基于項(xiàng)目教學(xué)法的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)改革研究

鐘梁 何芳秋子

摘 要：傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)通常基于講座、教程以及少量的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，主要培養(yǎng)了以學(xué)生為被動(dòng)傾聽者、以教學(xué)為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)模式。不同于傳統(tǒng)的方法，項(xiàng)目教學(xué)法（PBL）作為一種基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的教學(xué)方法，將學(xué)習(xí)情況擺在首位。

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目教學(xué)法；嵌入式系統(tǒng)；教學(xué)改革

一、引言

嵌入式系統(tǒng)是一種具有特殊用途的系統(tǒng)，旨在執(zhí)行一個(gè)或幾個(gè)預(yù)定義的任務(wù)，通常具有特定的要求。它通常被認(rèn)為是一個(gè)包含至少一個(gè)可編程計(jì)算機(jī)的應(yīng)用程序。嵌入式系統(tǒng)的課程目標(biāo)是為了使學(xué)生真正理解并且熟悉嵌入式這樣一個(gè)多樣性的“世界”。而基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)方法非常適合運(yùn)用在嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)中，讓學(xué)生在解決項(xiàng)目的過程中達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際的目的。

二、項(xiàng)目教學(xué)法

基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)在任何工程計(jì)劃中都扮演著不可或缺的角色，其中將項(xiàng)目教學(xué)法（PBL）定義為“適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)，問題和基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)方法，支持在規(guī)定的工程領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化，發(fā)現(xiàn)和調(diào)查性學(xué)習(xí)實(shí)踐”。因此，它的使用在工程教學(xué)中被廣泛接受和鼓勵(lì)實(shí)踐。

基于問題的學(xué)習(xí)被認(rèn)為是一種理想的工程教育方法，其具有以下作用：鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)；擴(kuò)展學(xué)生的技能；增強(qiáng)學(xué)生的信心；培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力；提高學(xué)生解決問題的靈活性；提高學(xué)生目標(biāo)設(shè)定和規(guī)劃的能力。

三、項(xiàng)目教學(xué)法的應(yīng)用

在課程體系設(shè)置上，亟須建立“基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的‘嵌入式系統(tǒng)教學(xué)改革方法與實(shí)踐”，在吸引學(xué)生興趣的同時(shí)，促進(jìn)理論與實(shí)際的充分結(jié)合。

項(xiàng)目教學(xué)法廣泛應(yīng)用于課程教學(xué)。它包括以下教學(xué)原則：一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的要解決的真實(shí)問題（不是一個(gè)綜合問題）；學(xué)生擁有制訂解決辦法的決定權(quán)；解決方案和經(jīng)驗(yàn)的自我反饋。嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)受技術(shù)進(jìn)步和消費(fèi)者需求推動(dòng)并且不斷完善和發(fā)展的學(xué)科。嵌入式電子設(shè)備涵蓋微處理器或微控制器設(shè)計(jì)、數(shù)字設(shè)計(jì)和軟件工程。因此它是電子工程領(lǐng)域?qū)W習(xí)中不可或缺的重要組成部分。

為了將項(xiàng)目教學(xué)法的原理應(yīng)用于高級(jí)嵌入式課程，學(xué)生需要提出一個(gè)真實(shí)的、有吸引力的和具有挑戰(zhàn)性的項(xiàng)目。但是，剛剛開始學(xué)習(xí)的學(xué)生對(duì)于系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境和硬件描述語言都不熟悉，他們需要一些較為簡(jiǎn)單的基于問題的學(xué)習(xí)實(shí)踐練習(xí)來加強(qiáng)對(duì)課程內(nèi)容的理解，同時(shí)增強(qiáng)他們的信心和對(duì)于系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境和硬件描述語言的理解。因此，在具體的教學(xué)過程中，我們將實(shí)踐部分分為五個(gè)結(jié)構(gòu)化的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并且安排在課程的前三周來進(jìn)行。在此之后，我們將進(jìn)入實(shí)際項(xiàng)目的解決過程，這個(gè)實(shí)踐過程我們安排在課程最后三周來進(jìn)行，同時(shí)在最后一周，我們將安排一次配以PPT的分組答辯。結(jié)構(gòu)化的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目提供了一個(gè)非常有效的教學(xué)環(huán)境，學(xué)生可以相互監(jiān)督，而教師可有效地掌握學(xué)生對(duì)于項(xiàng)目執(zhí)行的進(jìn)度，同時(shí)使學(xué)生能夠熟悉系統(tǒng)的主要模塊，從而為學(xué)生自主完成當(dāng)前項(xiàng)目提供幫助，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)于關(guān)鍵概念和原理的理解。

四、結(jié)語

本文的目的是將項(xiàng)目教學(xué)法原則延伸并應(yīng)用到嵌入式系統(tǒng)課程中。研究表明，項(xiàng)目教學(xué)法可以極大地幫助學(xué)生學(xué)習(xí)與工程實(shí)踐相關(guān)的課程。在嵌入式系統(tǒng)課程中采用了改進(jìn)后的項(xiàng)目教學(xué)法，我們將該課程的實(shí)踐部分設(shè)計(jì)為解決一個(gè)較大的與實(shí)際相關(guān)的項(xiàng)目，同時(shí)在項(xiàng)目開展之前輔助地應(yīng)用一些短期的、便于實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)化的實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行基于問題的學(xué)習(xí)。這一改進(jìn)的項(xiàng)目教學(xué)法將促使學(xué)生更好地熟悉課堂教學(xué)的相關(guān)理論知識(shí)，并在開始項(xiàng)目之前獲得必要的信心和熟悉用于完成項(xiàng)目的開發(fā)環(huán)境和硬件描述語言。然而，在制訂具體項(xiàng)目的時(shí)候，應(yīng)該遵循有趣、有吸引力、富有挑戰(zhàn)性，并且堅(jiān)持項(xiàng)目教學(xué)法的教學(xué)原則。

參考文獻(xiàn)：

徐朔.項(xiàng)目教學(xué)法的內(nèi)涵、教育追求和教學(xué)特征[J].職教論壇，2008，29（28）：5-7.

基金項(xiàng)目：中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金“Massive MIMO網(wǎng)絡(luò)中的跨層干擾管理（項(xiàng)目編號(hào)：CUGL170818）”；校級(jí)青年教學(xué)研究項(xiàng)目“二維動(dòng)畫藝術(shù)創(chuàng)新與技術(shù)研究”（項(xiàng)目編號(hào)：XQ2015009）。

作者簡(jiǎn)介：鐘梁（1987— ），湖北武漢人，博士，講師，碩士生導(dǎo)師，研究方向：信道建模、信號(hào)估計(jì)、MIMO系統(tǒng)資源管理、干擾管理。