“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用”課程與CDIO模式有效融合的教學(xué)思考

王劍

【摘 要】本文闡述了一種CDIO模式下計算機專業(yè)“嵌入式系統(tǒng)”課程與CDIO模式有效融合的教學(xué)改革研究中的關(guān)鍵問題。首先介紹了CDIO模式的理論根據(jù)，然后闡述了“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用”課程的教學(xué)改革中關(guān)于課程教學(xué)體系設(shè)計、教學(xué)模式改革，教材建設(shè)和教學(xué)方法改進等方面的相關(guān)內(nèi)容。

【關(guān)鍵詞】計算機專業(yè)；嵌入式系統(tǒng)；教學(xué)；CDIO模式

2004年，ACM（美國計算機協(xié)會）和IEEE聯(lián)合制訂了新版的計算機學(xué)科的課程體系（2004版），其中一個主要改革就是將“Embedded System”課程列為本科生的專業(yè)基礎(chǔ)課，并且給出了基本課程體系。同時，美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)、伯克利大學(xué)等國外高校也不斷在完備他們的嵌入式教育體系。歐盟也推出了面向歐盟高校和企業(yè)的嵌入式研究計劃。目前業(yè)界對嵌入式技術(shù)人才的需求十分巨大，尤其在迅速發(fā)展的TMT領(lǐng)域，這種需求更為顯著。另外，企業(yè)對嵌入式系統(tǒng)開發(fā)從業(yè)者的工程實踐能力、經(jīng)驗要求也越來越重視，因此目前國內(nèi)外很多專業(yè)協(xié)會和高校都在致力于嵌入式相關(guān)課程體系的建設(shè)，結(jié)合嵌入式系統(tǒng)的特點，在課程內(nèi)容設(shè)計、師資隊伍建設(shè)、教學(xué)方法探索、教學(xué)條件和實驗體系建設(shè)等方面取得了較好成效。

CDIO模式是一種先進的高校工程教育理念和實施體系。CDIO由考量（Conceive）、設(shè)計（Design）、實施（Implement）、操作（Operate）四個環(huán)節(jié)組成。CDIO 模式是主要通過“做中學(xué)”的方式全面地提升學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新精神。CDIO模式的這種特質(zhì)十分契合“嵌入式系統(tǒng)”課程的發(fā)展趨勢。

在高等教育提出朝著“寬口徑、厚基礎(chǔ)、重能力”的方向發(fā)展趨勢下，研究如何將先進的工程教育理念和實施體系CDIO模式成功引入到“嵌入式系統(tǒng)”課程教學(xué)改革中，同時深入地開展基于CDIO模式下的“嵌入式系統(tǒng)”理論和實驗教學(xué)體系、內(nèi)容和方法等多方面的研究與實踐，探索一條滿足社會人才需求、符合高校自身規(guī)律的“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用”課程的教學(xué)模式和方法，對于培養(yǎng)學(xué)生在嵌入式系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計方向上的基本技能、工程能力和創(chuàng)新精神具有十分重要的意義。

“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用”課程教學(xué)內(nèi)容十分豐富，如圖1所示。該課程涉及到計算機系統(tǒng)最基礎(chǔ)的硬件、軟件等多方面多層次的知識，這就要求學(xué)生系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)完整的嵌入式系統(tǒng)知識體系。

因此，“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用”課程與CDIO模式有效融合主要進行的工作內(nèi)容應(yīng)該包括：通過大量調(diào)研，反復(fù)討論和研究，根據(jù)CDIO模式的特點編寫和修訂符合計算機學(xué)科發(fā)展的“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用”課程的理論教學(xué)大綱和實驗教學(xué)大綱。在此大綱的指導(dǎo)下，編寫了“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用”主教材和實驗教程，該教材以Cortex A8處理器和Linux操作系統(tǒng)作為主要研究對象，與時俱進，貼近主流。通過上述活動，重建學(xué)生的嵌入式系統(tǒng)的知識脈絡(luò)。

根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)+的實際需求，建設(shè)“嵌入式系統(tǒng)”教學(xué)網(wǎng)站。該網(wǎng)站包括的主要功能有：學(xué)生可以瀏覽教學(xué)視頻、下載課件、瀏覽網(wǎng)站公告等。教師可以開設(shè)課程、上傳教程課件、發(fā)布作業(yè)、回復(fù)問題等。管理員則在后臺完成對課件信息的管理、教程信息的管理、學(xué)生信息的管理及教師信息的管理等功能。開發(fā)“嵌入式系統(tǒng)學(xué)習(xí)網(wǎng)站”，積極引入網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，在教師和學(xué)生之間架起一座溝通的橋梁。

有效應(yīng)用實例化教學(xué)模式，使學(xué)生在消除嵌入式系統(tǒng)設(shè)計神秘感的同時，提高學(xué)好這門課的自信心。

綜上所述，“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用”主要任務(wù)就是要培養(yǎng)學(xué)生分析與設(shè)計嵌入式系統(tǒng)的基本能力；培養(yǎng)自學(xué)、分析問題和解決問題的能力，以及認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)細致的工作作風(fēng)。在此前提下，有效融合CDIO模式具有十分重要的意義。

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