基于在線開放課程的嵌入式Linux系統(tǒng)及應(yīng)用的教學(xué)改革與研究

戴丹丹

集寧師范學(xué)院物理學(xué)院

一、嵌入式Linux系統(tǒng)及應(yīng)用的教學(xué)的現(xiàn)狀以及存在的問題

嵌入式系統(tǒng)是一種為“以應(yīng)用為中心，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，且軟硬件可裁剪，對功能性、可靠性、成本、體積、功耗都有嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)”。可以說，每一個嵌入式系統(tǒng)都是一個獨立的計算機，需要在產(chǎn)品內(nèi)部完成系列性操作，在信息時代，嵌入式系統(tǒng)被廣泛的運用，如智能手表、iPad等，都是嵌入式體系的應(yīng)用。嵌入式Linux系統(tǒng)是多數(shù)高校教育的一門基礎(chǔ)性學(xué)科，不僅是計算機專業(yè)、電子專業(yè)、電信專業(yè)等相關(guān)專業(yè)的公共基礎(chǔ)性課程，更是一門多元交叉學(xué)科，越來越多的非上述專業(yè)的學(xué)生對其產(chǎn)生濃烈的學(xué)習(xí)興趣，一些高校更是將該門課程設(shè)置為選修課程，可見其教學(xué)意義已不局限于某一學(xué)科，該專業(yè)全面調(diào)動了高校學(xué)生的綜合素養(yǎng)，不僅為學(xué)生未來的學(xué)習(xí)做出鋪墊，更為社會培養(yǎng)出更多具有專業(yè)技能的綜合素質(zhì)人才。就當(dāng)前該門課程的教學(xué)現(xiàn)狀而言，盡管嵌入式系統(tǒng)的重要意義已被認識，但是嵌入式相關(guān)課程的教育發(fā)展并不順暢，仍有許多問題，逐漸調(diào)整與改革，結(jié)合本人的工作經(jīng)驗，基于對高校及本專業(yè)相關(guān)工作的調(diào)研，對此進行了如下概括：

第一學(xué)校教育疲軟，一些院校對嵌入式系統(tǒng)課程管理疲軟，發(fā)力無效，盡管課程已經(jīng)設(shè)置，但教學(xué)效果并不明顯。近年來，隨著嵌入式系統(tǒng)的重視程度被提升，多數(shù)高校設(shè)置了相關(guān)課程，但卻陷入了另一種尷尬——與社會脫節(jié)，有些學(xué)生為提升自身專業(yè)素養(yǎng)，選擇課外專業(yè)培訓(xùn)機構(gòu)進行學(xué)習(xí)，這是值得教育工作的深入思考的問題。鑒于當(dāng)前高校將“嵌入式教育”分為理論教學(xué)與實踐教學(xué)兩部分，理論占48課時，實踐占16課時，共計64課時，教學(xué)時間有限，這也導(dǎo)致學(xué)生只學(xué)到了一些必要的理論知識，但得不到實踐機會，學(xué)習(xí)趣味性低，久而久之就是對該門課程產(chǎn)生心理厭煩，從而影響實際的教學(xué)效果。

第二實驗室建設(shè)有待完備，以應(yīng)用為中心的嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)工作中，應(yīng)當(dāng)有實驗室和實訓(xùn)基地作為支撐，但需要大量的資金投入，一些高校由此陷入了被動。通過對與我院類似院校的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，多數(shù)院校存在設(shè)備老化、設(shè)施過于基礎(chǔ)的問題，并未根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)的需要和教學(xué)工作的需要進行及時更新與補充，這是很多高校嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)硬件的弊端。另外，就軟件而言，一臺適合學(xué)生的ARM嵌入式教學(xué)系統(tǒng)平臺不僅能夠發(fā)揮事半功倍的教學(xué)意義，還能夠有效的輔助教學(xué)軟件的開發(fā)，對學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)生助力作用，但高校教育也尚未對此發(fā)力，在嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)中，缺乏必要的設(shè)備和配備的問題，已經(jīng)嚴重影響教學(xué)效率。

二、應(yīng)用型嵌入式課程體系教學(xué)意義

第一基于在線開放課程的嵌入式Linux系統(tǒng)及應(yīng)用能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在多數(shù)高校教學(xué)中，構(gòu)建嵌入式系統(tǒng)課程體系不僅能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能實現(xiàn)“應(yīng)用型”轉(zhuǎn)型，這既是基于新項目的嘗試、也是對相關(guān)產(chǎn)品科研的初探等。“應(yīng)用型”改革關(guān)注學(xué)生的實踐操作，這適應(yīng)了學(xué)生就業(yè)需求，作為教師應(yīng)努力嘗試將相關(guān)領(lǐng)域信息帶入課堂，為學(xué)生解讀這些專業(yè)技能，使學(xué)生找到學(xué)習(xí)與就業(yè)的關(guān)聯(lián)，提高學(xué)習(xí)探究的興趣。其實現(xiàn)實生活中的很多產(chǎn)品與學(xué)生的生活離的很近，如車載導(dǎo)航、智能手環(huán)等等，以這些內(nèi)容為案例進行課堂教學(xué)，能使學(xué)生感受到知識與現(xiàn)實之間的關(guān)聯(lián)，從而積極的投入到學(xué)習(xí)中。

