彭小松 舒秀蘭

（廣東海洋大學(xué)寸金學(xué)院，廣東 湛江 524000）

0 引言

《嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用》是一門以《微機(jī)原理與接口技術(shù)》為基礎(chǔ)的專業(yè)必修課，是工科院校電子信息、電氣工程自動(dòng)化等專業(yè)開設(shè)的課程。 隨著移動(dòng)電子設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的產(chǎn)品幾乎涉及生產(chǎn)生活的方方面面，是智能制造的重要基礎(chǔ)技術(shù)之一。 ARM 微處理器以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低功耗、低成本、高性能等特點(diǎn)，在嵌入式移動(dòng)設(shè)備市場(chǎng)的占有率上一騎絕塵[1-2]。 在此趨勢(shì)下，結(jié)合粵港澳大灣區(qū)產(chǎn)業(yè)鏈對(duì)嵌入式人才的需求[3]，廣東海洋大學(xué)寸金學(xué)院，基于培養(yǎng)應(yīng)用型人才的辦校定位，開設(shè)以ARM 為載體的《嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用》專業(yè)課程。 通過(guò)教師導(dǎo)學(xué)、學(xué)生參與編程實(shí)踐相結(jié)合的方式，不斷探索教學(xué)方法和模式的創(chuàng)新。

1 《嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用》教學(xué)中存在的問(wèn)題

1.1 學(xué)生基礎(chǔ)水平參差不齊，無(wú)法因材施教

《嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用》是以《微機(jī)原理》課程為基礎(chǔ)知識(shí)的又一門專業(yè)必修課，前者是后者的擴(kuò)展與提升課程。由于學(xué)生基礎(chǔ)課程知識(shí)的掌握程度不一致，如果教師按照自己的思路設(shè)計(jì)教學(xué)方案，一方面基礎(chǔ)薄弱的同學(xué)從開始便跟不上教學(xué)節(jié)奏而掉隊(duì)；另一方面基礎(chǔ)功底較好的同學(xué)會(huì)因?yàn)樘菀锥鴮?duì)知識(shí)產(chǎn)生疲倦感。因此學(xué)生基礎(chǔ)水平參差不齊導(dǎo)致以教師為中心的教學(xué)思路無(wú)法因材施教。

1.2 學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)灌輸，積極性不高

當(dāng)前主要的PBL 教學(xué)模式，第一步是由老師通過(guò)精心設(shè)計(jì)的引導(dǎo)問(wèn)題，逐漸調(diào)動(dòng)學(xué)生參與討論與探究[4-5]，從而達(dá)到傳授教學(xué)內(nèi)容的目的。 然而由于設(shè)計(jì)問(wèn)題的主體是老師，依然具有以老師為中心教學(xué)性質(zhì)。精心設(shè)計(jì)的引導(dǎo)問(wèn)題不一定是學(xué)生所關(guān)切的關(guān)于課程內(nèi)容的疑惑，甚至超出部分學(xué)生的認(rèn)知范圍。 因此，傳統(tǒng)的PBL 教學(xué)模式對(duì)啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行思考的作用有限。 因此PBL 中的P 是不是每個(gè)學(xué)生所真正關(guān)切的問(wèn)題極其重要。

1.3 課程知識(shí)無(wú)法內(nèi)化成自己的學(xué)識(shí)，考完便忘

學(xué)習(xí)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，學(xué)生在整個(gè)課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中都需要參與到課程中來(lái)，而不能只在最后臨近考試的兩周里進(jìn)行突擊學(xué)習(xí)。 學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程，不應(yīng)該只是停留在“知識(shí)疑點(diǎn)—聽懂理解”這種層次，應(yīng)該更進(jìn)一步，即“知識(shí)疑點(diǎn)—聽懂理解—使用知識(shí)”的循環(huán)刺激。“學(xué)而不思則罔”，輸出是最好的學(xué)習(xí)，使用知識(shí)就是知識(shí)輸出的一個(gè)過(guò)程，所以學(xué)生一定要在自己聽懂的前提下，對(duì)知識(shí)進(jìn)行重新審視、重新探究和思考，形成對(duì)知識(shí)自己的理解，并且寫下來(lái)，寫即知識(shí)輸出。

