嵌入式專業(yè)方向?qū)嵺`實訓(xùn)類課程教學(xué)模式改革研究與應(yīng)用

李 冶, 高 源

(沈陽師范大學(xué) 科信軟件學(xué)院, 沈陽 110034)

嵌入式專業(yè)方向?qū)嵺`實訓(xùn)類課程教學(xué)模式改革研究與應(yīng)用

李 冶, 高 源

(沈陽師范大學(xué) 科信軟件學(xué)院, 沈陽 110034)

實踐實訓(xùn)類課程的開設(shè)在嵌入式專業(yè)方向的學(xué)生培養(yǎng)過程中具有重要作用,眾多教師都在不斷探索如何開展這類課程的教學(xué),以使盡量多的學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中真正獲得實效。提出一種教學(xué)模式,以項目的形式構(gòu)建課程內(nèi)容,參考企業(yè)項目研發(fā)管理機制,設(shè)計項目布置、學(xué)生組織、方案設(shè)計、方案論證、項目設(shè)計、成果匯報、應(yīng)用暢想各環(huán)節(jié),并制定遍及各環(huán)節(jié)的詳細的考核方式,充分以學(xué)生為主體,緊密圍繞知識能力、實踐能力、情感能力的培養(yǎng)目標,注重過程的實效性,將教師身份從主講者變?yōu)槎綄?dǎo)、驗收人員。該模式已試驗性應(yīng)用于單片機實訓(xùn)課程的教學(xué)中,在學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)、創(chuàng)新意識、企業(yè)能力等方面取得良好效果。

實踐類課程; 教學(xué)模式改革; 創(chuàng)新意識; 企業(yè)能力

0 引 言

嵌入式方向是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的重要組成部分,后者是國家發(fā)展戰(zhàn)略層面的重要選擇[1]。嵌入式課程有相當大的比重屬于實踐甚至是實訓(xùn)類課程,這些課程在培養(yǎng)學(xué)生的的理論與實踐的融合、創(chuàng)新意識、堅韌的鉆研精神、責任心、團隊能力等企業(yè)綜合素養(yǎng)發(fā)揮決定性作用[2]。然而,由于嵌入式實踐課程存在難度、相當數(shù)量學(xué)生的學(xué)習(xí)能力較差等原因,以教師為主,簡單地布置任務(wù),然后批閱實驗報告這樣的傳統(tǒng)教學(xué)模式的效果距離期待越來越遠。

嵌入式方向?qū)嵺`實訓(xùn)類課程的教學(xué)模式,應(yīng)該向著如下目標進行改革[3-5]:

1) 理論知識的檢驗與應(yīng)用;

2) 以學(xué)生為主體,注重過程督導(dǎo),想辦法使學(xué)生能夠真正投放精力在實踐過程中;

3) 培養(yǎng)鍛煉提高知識水平、技能水平和情感水平;

4) 創(chuàng)建機制促進創(chuàng)新能力的培養(yǎng);

5) 模仿企業(yè)組織實踐實訓(xùn)項目的開發(fā)與驗收,縮短學(xué)生培養(yǎng)與企業(yè)所需的距離。

1 嵌入式方向?qū)嵺`實訓(xùn)類課程教學(xué)模式的設(shè)計

為了實現(xiàn)前面所述教學(xué)目標,嵌入式方向?qū)嵺`實訓(xùn)類課程教學(xué)模式可如圖1所示進行設(shè)計,涵蓋理論、實踐、輔助教學(xué)3個部分,理論與實踐緊密結(jié)合,輔助環(huán)節(jié)拓展能力[6-8]。

圖1 實踐實訓(xùn)類課程教學(xué)模式

1.1 理論知識

無論是嵌入式方向的哪門實踐實訓(xùn)類課程,理論知識作為基礎(chǔ),都是不能忽視的。在課程教學(xué)的各個階段,都要時刻注意以理論作為指導(dǎo),以實踐加以印證,及時改變認知錯誤,提高各項能力。

