嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用課程案例教學(xué)模式的研究與探索

白玉

摘要：本文通過(guò)電子信息工程學(xué)院嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用的教學(xué)實(shí)踐，改革現(xiàn)有課堂教學(xué)模式為案例教學(xué)模式，重新整合教學(xué)內(nèi)容，將教師的科研項(xiàng)目融入到案例中，使其更能滿足嵌入式系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，培養(yǎng)更高級(jí)的人才。

關(guān)鍵字：案例教學(xué)；嵌入式系統(tǒng)；教學(xué)模式

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）13-0155-02

嵌入式系統(tǒng)是近年來(lái)發(fā)展迅速又非常具有前途的計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域。滲透到工業(yè)控制、智能手機(jī)、汽車電子等各個(gè)領(lǐng)域。市場(chǎng)對(duì)嵌入式系統(tǒng)人才有巨大需求，因此許多高校在本科生和研究生教育中都開設(shè)了嵌入式系統(tǒng)課程。在嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)中應(yīng)該看到，一方面嵌入式技術(shù)是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)，如果沒(méi)有必要的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)和動(dòng)手環(huán)節(jié)，可能教學(xué)過(guò)程簡(jiǎn)單枯燥，學(xué)生沒(méi)有興趣。另一方面，嵌入式教學(xué)還有著與其他學(xué)科不同的特點(diǎn)。嵌入式技術(shù)是一種發(fā)展很快的應(yīng)用技術(shù)，就目前而言，其應(yīng)用已經(jīng)超前于理論研究了，其教育教學(xué)環(huán)節(jié)更是滯后于發(fā)展的需要。這就需要我們更加有效、合理地組織教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)去分析和解決實(shí)際問(wèn)題，提高實(shí)踐動(dòng)手能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，最終提高教學(xué)質(zhì)量，達(dá)到學(xué)校教育創(chuàng)新的目標(biāo)。

一、嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用現(xiàn)有教學(xué)模式中存在的問(wèn)題

嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用是我校電子信息系統(tǒng)和通信工程專業(yè)的碩士研究生選修課。其設(shè)置目的是培養(yǎng)學(xué)生具有嵌入式系統(tǒng)的分析和應(yīng)用能力，為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)奠定良好的基礎(chǔ)。但從教學(xué)實(shí)踐看，存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：

1.教學(xué)內(nèi)容嚴(yán)重落后于行業(yè)發(fā)展。由于嵌入式系統(tǒng)是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，而嵌入式行業(yè)發(fā)展又非常迅速，使得現(xiàn)有嵌入式系統(tǒng)的教材內(nèi)容很難跟上行業(yè)的發(fā)展?，F(xiàn)有的教材大多局限于理論知識(shí)的講解，很少有工程項(xiàng)目的應(yīng)用案例，再加上嵌入式系統(tǒng)本身又有知識(shí)點(diǎn)多、涉及面廣的特點(diǎn)，使學(xué)生既煩惱于過(guò)多的理論知識(shí)，又陷于理論和實(shí)踐脫離的苦惱中，嚴(yán)重打擊學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。因此，迫切需要精簡(jiǎn)理論教學(xué)內(nèi)容，將當(dāng)前使用最廣泛有效的理論與開發(fā)技術(shù)傳授給學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

2.教學(xué)方式單一。教師按照課本沿用一貫的思維方法傳授知識(shí)。教育手段單一，主要是老師講學(xué)生聽的狀態(tài)，學(xué)生接受的知識(shí)局限于教材和老師授課的內(nèi)容。這種單向的知識(shí)傳輸方式，忽視了學(xué)生的興趣和接受能力，影響了學(xué)生創(chuàng)造和分析問(wèn)題的能力。由于感受不到所學(xué)知識(shí)的實(shí)用價(jià)值，容易使學(xué)生產(chǎn)生厭倦情緒。

3.缺乏對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。例如我校嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用課程設(shè)置為36學(xué)時(shí)，其中，理論課26學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課10學(xué)時(shí)，也就是說(shuō)學(xué)生大部分都在上理論課，上機(jī)機(jī)會(huì)偏少。而在有限的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)中又多以完成實(shí)驗(yàn)箱固定的實(shí)驗(yàn)為主，學(xué)生往往是按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上的步驟機(jī)械地完成實(shí)驗(yàn)。而嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用這門課強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)問(wèn)題的分析處理能力，而這能力的培養(yǎng)在這類實(shí)驗(yàn)中并不能得到提升。