第二基于在線開放課程的嵌入式Linux系統(tǒng)及應(yīng)用能夠適應(yīng)不同專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，高校會設(shè)置很多專業(yè)課程，各個專業(yè)課程的學(xué)生會有不同的學(xué)習(xí)需求，為適應(yīng)不同專業(yè)的學(xué)習(xí)需求，應(yīng)將嵌入式系統(tǒng)課程體系引入教學(xué)，這是教學(xué)改革的發(fā)展方向。隨著信息時代的到來，各類電子產(chǎn)品的消費指數(shù)逐年攀登，嵌入式系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用到各個領(lǐng)域，如：儀器儀表、網(wǎng)絡(luò)通訊、航空航天、國防軍事、醫(yī)療設(shè)備等，都是嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的影子，如果學(xué)生是嵌入式系統(tǒng)專業(yè)的學(xué)生，不僅需要進行專業(yè)學(xué)習(xí)，還應(yīng)從學(xué)生感興趣的領(lǐng)域進行引導(dǎo)式教學(xué)，輔助學(xué)生在學(xué)好專業(yè)基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上，豐富視野，學(xué)生能力得到全面的提升。

第三基于在線開放課程的嵌入式Linux系統(tǒng)及應(yīng)用助推學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)，這是嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)改革的意義所在，基于在線開放課程的嵌入式Linux系統(tǒng)及應(yīng)用是一門交叉學(xué)科，本身具有探究性意義，不僅在于其應(yīng)用性質(zhì)，更在于嵌入式的計算機知識與其他學(xué)科之間的綜合與融匯，這都需要教師與學(xué)生共同探索，因此教師應(yīng)為學(xué)生發(fā)展做出鋪墊，不斷的完善教學(xué)工作，促成學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)的全面提升。高校大學(xué)生也應(yīng)不斷嘗試將所學(xué)的理論知識應(yīng)用到實踐中去，在產(chǎn)品、生產(chǎn)的實踐中不斷的探索與嘗試，這些是學(xué)生未來就業(yè)所需要的綜合品質(zhì)，也是此時此刻教育工作的現(xiàn)實意義。

三、應(yīng)用型嵌入式系統(tǒng)課程體系建設(shè)策略

第一轉(zhuǎn)變教育理念，從當(dāng)前的高校教育出發(fā)，基于在線開放課程的嵌入式Linux系統(tǒng)及應(yīng)用課程改革，需全面轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，推動教學(xué)改革的深入和發(fā)展。樹立“理實結(jié)合”的理念，結(jié)合我國高等教育和現(xiàn)代職業(yè)教育的現(xiàn)狀，改變以往重理論輕實踐的現(xiàn)實，提倡理實結(jié)合，進一步嘗試將理論課堂搬到實驗基地去上，將理論講解與實驗驗證相結(jié)合，為學(xué)生學(xué)習(xí)帶來全新的體驗，嘗試將理論知識模塊化，引導(dǎo)學(xué)生在探究中贏得知識。樹立以學(xué)生為中心的教育理念，避免教師一言堂的情況發(fā)生，使教師成為學(xué)生的合作者和陪伴者，全面推動師生間的溝通交流，不斷的完善教學(xué)工作，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究學(xué)習(xí)的欲望。

第二培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)當(dāng)代大學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，這是教育工作的研究方向。在教學(xué)中，教師不僅應(yīng)關(guān)注到學(xué)生的學(xué)習(xí)，還應(yīng)關(guān)注學(xué)生的成長。可以通過小組合作學(xué)習(xí)的方式，達成互助共贏和增強學(xué)習(xí)能力的目標(biāo)。將一些理論知識交給學(xué)生自主學(xué)習(xí)，學(xué)生在掌握基礎(chǔ)能力的同時，可以通過查閱相關(guān)軟硬件資料的方式來完成教師布置的學(xué)習(xí)任務(wù)。基于此，教師提出一些問題或布置一些任務(wù)，學(xué)生獨立思考、自主學(xué)習(xí)，可將翻轉(zhuǎn)課堂引入教學(xué)。在信息時代，教師應(yīng)為學(xué)生提供嵌入式產(chǎn)品有關(guān)的視頻、教學(xué)視頻等，供學(xué)生思考，做出自主學(xué)習(xí)的嘗試。除此之外，在教學(xué)過程中，教師要嘗試與學(xué)生互動，完善教學(xué)工作，推動日常教學(xué)的發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

