王寶珠 李文娟

摘要：近年來嵌入式系統憑借著諸多優(yōu)勢逐漸脫穎而出，成為目前應用最廣泛的高新技術之一。為了培養(yǎng)嵌入式系統方面的人才，近年來全國各高校掀起了一股嵌入式系統教學與實踐的熱潮。本文針對應用型本科嵌入式系統課程教學中存在的種種弊端，提出以競賽為載體、以項目為驅動，以競促教、競教結合，以做導學、項目驅動的實踐教學改革思路，對嵌入式系統教學進行革新，提高學生學習的積極性、主動性和能動性，實現培養(yǎng)實踐型、技能型、創(chuàng)新型、工程應用型人才的目標。

關鍵詞：嵌入式系統;競教結合;項目驅動;實踐教學;創(chuàng)新人才

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）32-0160-02

應用型本科院校以應用型人才培養(yǎng)為主要任務，培養(yǎng)具有專業(yè)應用理論和較強實踐能力的專業(yè)人才。嵌入式技術是近些年新興且非常熱門的專業(yè)技術，它不僅是一門綜合多個領域知識的工程應用技術，也是移動互聯網和大數據行業(yè)等新興行業(yè)領域的重要組成部分，因此嵌入式軟硬件工程師成了近年來最為熱門的職業(yè)之一，在此背景下，如何能跟上時代的發(fā)展、社會的需要，提高嵌入式系統技術人才的培養(yǎng)質量，不僅對學生就業(yè)有著重要的作用，也對進一步推動相關行業(yè)的發(fā)展有著深遠的意義。

1嵌入式系統教學的現狀及存在的問題

嵌入式系統具有較強的技術性、實踐性及綜合性等特點，學生普遍感覺學習起來比較困難，且學習過程中理論與實踐聯系不緊密，課程的工程實踐性很差，畢業(yè)后很難滿足社會相關行業(yè)的需要，究其原因，主要體現在：

①嵌入式系統課程在教學中課時分配不合理，理論學時過多，實踐學時偏少，不適合應用型人才的培養(yǎng)。

②實驗內容安排不合理，過于簡單。驗證性實驗多，學生自己動手的設計性實驗少;單一性基礎實驗多，綜合性開發(fā)實驗少。從而導致實驗教學流于形式，學生做實驗只是看著實驗指導書“照葫蘆畫瓢”，設計開發(fā)的能力難以培養(yǎng)，課后也無法對所學知識靈活運用。

③嵌入式系統課程知識量大、內容多、課時少，導致授課教師往往會將各種知識點“填鴨式”地灌輸給學生，讓學生死記硬背，忽視學生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)，學生感覺枯燥無味，無法調動學生學習的興趣、主動性和積極性。

④實踐教學缺乏實踐環(huán)境與學科競賽平臺支持，缺少項目滲透到教學之中，提升學生實踐動手能力。

⑤采用傳統的試卷考核方式，或者開卷或者閉卷，僅僅是對理論知識進行考核，以分數高低論英雄，而實踐環(huán)節(jié)要么不占分數比，要么比例很小，完全忽視了實踐在該課程中的重要性。

因此嵌入式系統課程的教學改革成為亟待解決的問題。

2應用型本科嵌入式系統教學改革的措施

應用型本科嵌入式系統教學應當以實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心，針對嵌入式系統課程體系中理論講授過多、實踐教學偏少，而實踐教學缺乏實踐環(huán)境與平臺支持以及學生學習過程中缺乏興趣，積極性不高，考核標準不合理等問題，結合項目與學科競賽平臺，以項目為驅動、以學科競賽為載體來促進嵌入式系統實踐教學的改革，滿足社會對嵌入式系統人才的需求，擴大學生就業(yè)面。

2.1以項目為驅動提高學生學習興趣，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識

采用項目驅動的實踐教學體現了CDIO工程教育的理念，重在“做中學”，整個教學過程以項目的形式開展教學，達到理論實踐一體化、傳授知識與培養(yǎng)能力一體化、“教、學、做”一體化的培養(yǎng)工程人才的目標。

將嵌入式系統教學課程知識點進行碎片化和重組，將整個實踐教學過程以項目的形式展開，項目的選取與專業(yè)及課程內容密切相關，項目設置根據課程內容及學生學習程度可大可小，由易到難，由簡到繁，讓學生易于接受。所設項目不僅要利用所學知識與理論，同時也要緊跟行業(yè)相關需求，注入領域內前沿技術。也可以將一個大項目分成相應子項目，對相應子項目再進行具體的任務分解，在整個過程中，要求學生以教學主體的身份參與進來，對項目進行系統下的開發(fā)設計，最終完成，真正做到以做導學、項目驅動，這樣才能激發(fā)學生學習的興趣和積極性，使學生能夠在項目開發(fā)的過程中自主的發(fā)現問題、利用課程知識分析問題、進而解決問題，既可以達到學習課程知識的目的又可以培養(yǎng)學生的工程實踐能力和創(chuàng)新意識。

