戴丹丹
集寧師范學(xué)院物理學(xué)院
嵌入式系統(tǒng)是一種為“以應(yīng)用為中心,以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ),且軟硬件可裁剪,對(duì)功能性、可靠性、成本、體積、功耗都有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”??梢哉f,每一個(gè)嵌入式系統(tǒng)都是一個(gè)獨(dú)立的計(jì)算機(jī),需要在產(chǎn)品內(nèi)部完成系列性操作,在信息時(shí)代,嵌入式系統(tǒng)被廣泛的運(yùn)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(jì)算機(jī)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(duì)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(dòng)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(huì)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(rèn)識(shí),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(yàn),基于對(duì)高校及本專業(yè)相關(guān)工作的調(diào)研,對(duì)此進(jìn)行了如下概括:
第一學(xué)校教育疲軟,一些院校對(duì)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(huì)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(jī)構(gòu)進(jìn)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(shí)踐教學(xué)兩部分,理論占48課時(shí),實(shí)踐占16課時(shí),共計(jì)64課時(shí),教學(xué)時(shí)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(shí),但得不到實(shí)踐機(jī)會(huì),學(xué)習(xí)趣味性低,久而久之就是對(duì)該門課程產(chǎn)生心理厭煩,從而影響實(shí)際的教學(xué)效果。
第二實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室和實(shí)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(dòng)。通過對(duì)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(jìn)行及時(shí)更新與補(bǔ)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(tái)適合學(xué)生的ARM嵌入式教學(xué)系統(tǒng)平臺(tái)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(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)生助力作用,但高校教育也尚未對(duì)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(yán)重影響教學(xué)效率。
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(shí)現(xiàn)“應(yīng)用型”轉(zhuǎn)型,這既是基于新項(xiàng)目的嘗試、也是對(duì)相關(guān)產(chǎn)品科研的初探等?!皯?yīng)用型”改革關(guān)注學(xué)生的實(shí)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(shí)現(xiàn)實(shí)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(jìn)行課堂教學(xué),能使學(xué)生感受到知識(shí)與現(xiàn)實(shí)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(huì)設(shè)置很多專業(yè)課程,各個(gè)專業(yè)課程的學(xué)生會(huì)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(shí)代的到來,各類電子產(chǎn)品的消費(fèi)指數(shù)逐年攀登,嵌入式系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域,如:儀器儀表、網(wǎng)絡(luò)通訊、航空航天、國(guó)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(jìn)行專業(yè)學(xué)習(xí),還應(yīng)從學(xué)生感興趣的領(lǐng)域進(jìn)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(shí)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(jì)算機(jī)知識(shí)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(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去,在產(chǎn)品、生產(chǎn)的實(shí)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(shí)此刻教育工作的現(xiàn)實(shí)意義。
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(dòng)教學(xué)改革的深入和發(fā)展。樹立“理實(shí)結(jié)合”的理念,結(jié)合我國(guó)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(shí)踐的現(xiàn)實(shí),提倡理實(shí)結(jié)合,進(jìn)一步嘗試將理論課堂搬到實(shí)驗(yàn)基地去上,將理論講解與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合,為學(xué)生學(xué)習(xí)帶來全新的體驗(yàn),嘗試將理論知識(shí)模塊化,引導(dǎo)學(xué)生在探究中贏得知識(shí)。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(dòng)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(zhǎng)。可以通過小組合作學(xué)習(xí)的方式,達(dá)成互助共贏和增強(qiáng)學(xué)習(xí)能力的目標(biāo)。將一些理論知識(shí)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(shí),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(dú)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(shí)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(dòng),完善教學(xué)工作,推動(dòng)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(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與開放,實(shí)驗(yàn)室是嵌入式課程的教學(xué)的實(shí)踐基礎(chǔ)。對(duì)于高校而言,可以增加兩個(gè)基礎(chǔ)環(huán)節(jié)的資金投入,即實(shí)驗(yàn)室與實(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室,即使課堂展開理實(shí)結(jié)合的教學(xué)設(shè)定,將全部課時(shí)都帶到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行學(xué)習(xí),仍然是十分緊張而有限的,加之教師對(duì)課堂的一些教學(xué)限定,學(xué)生很難有更多的獨(dú)立思考。嘗試將嵌入式系統(tǒng)探究的實(shí)驗(yàn)室開放,使得學(xué)生在課余時(shí)間,隨時(shí)隨地的針對(duì)自身的研究與學(xué)習(xí)項(xiàng)目,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)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(shí)代,越來越多的領(lǐng)域和學(xué)科會(huì)運(yùn)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(duì)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(duì)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(diǎn)和切入點(diǎn),比如對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生,對(duì)體系結(jié)構(gòu)、微機(jī)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(duì)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(diǎn)側(cè)重于嵌入式(Linux)和嵌入式GUI這兩個(gè)方面。不同專業(yè)學(xué)生設(shè)計(jì)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(shì)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(píng)價(jià)體系,對(duì)教師和學(xué)生的評(píng)價(jià)體系的建設(shè)是對(duì)教師和學(xué)生的雙重考量和激勵(lì)。對(duì)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(shí)的學(xué)術(shù)研究是職稱評(píng)定的前提和標(biāo)準(zhǔn),但對(duì)教師的其它能力,如實(shí)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(shí)踐脫節(jié),對(duì)學(xué)生的實(shí)踐指導(dǎo)呈現(xiàn)出嚴(yán)重的不足。在嵌入式課程體系構(gòu)建中,可嘗試對(duì)教師實(shí)踐能力的考核,鼓勵(lì)教師參與實(shí)踐,將教學(xué)效果的考核作為考核項(xiàng),支持與學(xué)生一同進(jìn)行實(shí)踐考核。對(duì)學(xué)生而言,傳統(tǒng)考核按照30%平時(shí)成績(jī)+70%理論考試分?jǐn)?shù)的方式進(jìn)行評(píng)價(jià),這樣的評(píng)價(jià)是典型的重理論輕實(shí)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(píng)價(jià)體系,與學(xué)生互動(dòng),增加實(shí)踐內(nèi)容,逐漸走出試卷,關(guān)注項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)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(xiàng)目教學(xué)”“實(shí)踐教學(xué)”內(nèi)容,將知識(shí)點(diǎn)量化,指導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐中完成,最終以完成程度、學(xué)生參與度等進(jìn)行綜合評(píng)估,為學(xué)生客觀、科學(xué)、合理的打分。
在當(dāng)前的高校教學(xué)中,推動(dòng)嵌入式系統(tǒng)課程體系的教學(xué)改革是一種趨勢(shì),高校、高校教師需大膽革新,與時(shí)俱進(jìn),為學(xué)生擴(kuò)寬知識(shí)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(shí)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(jìn)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(shí)踐的結(jié)合,堅(jiān)持創(chuàng)新與傳承的統(tǒng)一,不斷適應(yīng)信息時(shí)代的高速發(fā)展,為社會(huì)發(fā)展提供不竭的人才動(dòng)力。