段瑞珍,王仲文,遲明善,徐曉秋（哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院,山東　榮成　264300）

項目驅(qū)動教學(xué)法在ARM應(yīng)用技術(shù)課程中的改革與探索

段瑞珍,王仲文,遲明善,徐曉秋
（哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院,山東榮成264300）

摘要：本文分析了傳統(tǒng)ARM應(yīng)用技術(shù)教學(xué)中普遍存在的問題，針對ARM應(yīng)用技術(shù)課程實踐性比較強(qiáng)的特點(diǎn)，結(jié)合學(xué)校教學(xué)改革與實踐，采用項目驅(qū)動教學(xué)法，以項目任務(wù)為教學(xué)單元來開展教和學(xué)。在ARM應(yīng)用技術(shù)教學(xué)過程中引入項目驅(qū)動教學(xué)模式，逐步提高大學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性，不斷培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作、實踐動手和創(chuàng)新能力，為探索普通本科院校應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式教學(xué)改革打下基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：項目驅(qū)動教學(xué)法；教學(xué)改革；ARM應(yīng)用技術(shù)；創(chuàng)新教育

0　引言

嵌入式技術(shù)是跨學(xué)科、軟硬件集成、與業(yè)界需求密切相關(guān)的綜合性技術(shù)，也是當(dāng)前發(fā)展最快、應(yīng)用最廣、最熱門、最有發(fā)展前途的信息技術(shù)之一[1]。在很多領(lǐng)域如汽車電子、醫(yī)療儀器、航空與航天、工業(yè)過程控制、儀器儀表、家用電氣等，都在廣泛應(yīng)用，使得嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)方面的人才需求越來越旺盛，很多畢業(yè)生供不應(yīng)求。為了適應(yīng)社會需求，目前有很多院校特別是應(yīng)用型地方本科高校基本都開設(shè)了嵌入式系統(tǒng)方面的相關(guān)課程，我校榮成學(xué)院也相應(yīng)開設(shè)了“ARM應(yīng)用技術(shù)”課程，將其設(shè)定為電氣工程系自動化專業(yè)的重要專業(yè)平臺課。

與其他工科課程不同的是“ARM應(yīng)用技術(shù)”是一門以應(yīng)用為目的的實踐課。課程涉及內(nèi)容較廣、綜合性強(qiáng)，包含計算機(jī)、電子、通信和自動控制等學(xué)科相關(guān)內(nèi)容，培養(yǎng)面向工程實踐的軟硬件兼?zhèn)鋸?fù)合型人才[3]。目前采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法教學(xué)，學(xué)生難以掌握嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)。因此，如何將項目驅(qū)動教學(xué)法在整個ARM應(yīng)用技術(shù)教學(xué)過程中，如理論教學(xué)、實驗教學(xué)和實踐教學(xué)得到很好的實施，同時在教學(xué)過程中探索如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，不斷培養(yǎng)學(xué)生的理論結(jié)合實踐、創(chuàng)新協(xié)作等能力就變得非常重要了。

具有針對性是“項目驅(qū)動”教學(xué)法的最大特點(diǎn)，教學(xué)過程中將“項目引導(dǎo)、任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)模式引入到《ARM應(yīng)用技術(shù)》課程，將過去以傳授知識為主的傳統(tǒng)教學(xué)理念，轉(zhuǎn)變?yōu)橐越鉀Q問題、表達(dá)情感、完成任務(wù)為主的多維、互動式的教學(xué)，有利于實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。同時根據(jù)工程實踐項目的具體要求，合理設(shè)置教學(xué)內(nèi)容，將嵌入式應(yīng)用技術(shù)理論教學(xué)內(nèi)容細(xì)化整合，設(shè)計和構(gòu)造相關(guān)知識的切入點(diǎn)。以工作實踐中的一個個具體項目為主要授課載體，讓學(xué)生在完成工作任務(wù)的過程中完成學(xué)習(xí)過程。

1　當(dāng)前ARM應(yīng)用技術(shù)教學(xué)存在的不足

1.1符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的ARM應(yīng)用技術(shù)教材缺乏

近年來，各相關(guān)院校使用的各高校使用的ARM應(yīng)用技術(shù)教材,絕大多數(shù)都忽視工作實踐中工程項目的實際應(yīng)用需求，偏重于理論知識的教學(xué)，內(nèi)容從基本概念和基本原理開始，缺乏應(yīng)用實例，教學(xué)按部就班，大部分學(xué)生感到教材內(nèi)容抽象，學(xué)習(xí)興趣大打折扣。