2.2構建“學競一體”的嵌入式系統學科競賽平臺

“以賽促教、以競促學、賽教結合、學競一體”的教學方法為培養(yǎng)一批“厚基礎、重動手、善創(chuàng)新”的高素質信息技術人才奠定了堅實的基礎。

以學科競賽為載體，組織成立學科競賽指導委員會和學科競賽委員會。教師的教學理念需要轉變，由授課者要向指導者轉變，組織和指導學生參加各級嵌人式系統專題比賽、單片機設計大賽、機器人比賽、電子設計競賽等，組建高質量競賽隊伍和組建高水平教師競賽指導隊伍。積極參加高水平嵌入式系統相關賽事，同時學校也可自行組織相應的院級比賽、校級比賽。與學校密切溝通，完善獎勵機制，激發(fā)師生的熱情，使學生在競賽的過程中學習相關知識，既準確又高效，有力地推動創(chuàng)新型、實踐型學生培養(yǎng)。

2.3合理規(guī)劃和設計教學內容，構建嵌入式系統實踐教學體系

根據嵌入式系統為實踐性較強的課程的特點和具體情況，構建“以項目為引導，以競賽為載體，以需求學理論，以實踐為主導”的分層次的實踐教學體系。將實踐教學進行分層次培養(yǎng)。

對于基礎型實驗，是根據課程知識點設置的一些驗證性實驗，需要學生在實踐中掌握課程理論及實踐操作方法，所有學生必須全部掌握;對于綜合設計型實驗，是綜合整個課程的知識，利用實驗室資源，需要學生構造一個具有實際意義的嵌入式應用系統的實驗，該實驗以課程設計的形式進行，選拔系統性、實踐性、創(chuàng)新性、工程性較強的學生。對于研究型實驗，是開放性、創(chuàng)新型實驗，以實際的工程項目為依托，學生自主完成，是使學生提高探究性學習能力，增強團隊協作能力及工程實踐能力。為此我校建設了電子設計實驗室、物聯網虛擬仿真實驗室以及卓越工程師實踐中心。

2.4以學生為認知的主體，變被動學習為主動學習

通過靈活多樣的教學方法和教學手段去引導學生完成學習任務，發(fā)揮學生在實踐教學活動中的主體地位，由經驗傳授向啟發(fā)引導轉變，增強實踐教學開放性，激發(fā)學生學習的主動性。

以項目為驅動的實踐教學以學生為主體，教師的角色是項目經理。在項目開發(fā)的初期，教師制定項目計劃，并將學生組織成不同開發(fā)小組，分配工作，對項目進行拓展與深化;學生是項目實施的主體，學生掌握項目開發(fā)技能，制定項目計劃、分配資源和控制項目實施過程。在項目開發(fā)的過程中，實行組長負責制，為激發(fā)學生的參與熱情與主動性，各項目小組在教師的引導下對團隊成員定期進行技能考評。

以學科競賽為載體的實踐教學過程中，教師的角色既是指導老師又是評委，在比賽之初，教師和學生一起討論方案、方法，提出可行性方案，具體實施由學生自己來完成，教師在過程中起監(jiān)督和指導的作用并對其完成情況進行評估，提出意見。

2.5改革課程考核方法，突出實踐過程成績

實踐教學的順利進行需要完善的實踐管理制度作為保障，因此，應當建立全新的評價制度和考核方法。

改變傳統期末試卷考試的考核方法，改變以往考試理論考試占比大，實踐實驗操作占比小的狀況，增加實驗課操作的學分占比。在培養(yǎng)方案中增加參與相關學科競賽和項目開發(fā)的學分，并根據獲獎等級獲得不等的學分，根據在項目組中的工作量獲得不等的學分，激發(fā)學生的競爭意識，提高學生的主動性。與此同時，將嵌入式系統作為主修專業(yè)課的專業(yè)的獎學金的評定與實踐操作掛鉤，在相關學科競賽中獲獎或在項目組中有重要貢獻的學生優(yōu)先。

3預期效果

①推動應用型本科院校嵌入式系統教育教學改革，促進創(chuàng)新實踐型大學生人才的培養(yǎng)。

②適應學生特點和社會需求，培養(yǎng)出更多的能夠滿足社會需求的嵌入式技術人才，實現學生、社會、學校的多贏。

③建立符合我校特色的嵌入式實踐教學體系，能夠全面提升學生技能水平和就業(yè)競爭力，讓學生在實際的工作或項目中解決問題，真正使學生“會做”“能做”。

④以科研項目為驅動+以學科競賽為載體的嵌入式系統教學模式能全面調動學生的能動性，激發(fā)學生學習興趣，由被動學習變主動學習。

⑤實現培養(yǎng)實踐型、技能型、創(chuàng)新型、工程應用型人才的目標。

4小結

根據我校為應用型本科的特點，結合嵌人式系統課程的技術特點，通過開展競教結合、項目驅動的嵌人式系統教學改革與實踐，從教學實踐來看，以工程項目驅動可以有效地縮短學生與實際應用之間的距離，培養(yǎng)學生獨立思考、解決問題、創(chuàng)新研發(fā)的能力。以學科競賽為載體可以激發(fā)學生的競爭意識、以賽促學，在競賽中學習、在競賽中成長，大大提高了學生的興趣和積極性。從而實現培養(yǎng)實踐型、技能型、創(chuàng)新型、工程應用型人才的目標。