1.4 考核方式過(guò)度依靠試題，忽略學(xué)習(xí)過(guò)程

大學(xué)的很多課程，部分同學(xué)只在最后臨近考試的兩周里瘋狂地死記硬背，應(yīng)付考試。 這種應(yīng)付考試的學(xué)習(xí)方式，所記憶的知識(shí)會(huì)在壓力結(jié)束的時(shí)候迅速化為烏有。 換句話說(shuō)，如果我們考核學(xué)生的方式只是憑借最后做一套試題來(lái)進(jìn)行的話，對(duì)課程不感興趣的同學(xué)，課程結(jié)束后對(duì)課程內(nèi)容基本沒(méi)有印象；而感興趣的同學(xué)，很快也會(huì)隨著時(shí)間的流逝而忘記。當(dāng)前《嵌入式系統(tǒng)考試原理及應(yīng)用》理論課的考核方式一般是30%的平時(shí)成績(jī)和70%的期末考試成績(jī)組成。 平時(shí)成績(jī)又主要由考勤、作業(yè)和課堂表現(xiàn)組成。 其中30%的平時(shí)成績(jī)即為考核學(xué)習(xí)過(guò)程方法，作業(yè)多半是以課后習(xí)題為主、課堂表現(xiàn)也主要是考核學(xué)生上課回答問(wèn)題互動(dòng)的積極性。 無(wú)論是學(xué)生做練習(xí)題還是回答問(wèn)題，學(xué)生都是處于一種被動(dòng)的狀態(tài)，因?yàn)檎n后的習(xí)題或者教師的提問(wèn)，不一定是學(xué)生所疑問(wèn)的點(diǎn)，不一定是每個(gè)學(xué)生都需要探究的薄弱點(diǎn)。

2 具體的改革實(shí)施方案

針對(duì)以上的問(wèn)題，本文提出“5 步教學(xué)法+2 個(gè)考核強(qiáng)化”的教學(xué)改革方案,技術(shù)路線如圖1 所示。

2.1 有監(jiān)督的疑問(wèn)采集（第一步，課前）

讓學(xué)生預(yù)習(xí)相應(yīng)的課程內(nèi)容，提出自己和課程內(nèi)容相關(guān)的疑問(wèn)點(diǎn)。 這些問(wèn)題通過(guò)網(wǎng)絡(luò)工具進(jìn)行收集，常用的網(wǎng)絡(luò)收集工具有騰訊文檔收集表和問(wèn)卷星等。需要注意的是，傳統(tǒng)課堂的預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)通常是無(wú)監(jiān)督的，靠學(xué)生的主觀能動(dòng)性，但是由于高校的教育特點(diǎn)，往往效果不佳，只有少數(shù)人會(huì)真正進(jìn)行預(yù)習(xí)。 這里我們采取將預(yù)習(xí)提問(wèn)的質(zhì)量納入最終成績(jī)的考核，以監(jiān)督學(xué)生的預(yù)習(xí)效果?！肚度胂迪到y(tǒng)原理及應(yīng)用》課程內(nèi)容共6 章節(jié)，課前收集6 個(gè)班級(jí)的章節(jié)預(yù)習(xí)疑問(wèn)，其中，每章節(jié)均收集超過(guò)152 個(gè)相關(guān)疑問(wèn)（此處采用的是騰訊文檔在線收集器），收集方法如圖2 所示，收集結(jié)果的部分展示如圖3 所示。

圖1 “五步教學(xué)法+兩個(gè)考核強(qiáng)化”技術(shù)路線圖（左）

圖2 學(xué)生疑問(wèn)收集方法

圖3 收集問(wèn)題收集結(jié)果的部分展示

2.2 教學(xué)知識(shí)點(diǎn)與疑問(wèn)進(jìn)行匹配分類（第二步，課前）

教師需要對(duì)每章節(jié)教學(xué)內(nèi)容的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行歸納，同時(shí)將收集起來(lái)的學(xué)生疑問(wèn)進(jìn)行分類，然后，將分類后的疑問(wèn)與解決該疑問(wèn)的知識(shí)點(diǎn)對(duì)應(yīng)起來(lái)，如圖1 中所示，形成“問(wèn)題類—知識(shí)點(diǎn)”之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。最后，按照教學(xué)內(nèi)容順序進(jìn)行排列。

2.3 解惑而后授業(yè)（第三步，課中）

教師按照第二步得到的“問(wèn)題類—知識(shí)點(diǎn)”序列，依次進(jìn)行講解。 講解過(guò)程以解決學(xué)生疑問(wèn)為載體，將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行講授。以解決學(xué)生疑問(wèn)為載體可以提升學(xué)生課堂參與感，同時(shí)讓學(xué)生有被關(guān)注、問(wèn)題被回應(yīng)的感受，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 因?yàn)閷?duì)同一個(gè)知識(shí)點(diǎn)不同的同學(xué)會(huì)有不同的疑問(wèn)，因此教師教授的時(shí)候也可以從不同的角度剖析問(wèn)題，同時(shí)對(duì)具體知識(shí)點(diǎn)講解的深淺也可以通過(guò)學(xué)生問(wèn)題進(jìn)行把握，做到淺者不覺(jué)其深，深者不覺(jué)其淺的知識(shí)傳授，已達(dá)到針對(duì)不同基礎(chǔ)學(xué)生因材施教的效果。