1.2 以學(xué)生為主的實踐實訓(xùn)課程主體

教學(xué)模式的變革,必然要調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。實踐實訓(xùn)類課程內(nèi)容以項目模塊形式組織,項目模塊的選擇,不僅要實踐理論,兼顧理論知識的邏輯順序,更要體現(xiàn)相關(guān)領(lǐng)域的新技術(shù)、新方法,涵蓋適應(yīng)企業(yè)實際需要的工程實踐性強的盡可能多的內(nèi)容,要能適應(yīng)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需要。

1.2.1 課程組織

以項目或較大的項目模塊為單元組織內(nèi)容[9-10]。對于每個單元,教師大致可按“任務(wù)布置-學(xué)生分組與角色分配-方案設(shè)計-方案實施-成果答辯-報告總結(jié)”順序組織課程,除“任務(wù)布置”由教師把握方向之外,其他各個環(huán)節(jié)均以學(xué)生為主,由學(xué)生決定怎么做,教師只負責如下幾個事情[11]:

1) 提供有限度的技術(shù)支持;

2) 力所能及地提供設(shè)備、器件的幫助;

3) 嚴肅認真督導(dǎo)項目單元進展;

4) 科學(xué)、詳細、權(quán)威、有效的多環(huán)節(jié)的考核評價。

1.2.2 課程實施

教師在實施課程教學(xué)過程中,模仿企業(yè)環(huán)境和機制,勇于創(chuàng)新,大膽放手,充分以學(xué)生為主,發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,比如可做如下嘗試:

1) 不否定學(xué)生確定的方案,即便發(fā)現(xiàn)設(shè)計方案錯誤,也不干涉,只要其他環(huán)節(jié)認真,最終認清問題所在并做深刻總結(jié),甚至不過多影響成績。

好處:發(fā)現(xiàn)問題、改正錯誤過程中對知識的掌握、技能的提高往往效果更好,還可以鍛煉抗壓能力,更何況,有時還存在教師想不到的應(yīng)用創(chuàng)新。

2) 或隨機、或自發(fā)、或由教師指定分組進行實踐,模仿企業(yè)項目組,由學(xué)生分角色(比如項目經(jīng)理、設(shè)計工程師、測試工程師等)配合完成各自職責;

好處:營造企業(yè)實戰(zhàn)氛圍,鍛煉團隊能力,提高責任心。

3) 由學(xué)生確定一定比例的成績,以項目完成后組內(nèi)自評和互評打分求和的方式計算。

好處:正確定位自己、評價別人。

4) 應(yīng)用方便的交流工具,鼓勵學(xué)生進行技術(shù)經(jīng)驗交流,統(tǒng)計貢獻大小,給予加分。

好處:培養(yǎng)奉獻精神。

5) 在報告總結(jié)環(huán)節(jié)后增加“應(yīng)用暢想”模塊,明確其對成績的影響方式。

好處:培養(yǎng)創(chuàng)新意識。

1.3 實戰(zhàn)的課程輔助環(huán)節(jié)

鼓勵學(xué)生積極參與教師科學(xué)研究、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、大學(xué)生科研項目、各級大賽以及實驗工作區(qū)活動,以實戰(zhàn)的形式印證所學(xué)。教師應(yīng)注意盡可能地擴大學(xué)生覆蓋面,加強組織性、紀律性管理,使得這些輔助環(huán)節(jié)發(fā)揮盡可能大的實效。

2 實踐實訓(xùn)類課程主體教學(xué)模式的實踐

這里以《單片機系統(tǒng)應(yīng)用實踐》課程為例,闡述實踐過程[12],如圖2所示,包括2個方面的內(nèi)容。

圖2 教學(xué)模式實踐過程

2.1 實踐項目的進行

1) 項目的布置

教師首先進行相關(guān)知識、技術(shù)、方法的講解及簡單實驗演示,然后往往不固定題目(可以適當建議),只給出可提供的條件,提出目標要求,告知該項目的考核步驟和成績給定方式。具體題目由學(xué)生分組后,各小組自己擬定。