1.2課堂教學(xué)方式以教師教授為主

當(dāng)前ARM應(yīng)用技術(shù)教學(xué)中，在短短的90分鐘課堂教學(xué)中，教師一般采用滿堂灌式的理論講解教學(xué)，一股腦的將嵌入式系統(tǒng)所涉及的各類理論知識灌輸給學(xué)生，讓大部分學(xué)生覺得異常乏味，挫傷了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，束縛了學(xué)生學(xué)習(xí)潛能的開發(fā)以及創(chuàng)新思維的訓(xùn)練，學(xué)習(xí)效果不佳。

1.3實踐教學(xué)效果不盡人意，培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力的初衷并沒有在實驗教學(xué)中體現(xiàn)出來

目前，很多高校開設(shè)的ARM應(yīng)用技術(shù)實驗課類型都是驗證性的，學(xué)生在實驗室，根據(jù)實驗指導(dǎo)書上面的操作步驟，輸入相關(guān)的指令代碼，以開發(fā)成熟的實驗箱為主要對象，將相關(guān)原理進(jìn)行簡單的驗證，學(xué)生在整個過程中沒有親自都是設(shè)計和制作與工程實踐相關(guān)聯(lián)的實驗項目，缺乏設(shè)計性和綜合性的實驗。

1.4課程的考核方式比較單一，主要以閉卷考試為主

ARM應(yīng)用技術(shù)是一門實踐性較強(qiáng)的課程，目前該課程仍然沿用閉卷考試的方式，學(xué)生在考試前只要將考試內(nèi)容死記硬背一下就能得高分，這種考試方法是本末倒置，對督促學(xué)生認(rèn)真提高動手能力沒有實際意義。

2　項目驅(qū)動教學(xué)模式的研究

項目驅(qū)動教學(xué)模式是指老師和學(xué)生在教和學(xué)的過程中，根據(jù)所要完成工程實踐中的每個項目對相關(guān)理論知識的具體要求，將學(xué)習(xí)內(nèi)容逐漸滲透到每一個項目中去，在完成項目的同時，學(xué)生學(xué)會如何去發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、尋找解決問題的方法。它既是一種CDIO（構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)、運(yùn)行)的課程教學(xué)模式也是一種教學(xué)方法。

項目驅(qū)動教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)方式以教師為中心不同，它要求以學(xué)生為中心。不斷調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。在項目的實施過程中，教師通過知識的滲透，讓學(xué)生始終處在對知識的不斷探索中，不僅能實現(xiàn)做中學(xué)和學(xué)中做的一體化，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，更重要的是從根本上轉(zhuǎn)變課堂上老師強(qiáng)制式灌輸?shù)慕虒W(xué)方式。

項目驅(qū)動教學(xué)模式在教學(xué)過程中能否成功實施，項目是核心，因此要根據(jù)學(xué)生現(xiàn)有的理論知識儲備、動手能力水平和參與的積極性等等因素來選取應(yīng)用型本科學(xué)生特點(diǎn)、難度適合的項目。要求在整個教學(xué)過程中，緊緊圍繞所選項目，根據(jù)項目實施的不斷推進(jìn)，循序漸進(jìn)的引領(lǐng)課程學(xué)習(xí)，帶動課堂教學(xué)的開展。

3　項目驅(qū)動法在ARM應(yīng)用技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用

項目驅(qū)動法教學(xué)模式以項目為主線展開教學(xué)，我們在ARM應(yīng)用技術(shù)教學(xué)的各個階段均引入項目學(xué)，把以課本為主線變?yōu)橐皂椖繛轵?qū)動。

3.1項目驅(qū)動法教學(xué)模式在理論教學(xué)中的應(yīng)用

項目驅(qū)動法教學(xué)模式在理論教學(xué)中的應(yīng)用流程為：教師課前做好充分準(zhǔn)備，提出設(shè)計項目，制定相應(yīng)的任務(wù)并提出工程項目的和具體要求；學(xué)生對所選項目進(jìn)行分析，在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生分組討論，設(shè)計項目實現(xiàn)的方案；學(xué)生對所設(shè)計的方案進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，并在教師的引導(dǎo)下將優(yōu)化后的方案進(jìn)行設(shè)計和實現(xiàn)；最后師生共同對知識點(diǎn)和技能點(diǎn)進(jìn)行歸納和總結(jié)，學(xué)生將所完成的作品和報告提交。

