項目驅動式教學法在“嵌入式系統設計”課程中的應用

習超　汪志成

【摘 要】嵌入式系統設計課程是電子信息類專業的必修專業課，具有很強的工程實踐性。傳統的教學過程中存在學生理論應用能力差、實踐創新教學內容少、學生解決問題能力差等問題。本文將"項目驅動式"教學模式引入該課程，結合學生實際情況、課程考核方式、實踐體系和評價方式，具體闡述了該模式的實施細責，以期通過此教學模式提升學生理論聯系實際的工程意識以及對工程項目的整體把握能力，從而培養出更優秀的工程應用型技術人才。

【關鍵詞】項目驅動式;嵌入式系統;教學模式

中圖分類號： G642 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）31-0027-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.31.012

Application of Project-Driven Teaching Method in"Embedded System Design"

XI Chao WANG Zhi-cheng

（School of Mechnical and Electronic Engineering，East China University of Technology，

Nanchang Jiangxi 330013，China）

【Abstract】The embedded system design course is a compulsory professional course for electronic information majors and has strong engineering practice.In the traditional teaching process， there are problems such as poor application of theory，less practice and innovative teaching content，and poor ability to solve problems.This paper introduces the"project-driven"teaching method into the course，and combines the actual situation of the students，the course assessment method，the practical system and the evaluation method，and elaborates the implementation responsibility of the model，in order to enhance the students' theoretical connection with the actual research through this teaching method.Thinking and the overall ability to grasp the engineering project，so as to cultivate better engineering application-oriented technical talents.

【Key words】Project-driven;Embedded system;Teaching method

0 引言

項目驅動式教學打破了傳統教學的限制，是以建構主義為基礎，以學生為主體，教師為輔助，項目為驅動的一種新型教學模式[1-2]。“嵌入式系統設計”是電子信息類的一門實踐性較強的專業課程，是培養計劃中的重要環節，它可以提升學生的理論應用能力和實踐動手能力[3]。目前本科教學中主要采用傳統教學模式，以教師傳授為主，忽略了學生的應用能力培養，考核體系單一，導致教與學的錯位[4]。

本文提出“項目驅動式”教學模式，其核心是用一個個完整的項目貫穿于嵌入式系統設計實驗的教學內容，把項目拆分為若干個典型模塊，在實驗教學中以典型模塊劃分單元實驗內容，將知識點串聯在一個個完整的項目中，以模塊引導學生學習不同的知識點，培養學生形成完整的工程項目設計思想[5]。

1 項目驅動式教學的實踐

“項目驅動式”教學模式是根據電子信息工程教學目的和培養目標的要求，以項目為基本素材，把學生帶入特定的、完整的應用系統過程中去分析問題和解決問題[6]。

表1 項目設計

1.1 項目內容的設計

項目內容的合理設計是取得良好教學效果的關鍵環節，項目內容既要涵蓋理論知識又要和工程實際應用結合，所選的項目內容來源于生產實際需要或模仿實際需求，以實際生產過程為中心，選取具有典型性和案例型的項目任務。在嵌入式系統設計課程中，課題組設置了制定了項目設計如表1。針對項目任務的具體需求，教師幫助學生逐個分析項目中的重點難點問題，教師先為學生具體演示實驗操作方法和步驟，增加學生直觀感受，同時為項目教學建立相應的學習情境，以便提高學習熱情效率。

項目分解也是非常重要的一個環節，每個項目子任務都要與相應理論知識對應，任務設計和理論知識學習可以同步進行，學生在做項目的過程中加深對相應知識的理解。以嵌入式系統課程為例，課題組設計了硬件平臺采用STM32作為控制器，搭配了串口USART屏與TFT屏、SD卡、藍牙模塊、電機驅動模塊與軸編碼器、溫度和濕度等傳感器，通過嵌入式控制程序，完成外圍器件與STM32控制器的交互，如圖1所示。軟件平臺設計部分主要包括驅動程序開發（STM32的外設驅動和外圍器件的驅動）、通信協議開發（RS485，LWIP）和實時操作系統的開發（uCOSII，FreeRTOS）。

圖1 硬件平臺框圖

1.2 項目驅動教學法實施方案

項目驅動教學法中，用項目把整個教學內容貫穿起來，授課順序根據項目所需的知識點組織單元教學，所需基本知識和能力穿插在各子任務過程中完成。教師在課堂授課時，演示整體項目流程，讓學生熟悉各個環節的組成，體會不同處理后的效果，引起學生興趣，然后介紹每種處理用到的知識，將整個項目進行分解。具體實施過程中分為以下幾個階段開展：

1）確定項目小組。根據教師擬出的一個或數個可供選擇的項目或來自學生的想法所形成的項目，與學生討論、確定項目的目標和任務，學生根據各自擅長的領域和分工自發組成項目小組，每組成員3～4人，內部協商確定小組負責人，在教師給出的項目中選擇教學項目，并與教師確認所選項目的具體要求及評價標準。

2）制定工作計劃。由項目小組制定工作計劃，確定工作步驟和程序，明確任務分工和要求，確定任務完成時間點。

3）項目任務實施。項目小組安排完分工任務后，小組成員協作或獨立完成項目，具體工作步驟和程序由小組負責人安排和掌控;實施過程中，教師做好指導工作，側重于引導學生自己思考和解決問題，而不能直接提供完整解決方案。

4）階段匯報與進度展示。與實際項目開發過程相對應，教學項目研發的評價和考核也應根據項目進展同步進行，各小組按期完成階段性目標，教師定期組織項目交流，對項目進展和出現的問題進行分析講解。

5）撰寫結題與總結報告。整個任務完成后，每個學生撰寫總結報告，小組撰寫項目結題報告，教師組織答辯，聽取學生對項目情況的介紹并做出評價。

2 結語

高等工程教育應當體現工程本質，項目驅動式教學符合工科專業人才培養目標，能夠充分體現以學生為本、以培養目標為核心，對學生的工程實踐能力培養具有極大的促進作用。實踐證明，基于項目驅動教學法的“嵌入式系統設計”課程有利于提高學生工程實踐能力、創新意識和團隊協作精神，以滿足市場需求的應用型人才。

【參考文獻】

[1]田建輝，楊葉茜.項目驅動式教學的研究和應用[J].科教導刊，2019（20）：117-119.

[2]郭莉霞，魏星躍，李宏，等.“項目驅動式”教學模式在制藥工程專業微生物學實驗教學中的探討[J].教育教學論壇， 2019（5）：267-268.

[3]魏東，張釗.項目驅動式教學在信號分析與處理課程中的實踐[J].科教導刊，2019（16）：100-101.

[4]崔昊楊.科研項目驅動式教學方法在《半導體器件基礎》課程教學中的應用[J].高教學刊，2016（6）：93-94.

[5]廖慶敏，賈歷程，王寧章，等.基于項目驅動的實驗教學中心建設[J].實驗技術與管理，2017，34（9）：215-217.

[6]李宏勝，張文輝.項目驅動式教學在《機器人學》課程中的探索研究[J].當代教育實踐與教學研究，2018（13）：99-100，57.