2) 學(xué)生分組

學(xué)生以小組為單位設(shè)計實現(xiàn)項目。小組成員通常3到4人,人太多容易出現(xiàn)吃大鍋飯的現(xiàn)象,人太少又缺乏企業(yè)模仿氛圍。學(xué)生分組對于每一個項目不是固定的,教師可適當干擾小組的人員組成,避免“任人唯親”或“強弱不均”,達不到團隊能力培養(yǎng)的目的。分組后,進行組內(nèi)人員分工,通常包括負責人、設(shè)計工程師、測試工程師、材料整理人員等,由學(xué)生自己規(guī)定不同分工者的職責[13]。

3) 方案的確定與論證

根據(jù)條件及要求,各小組自擬項目題目,設(shè)定方案并論證,教師從此步驟開始考核計分。

各小組設(shè)定實踐步驟,結(jié)合理論,設(shè)定目標或需要取得的成果。要大量查閱資料,注重理論應(yīng)用、新技術(shù)新方法應(yīng)用等。正確性、完備性、工程的相關(guān)性、應(yīng)用的創(chuàng)新性是考核的重點。學(xué)生的實訓(xùn)方案,教師只提供咨詢、建議,不做強制性干擾,就是方案錯誤,也不制止,由學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)、總結(jié)并加以改正。這么做,一方面模仿職場,另一方面鍛煉學(xué)生抗壓能力,而且在錯誤中往往能夠?qū)W到更多技能。

4) 項目實現(xiàn)

學(xué)生按照自己的方案進展項目,教師負責監(jiān)督、進度提醒、技術(shù)和設(shè)備支持。教師要注意記錄學(xué)生的表現(xiàn),不僅僅是紀律,包括在各自分工上的表現(xiàn)、實驗技能的應(yīng)用、創(chuàng)新能力的體現(xiàn)、團隊協(xié)作的能力等等,不僅記錄課上情況,還要設(shè)法了解課余表現(xiàn)。

5) 成果提交

學(xué)生以小組為單位提交成果。成果包括方案、代碼、運行效果說明等,以電子文檔和現(xiàn)場答辯演示2個環(huán)節(jié)提交。

6) 項目總結(jié)

學(xué)生完成實訓(xùn)題目后,以小組為單位進行項目總結(jié),總結(jié)的內(nèi)容教師不做規(guī)定,可以包括知識的應(yīng)用、經(jīng)驗總結(jié)、分工角色作用的總結(jié)等,總結(jié)的材料需要提交。

7) 應(yīng)用暢想

這一點不做強制要求,但必須作為一項實訓(xùn)的加分項。即是說,學(xué)生在完成某實訓(xùn)項目后,結(jié)合生產(chǎn)、生活實際(尤其是后者),或者查閱相關(guān)材料,能否構(gòu)思一個與所進行實訓(xùn)內(nèi)容相關(guān)的應(yīng)用,為了實現(xiàn)這個應(yīng)用,學(xué)生們還需要進行哪些設(shè)計。這一點對學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)與創(chuàng)新能力的提升有著重要作用,也是本教學(xué)模式的亮點之一。

8) 組內(nèi)互評

設(shè)置組內(nèi)互評環(huán)節(jié),組內(nèi)成員按照各自分工在項目結(jié)束后進行互評打分,教師按照自己了解的情況與成員的互評打分作比較,給出每名學(xué)生在這一環(huán)節(jié)上的成績。這一環(huán)節(jié)的安排具有積極意義,可以使學(xué)生們?nèi)￠L補短,鍛煉未來職場中,應(yīng)該怎樣做才能更好地發(fā)揮作用,展現(xiàn)自己的能力。

2.2 論壇應(yīng)用

充分利用網(wǎng)絡(luò)交流工具,教師可以發(fā)表話題,可以發(fā)問或回答學(xué)生的問題,學(xué)生也可以如此。話題和問題可以任意,甚至不直接與課程相關(guān)。這么做,一方面可以活躍學(xué)生的學(xué)習(xí)氣氛,提高學(xué)習(xí)主動性,擴展相關(guān)知識和見識,另一方面,可以作為整個課程的一個重要加分項,統(tǒng)計學(xué)生的發(fā)帖數(shù)量、發(fā)帖質(zhì)量進行加分,鍛煉學(xué)生的貢獻精神。

