化和企業化。為了鼓勵學生職業素質的培養，將考核內容多元化，不局限于書本知識的考核，并將學生的新創意、新思路、課堂演講等都納入考核范圍，從而達成對學生知識、能力、素質的綜合考核，形成一套可對學生進行客觀公正評價的體系。

1.3.2 團隊合作開發、項目教學、案例教學模式

在教學中，將教師承擔的科研項目引入課堂，引導學生積極參與到科研項目開發中，并指導學生積極參加嵌入式、物聯網創新創意技能競賽，促進嵌入式技術教學和改革。在實施過程中，將3～4名學生組成一個嵌入式實例應用開發的興趣小組，為每組學生提供自編教材中的設計性、綜合性課題選擇，讓其初步掌握面向本專業應用的項目設計和開發全過程。這種教學模式不僅能發揮學生的個性，更有利于培養學生的創造性、創新性。每學期讓學生團隊上臺為大家講述課題研究方案與實現過程，提高學生的口頭表達能力與勇于擔當的責任意識。

1.3.3 創新實驗室模式

（1）采用便捷的實踐教學模式。我們制作了口袋單片機，開設了電子設計制作公開課、翔宇實驗班等多種形式促進學科競賽開展；我校推薦學生將硬件博創S3C2410、S3C2440、Cortex-M3、Cortex-A8/A9等開發板/實驗箱作為目標機，軟件裝有VMware虛擬機、Linux操作系統、Qt圖形界面開發環境、Eclipse/Android Studio等開發環境，該平臺可以完成基于Ubuntun的Linux操作系統項目的開發、基于Java的安卓系統項目開發、基于App Inventor的安卓系統開發等。

（2）Arduino智能小車。通過Arduino豐富的教學案例和擴展電路板，學生就能自行實現各種功能，也能激發他們的創造興趣，學生可快速掌握嵌入式開發技術，因此他們在聽課和動手實踐環節也會變得更加積極主動，促使師生在教與學的過程中進入良性循環。

（3）充分利用現有STM32系列嵌入式系統創新教學實踐平臺，將實驗室面向全體師生開放，只要學生有時間和興趣，就可以隨時到實驗室實踐，指導教師也應給予學生必要的指導。鼓勵學生積極申報或參與學校和市級大學生創新創業、電子設計科技競賽，部分優秀學生積極參與指導老師承擔的國家、省部級縱向課題和企業橫向項目，申報并完成大學生創業創新計劃項目，讓學有余力的同學進行拓展性實踐，極大地提高了學生從事科學研究與技術開發的能力。endprint

近幾年本教學團隊指導“大學生創新創業計劃”項目統計見表1所列。學生競賽獲獎情況見表2所列。

1.3.4 校企共建模式

在實踐教學環節引入了達內、華清遠見、千鋒、上嵌等嵌入式培訓結構，同時江蘇瑞特電子、江蘇國光信息、澳洋順昌光電、盛宇電子、中興微電子等企業工程師進校開展項目案例教學，在授課過程中不局限于概念的講解和分析，更引入大量最新電子設計理念、行業新發展方向，擴展了學生的專業視野。企業技術人員在介紹專業術語、概念后立即進入代碼的驗證階段，動手實踐、修改例程、分析結果是非常有效的學習方法，師生互動良好。校企合作共建實況如圖3所示。

1.3.5 項目化、應用型教材的編寫

本專業根據教師、企業嵌入式項目開發案例和學生學習的特點，編寫了適合電子信息類專業的項目化教學教材，如《嵌入式原理及應用》、《嵌入式系統應用開發》、《嵌入式系統開發技能培訓》、《嵌入式系統實驗指導書》等。教材以應用型本科培養目標為綱，以提高專業技能培養、職業能力發展為主線，根據企業需求和科研項目確定教材編寫的原則、結構和內容，案例豐富全面。內容編排由淺入深，通俗易懂，注重整體，兼顧一般，利于學生的理解和掌握，體現了職業性、實用性。同時制作了內容豐富的多媒體課件，遴選題材豐富的視頻資源，積極搜索麥動網、ARMmbed主頁、北京博創科技、華清遠見、智能家居解決方案以及博客資源，力爭建設立體化的數字教材資源。

2 結 語

本教學團隊所在的電子信息工程專業獲批校品牌專業建設，嵌入式系統原理及應用教材被評為江蘇省重點新建立項教材，嵌入式系統相關課程于2016年度獲批2門校企共建精品課程建設、1門校企共建優秀課程建設，教師指導學生競賽項目獲得省級以上獎項10余次，學生近幾年參加大學生創新創業計劃項目十余項。本文的改革方法和措施已在我校電子信息工程、通信工程等專業的嵌入式課程教學中進行了實踐，取得了較好的教學效果。

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