第三實驗室的建設(shè)與開放，實驗室是嵌入式課程的教學(xué)的實踐基礎(chǔ)。對于高校而言，可以增加兩個基礎(chǔ)環(huán)節(jié)的資金投入，即實驗室與實踐基地。在展開嵌入式系統(tǒng)課程體系教學(xué)改革中，學(xué)校應(yīng)逐漸加大實驗室建設(shè)的投入。高校要為學(xué)生開放教學(xué)和學(xué)習(xí)必備的實驗室，即使課堂展開理實結(jié)合的教學(xué)設(shè)定，將全部課時都帶到實驗室進行學(xué)習(xí)，仍然是十分緊張而有限的，加之教師對課堂的一些教學(xué)限定，學(xué)生很難有更多的獨立思考。嘗試將嵌入式系統(tǒng)探究的實驗室開放，使得學(xué)生在課余時間，隨時隨地的針對自身的研究與學(xué)習(xí)項目，進行實驗探究。

第四為不同專業(yè)設(shè)定教學(xué)大綱，不同專業(yè)應(yīng)設(shè)定不同的教學(xué)方案，也是嵌入式系統(tǒng)課程體系構(gòu)建的必要環(huán)節(jié)。在信息時代，越來越多的領(lǐng)域和學(xué)科會運用到嵌入式系統(tǒng)，但僅就教學(xué)而言，該學(xué)科與就業(yè)契合度不高，出現(xiàn)了效率低下的尷尬局面。在高校成立課程研發(fā)小組，針對不同專業(yè)學(xué)生的需求設(shè)定本專業(yè)的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)方案，學(xué)生在專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)下，針對本專業(yè)需求創(chuàng)設(shè)小型的嵌入式系統(tǒng)，為日后學(xué)生的就業(yè)做出全面的鋪墊。不同專業(yè)應(yīng)有不同的側(cè)重點和切入點，比如對于計算機專業(yè)的學(xué)生，對體系結(jié)構(gòu)、微機原理、接口技術(shù)以及操作系統(tǒng)等課程具有直接的需求，因此對電子信息專業(yè)的學(xué)生的教學(xué)就應(yīng)從硬件到軟件應(yīng)用為偏向，教學(xué)重點側(cè)重于嵌入式（Linux）和嵌入式GUI這兩個方面。不同專業(yè)學(xué)生設(shè)計不同的教學(xué)大綱，是基于嵌入式系統(tǒng)與專業(yè)結(jié)合而共同制定出來的，也是順應(yīng)當(dāng)前就業(yè)趨勢的，根據(jù)專業(yè)學(xué)生的需要適當(dāng)刪減和增加教學(xué)內(nèi)容，探究出適合學(xué)生學(xué)習(xí)的教學(xué)內(nèi)容。

第五革新評價體系，對教師和學(xué)生的評價體系的建設(shè)是對教師和學(xué)生的雙重考量和激勵。對教師而言，傳統(tǒng)教學(xué)中，教師的考核工作側(cè)重于學(xué)術(shù)研究，扎實的學(xué)術(shù)研究是職稱評定的前提和標(biāo)準，但對教師的其它能力，如實踐能力、教學(xué)效果等方面的考核則流于形式，這導(dǎo)致教師與實踐脫節(jié)，對學(xué)生的實踐指導(dǎo)呈現(xiàn)出嚴重的不足。在嵌入式課程體系構(gòu)建中，可嘗試對教師實踐能力的考核，鼓勵教師參與實踐，將教學(xué)效果的考核作為考核項，支持與學(xué)生一同進行實踐考核。對學(xué)生而言，傳統(tǒng)考核按照30%平時成績+70%理論考試分數(shù)的方式進行評價，這樣的評價是典型的重理論輕實踐的表現(xiàn)，這與嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)改革不符，因此，在教學(xué)中，教師應(yīng)嘗試創(chuàng)新評價體系，與學(xué)生互動，增加實踐內(nèi)容，逐漸走出試卷，關(guān)注項目和實驗考察，為學(xué)生的學(xué)習(xí)和就業(yè)做出引導(dǎo)。教師通過“項目教學(xué)”“實踐教學(xué)”內(nèi)容，將知識點量化，指導(dǎo)學(xué)生在實踐中完成，最終以完成程度、學(xué)生參與度等進行綜合評估，為學(xué)生客觀、科學(xué)、合理的打分。

四、結(jié)語

在當(dāng)前的高校教學(xué)中，推動嵌入式系統(tǒng)課程體系的教學(xué)改革是一種趨勢，高校、高校教師需大膽革新，與時俱進，為學(xué)生擴寬知識面，開拓學(xué)生的視野，為學(xué)生的就業(yè)、創(chuàng)業(yè)注入新的活力，實現(xiàn)高校人才培養(yǎng)的綜合性和高品質(zhì)的培養(yǎng)目標(biāo)。本文基于在線開放課程的嵌入式Linux系統(tǒng)及應(yīng)用的教學(xué)進行了研究和探討，試圖引導(dǎo)高校教師在組織教學(xué)中，注重理論與實踐的結(jié)合，堅持創(chuàng)新與傳承的統(tǒng)一，不斷適應(yīng)信息時代的高速發(fā)展，為社會發(fā)展提供不竭的人才動力。