以上2個方面充分體現(xiàn)了“以學(xué)生為中心”“以學(xué)生為主體”的特征。充分利用現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和廣袤資源,豐富課堂教學(xué)手段,倡導(dǎo)自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究式學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)方式,構(gòu)建高效自主的課堂教學(xué)模式。注重學(xué)生的全員參與,體現(xiàn)生生互動和師生互動,關(guān)注學(xué)生的興趣、動機、情感和態(tài)度,突出思維能力、實踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3 考核與成績給定方式

改革傳統(tǒng)的出勤、實驗、期中、期末的考核方式,增大學(xué)生的參與度,模仿一些大公司定級、分紅的考核方式,為課程的總體目標服務(wù)[14]。

課程的最終成績由所有項目成績的平均值確定。對于每一個項目,成績給定方案[15]如表1所示。

說明:

1) 根據(jù)各項目的培養(yǎng)目標不同,不同項目各指標的權(quán)值不固定;

2) 方案評價與成果評價指標上,組內(nèi)成員成績相同,其余指標體現(xiàn)組內(nèi)成員成績差異性;

3) 指標成績按百分制給定,權(quán)值按如下公式設(shè)定:

表1 考核指標與成績給定方案

非加分項滿分設(shè)定90分,表示基本工作完成還不足以滿分,加分項的權(quán)值使總權(quán)值超過1,模仿了企業(yè)績效和獎勵思想;

4) 項目成績的計算公式為

5) 每個項目的成績給定方案要在項目布置階段確定并告知每一名學(xué)生。

4 總 結(jié)

4.1 效 果

本模式在《單片機系統(tǒng)應(yīng)用實踐》課程上的實現(xiàn),取得了較好的效果,比起傳統(tǒng)模式而言,對于教學(xué)目標中的各項確實大大提高了實效。同時對教師的教學(xué)水平、個人的專業(yè)素養(yǎng)、與學(xué)生的情感交流等方面都起到了良性作用。

4.2 問題與舉措

1) 本教學(xué)模式增加了教師的工作量。應(yīng)該堅持“強調(diào)平時、注重過程、倡導(dǎo)貢獻、鼓勵創(chuàng)新”的宗旨,標準化課程考核指標;控制選課人數(shù);從學(xué)生中擇選教學(xué)助手。

2) 部分后進學(xué)生存在自甘放棄的現(xiàn)象。對這部分學(xué)生要做到耐心,細心,同時科學(xué)設(shè)置項目,保證他們對最基礎(chǔ)內(nèi)容的掌握。

3) 本教學(xué)模式涉及到的信息過于繁多,要求教師手工處理是一種災(zāi)難,將挫傷教師積極性,達不到預(yù)期效果。利用強大的計算機信息處理能力,開發(fā)符合本教學(xué)模式的網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)管理平臺,提高本教學(xué)模式的可實施性,保證科學(xué)、準確、權(quán)威性。

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Research and spplication on teaching mode reform of practical training curriculum in embedded direction

LIYe,GAOYuan

(Software College, Shenyang Normal University, Shenyang 110034, China)

The curriculum of practical training plays an important role in students developing process of embedded direction of computer major. Many teachers have been explored constantly that how to develop the teaching of such curriculum to gain practical achievements. This paper proposes a teaching mode which is to build the curriculum content according to the form of the project, and to reference researching management mechanism of enterprise project, layout of design project, organize students, design and demonstration the project, report results, imagine applications and so on. Changing the identity of the teacher from the speaker to the supervisor and the inspector, this teaching mode is also to develop detailed assessment methods throughout all steps which is to pay attention to the effectiveness of the process in order to take the student as the main body,and to around the training objectives of the ability on knowledge, practical and emotional closely. The teaching mode is applied to the teaching of MCU training courses and achieved good effects in the teaching practice of ability on professionalism, innovation, enterprise, etc.

the curriculum of practical training; the reform of teaching mode; Innovation consciousness; the ability in enterprises

2017-03-18。

2016年遼寧省教育廳教學(xué)改革項目(41600101009)。

李 冶(1974-),男,遼寧葫蘆島人,沈陽師范大學(xué)副教授,碩士。

1673-5862(2017)03-0380-05

G642.0

A

10.3969/ j.issn.1673-5862.2017.03.024