二、案例教學(xué)模式的研究與探索

1.以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，構(gòu)建嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用課程教學(xué)內(nèi)容體系。本項(xiàng)目以電子信息學(xué)院作為試點(diǎn)單位，根據(jù)學(xué)院的專業(yè)特點(diǎn)，將嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用的理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容整合成幾大類案例模塊，每類模塊由理論知識(shí)及若干應(yīng)用案例組成。對(duì)案例模塊的劃分不是簡(jiǎn)單的對(duì)各知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行劃分，而是要找出教學(xué)內(nèi)容與專業(yè)應(yīng)用之間的內(nèi)在聯(lián)系，科學(xué)的規(guī)劃案例模塊。應(yīng)用案例的制定由教師對(duì)在研的科研項(xiàng)目進(jìn)行分解，設(shè)計(jì)應(yīng)用案例，由學(xué)生評(píng)價(jià)各應(yīng)用案例的難易程度，再由教師設(shè)計(jì)各應(yīng)用案例說(shuō)明。在這里還要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，我們鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮想象力和創(chuàng)新力，利用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)開發(fā)自己的案例。例如在設(shè)計(jì)GPS無(wú)線通信系統(tǒng)案例時(shí)，理論知識(shí)包：GPS的系統(tǒng)構(gòu)成；GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理；GPS的數(shù)據(jù)格式。這部分內(nèi)容可以讓學(xué)生先預(yù)習(xí)并查資料豐富書本上的內(nèi)容。在掌握理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，學(xué)生可先進(jìn)行基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)：通過(guò)軟件接收GPS模塊的定位、時(shí)間等信息并進(jìn)行顯示，使學(xué)生了解GPS設(shè)備的基本工作方法和通用的指令格式；通過(guò)對(duì)GPS數(shù)據(jù)解析軟件源代碼的剖析，理解針對(duì)NMEA—0183信息格式的解析方法。通過(guò)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生已經(jīng)掌握了GPS模塊的功能，再結(jié)合教師的科研設(shè)計(jì)應(yīng)用案例，如導(dǎo)航系統(tǒng)等可進(jìn)一步拓展學(xué)生的科研能力。同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，設(shè)計(jì)自己的應(yīng)用實(shí)例如校園電子地圖等。

2.采取多元的教學(xué)模式，注重學(xué)生實(shí)戰(zhàn)能力的培養(yǎng)。壓縮理論教學(xué)時(shí)數(shù)，課堂教學(xué)以學(xué)生為主導(dǎo)，多以討論工作進(jìn)展情況匯報(bào)等形式進(jìn)行。鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，使學(xué)生由被動(dòng)的接受知識(shí)到主動(dòng)的查資料、做實(shí)驗(yàn)，豐富所學(xué)知識(shí)。把學(xué)生分成若干個(gè)課題小組，每個(gè)小組由4～5名學(xué)生組成，組長(zhǎng)輪流擔(dān)任。在每一類案例模塊實(shí)施之初，由任課教師介紹所需知識(shí)點(diǎn)，對(duì)較難知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講授，然后由各課題組組長(zhǎng)組織組員選題、分工、實(shí)施等，其間任課教師對(duì)有共性的問(wèn)題可以組織研討。教師的主要工作由課堂講授轉(zhuǎn)為答疑解惑。學(xué)生對(duì)這門課程的學(xué)習(xí)也不再局限于課堂，而是在課下大量的自主學(xué)習(xí)。

具體教學(xué)過(guò)程如表1：

3.構(gòu)建科學(xué)合理的考核評(píng)價(jià)體系。改變過(guò)去以筆試為主的考核模式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生“學(xué)習(xí)過(guò)程”的評(píng)價(jià)，注重運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力的評(píng)價(jià)。學(xué)科成績(jī)由各案例模塊的階段成績(jī)相加構(gòu)成。杜絕了對(duì)知識(shí)的死記硬背，轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)能力的考查。制定項(xiàng)目考核計(jì)劃書，細(xì)化項(xiàng)目考核的程序?？己吮砣绫?：

嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，隨著案例教學(xué)模式的開展，新的教學(xué)體系在實(shí)踐中不斷完善，激發(fā)了學(xué)生大膽探索和敢于創(chuàng)造的積極性，鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考、分工協(xié)作，分析問(wèn)題能力、動(dòng)手能力、表達(dá)能力都得到了極大地提高。

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