2.4 以問(wèn)題分組討論（第四步，課后）

學(xué)而不思則罔，課堂討論能讓學(xué)生通過(guò)其他同學(xué)對(duì)知識(shí)的理解重新對(duì)問(wèn)題進(jìn)行思考，完善自己的認(rèn)知，加深對(duì)知識(shí)不同角度的認(rèn)識(shí)。 傳統(tǒng)課堂通常采用按照學(xué)號(hào)分組或者按照即時(shí)課堂座位分布進(jìn)行分組討論，本方案中根據(jù)第二步分類的結(jié)果進(jìn)行分組討論，把具有同類問(wèn)題的同學(xué)分成一組，待授課完畢后，學(xué)生分別討論自己聽課前后對(duì)問(wèn)題的理解是否通透了。

2.5 輸出討論報(bào)告（第五步，課后）

輸出是最好的學(xué)習(xí)。當(dāng)學(xué)生能通過(guò)語(yǔ)言或者文字清楚的表達(dá)對(duì)一個(gè)問(wèn)題的理解時(shí)，才是他真正掌握和內(nèi)化這個(gè)知識(shí)的時(shí)候。對(duì)于問(wèn)題的討論只是停留在理解層面，這是不夠的，還需要進(jìn)一步將理解的知識(shí)通過(guò)輸出進(jìn)行內(nèi)化。 因此課后需要學(xué)生提交討論報(bào)告，同時(shí)減輕傳統(tǒng)依靠課后習(xí)題作業(yè)的考核方法。每個(gè)學(xué)生把自己不懂的問(wèn)題弄懂，而不是所有同學(xué)思考同樣的習(xí)題。 把傳統(tǒng)對(duì)于課后習(xí)題作業(yè)的考核，改變成對(duì)討論報(bào)告的考核，根據(jù)學(xué)生在報(bào)告中對(duì)知識(shí)的理解深度，進(jìn)行相應(yīng)的考核。 如此下來(lái)，對(duì)于每一章教學(xué)內(nèi)容，每一位同學(xué)都能從中內(nèi)化一個(gè)重要的知識(shí)點(diǎn)以及對(duì)知識(shí)點(diǎn)的拓展內(nèi)容，學(xué)習(xí)的過(guò)程貫穿整個(gè)教學(xué)周期，較傳統(tǒng)高度依賴期末試卷的考核辦法具有顯著的優(yōu)勢(shì)。 更重要的是，從疑問(wèn)到聽懂再到最后輸出理解某個(gè)知識(shí)點(diǎn)，完成了學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的收斂閉環(huán)。

2.6 兩個(gè)考核點(diǎn)的強(qiáng)化

最后，為了保障以上5 步操作的可行性和順暢性，需要加強(qiáng)兩個(gè)考核，即預(yù)習(xí)提問(wèn)的考核和討論報(bào)告質(zhì)量的考核，這兩個(gè)強(qiáng)化的考核內(nèi)容剛好形成一個(gè)疑點(diǎn)知識(shí)解決的閉環(huán)，保障學(xué)生學(xué)習(xí)有始有終。

3 結(jié)語(yǔ)

以上“五步教學(xué)法+兩個(gè)考核強(qiáng)化”的教學(xué)方案改革作用如下：第一，能有效針對(duì)不同基礎(chǔ)的學(xué)生實(shí)現(xiàn)因材施教，使教學(xué)內(nèi)容深淺有章可循；其次，由于課堂上所講的內(nèi)容都是學(xué)生內(nèi)心的疑問(wèn)點(diǎn)，針對(duì)性強(qiáng)，能提起學(xué)生的課堂積極性；第三，兩個(gè)強(qiáng)化的考核點(diǎn)，使學(xué)習(xí)知識(shí)的過(guò)程形成一個(gè)閉環(huán)，有效幫助學(xué)生內(nèi)化、理解、掌握知識(shí)；第四，每章一練，教與學(xué)貫穿整個(gè)教學(xué)周期，避免考試周突擊學(xué)習(xí)的弊端。 以上教學(xué)技術(shù)路線的改革，在教學(xué)實(shí)踐中開展應(yīng)用，《嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用》的課堂上學(xué)生的參與感明顯增強(qiáng)，善于深入探討問(wèn)題，刨根究底；另外，參加校內(nèi)外嵌入式應(yīng)用相關(guān)比賽的人數(shù)增加，對(duì)理論的有效實(shí)踐能力明顯提升。