在具體實施過程中，根據(jù)榮成學(xué)院異地辦學(xué)的實際情況以及服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)的要求，積極開展產(chǎn)學(xué)研合作，主動聯(lián)系當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)企事業(yè)，大量征集與ARM應(yīng)用技術(shù)相關(guān)的實際工程項目，并進(jìn)行整理分類，將這些項目按照實際要求分為基礎(chǔ)類小項目和綜合應(yīng)用類大項目。針對基礎(chǔ)類小項目，教師在課堂上將具體要求提出來，同時引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)項目需求進(jìn)行分析研究，然后由學(xué)生完成項目具體實施方案的制定，當(dāng)完成授課內(nèi)容時，教師和學(xué)生共同設(shè)計并最終完成該項目。對于后者，學(xué)生被老師按照項目需求分成不同的學(xué)習(xí)小組，在課堂教學(xué)結(jié)束后，安排學(xué)生到開放性實驗室，利用相關(guān)實驗設(shè)備完成項目的分析、制定實施步驟并完成最終的實驗。

3.2項目驅(qū)動法教學(xué)模式在實驗教學(xué)中的應(yīng)用

實驗是ARM應(yīng)用技術(shù)教學(xué)過程中不可或缺的一部分，傳統(tǒng)的實驗課程一般都是按部就班的先做基礎(chǔ)實驗，然后再進(jìn)行綜合性實驗[4]。在項目驅(qū)動法教學(xué)模式下的實驗教學(xué)過程中，為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)的積極性和主動性，根據(jù)理論課的進(jìn)度,以及工程項目內(nèi)容和實驗環(huán)境等方面, 將ARM應(yīng)用技術(shù)所涉及的實驗分為驗證型實驗、設(shè)計型實驗和應(yīng)用型實驗。驗證型實驗是教師在理論課上布置的，學(xué)生在學(xué)完相關(guān)的理論知識，掌握一些基本原理，并能夠進(jìn)行一些簡單程序的編譯。在實驗課上，利用所學(xué)知識進(jìn)行簡單的編程，通過實驗箱等設(shè)備對所學(xué)基本知識和原理進(jìn)行驗證，實驗結(jié)束后將實驗過程整理成大作業(yè)交給老師。

設(shè)計型實驗是教師在實驗課堂上布置的，實驗項目主要針對綜合性問題進(jìn)行設(shè)計，學(xué)生在實驗課上首先對項目進(jìn)行分析并設(shè)計解決方案畫出流程圖，然后通過查閱相關(guān)資料，分組討論，試驗完成后，老師對過程進(jìn)行評價。

應(yīng)用型實驗是與工程實踐結(jié)合緊密的一類綜合性實驗項目，需要學(xué)生完成第一種驗證性實驗，對相關(guān)的原理和知識已經(jīng)有所掌握之后有老師進(jìn)行布置。要求學(xué)生具有一定的進(jìn)行性和主動性，需要花費(fèi)大量的余時間進(jìn)行項目資料查詢、項目分析、實施步驟設(shè)計等，學(xué)生需要熟練掌握嵌入式技術(shù)軟硬件方面的知識，同時應(yīng)具有一定的實踐動手能力和創(chuàng)新能力，利用開放實驗室進(jìn)行調(diào)試完成。

4　結(jié)語

ARM應(yīng)用技術(shù)教學(xué)中，通過項目驅(qū)動教學(xué)使學(xué)生更加容易理解嵌入式系統(tǒng)的理論知識，通過項目鍛煉，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性明顯提高，同時項目經(jīng)驗也會使得學(xué)生在就業(yè)時能夠順利融入項目組，縮短了學(xué)生進(jìn)入單位的實習(xí)期限，順利的完成從學(xué)生到員工的過渡，深受企業(yè)的認(rèn)可。因此，“項目驅(qū)動”教學(xué)法應(yīng)用在“ARM應(yīng)用技術(shù)”課程教學(xué)中，有效提高了教學(xué)效率，鍛煉了學(xué)生積極思考、積極動手的能力，為培養(yǎng)實踐能力為應(yīng)用型本科院校進(jìn)一步深化實踐教學(xué)改革提供了參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]溫如春，王祖麟，張振利.項目驅(qū)動教學(xué)法在“嵌入式系統(tǒng)技術(shù)”課程中的改革探索[J].中國電力教育,2012(08):77-78.

[2]彭道剛,李輝,夏飛.基于項目驅(qū)動的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)改革與實踐[J].中國電力教育,2013(28):92-93.

[3]湯世松,舒志兵.項目驅(qū)動在嵌入式系統(tǒng)實驗教學(xué)改革中的初探[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊,2014(13):23-24.

資助項目：哈爾濱理工大學(xué)教學(xué)研究項目（P20140123）

作者簡介：段瑞珍（1981-），女，內(nèi)蒙古鄂爾多斯人，碩士，講師，研究方向：自動控制理論與應(yīng)用。