“雙創(chuàng)”視域下嵌入式課程教學改革研究

徐興梅 劉佳慧 謝飛

摘? 要：在“雙創(chuàng)”時代背景下，分析了嵌入式課程教學在教學內(nèi)容、教學方法和調(diào)動學生積極性等方面存在的問題，提出了調(diào)整教學內(nèi)容、加強實踐教學、改進教學方法、提高教學效果、調(diào)動學生學習積極性、培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的改革措施。實踐結(jié)果表明，改革措施取得良好效果。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新創(chuàng)業(yè);嵌入式課程;計算機教學改革;教育信息化

中圖分類號：G642.4? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）09-0122-03

0? 引? 言

2014年，李克強總理在夏季達沃斯論壇上首次發(fā)表了關(guān)于“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的演講，2018年，國務(wù)院下發(fā)《關(guān)于推動創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展打造“雙創(chuàng)”升級版的意見》[1，2]。目前，“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的概念正迅速流行開來。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及國家政策的逐步推進與落實，推動了以嵌入式技術(shù)為核心的新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[3]。

嵌入式課程是一門綜合性、實踐性很強的課程[4]，涉及到硬件和軟件的相關(guān)知識。該門課程需要由計算機組成原理、C語言、操作系統(tǒng)、電路與模擬電子技術(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等課程作為先修課程。嵌入式課程的開設(shè)目的主要是掌握嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的基礎(chǔ)理論和方法，搭建嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)平臺，培養(yǎng)學生實踐動手能力。嵌入式開發(fā)已成為一個熱門研究方向，嵌入式人才市場需求量增多。高校作為培養(yǎng)人才的重要機構(gòu)，擔負著重要歷史使命，將面臨前所未有的機遇與挑戰(zhàn)[5]。為適應(yīng)社會需求，提高學生的嵌入式開發(fā)能力和創(chuàng)新能力，嵌入式課程教學改革勢在必行。

1? 傳統(tǒng)教學存在的問題

在“雙創(chuàng)”大背景下，需要將Linux系統(tǒng)編程作為嵌入式開發(fā)重點，并增加創(chuàng)新性實驗訓(xùn)練，以順應(yīng)時代發(fā)展的需求。而一直以來，學生學習嵌入式開發(fā)一直是在Windows操作系統(tǒng)下，以ARM作為微處理器，用C語言進行開發(fā)，簡單了解Linux基礎(chǔ)知識，實驗以驗證性實驗為主。教學方法刻板規(guī)訓(xùn)，教師一言堂的情況時有發(fā)生，課業(yè)考核唯分數(shù)論，忽略了過程考核。課堂上，師生互動較少，學生學習熱情不高，受實驗條件、安全等因素限制，師生缺乏實踐經(jīng)歷，實踐能力及創(chuàng)新精神無法得到提升。當前嵌入式課程教學存在的主要問題總結(jié)如下。

1.1? 陳舊的教學內(nèi)容無法適應(yīng)社會需求

嵌入式技術(shù)發(fā)展較快，學習掌握相關(guān)的知識難度較大，這就要求教學內(nèi)容要緊跟該領(lǐng)域的前沿技術(shù)[6]。而原使用的教材及教學內(nèi)容較陳舊，與用人單位需求脫節(jié)。原課程內(nèi)容包括：嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)過程與交叉調(diào)試;ARM體系結(jié)構(gòu)，包括ARM處理器、尋址方式、ARM9和ARM7的比較等;重點介紹基于s3c2410系統(tǒng)的硬件設(shè)計，包括I/O口、中斷、DMA、A/D接口、鍵盤、LCD及USB設(shè)備的硬件設(shè)計;最后介紹Linux的基礎(chǔ)知識。這些內(nèi)容已無法順應(yīng)當下流行的AI、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的發(fā)展潮流。

實踐環(huán)節(jié)相對薄弱，傳統(tǒng)的嵌入式教學以理論教學為主，實驗教學為輔，雖設(shè)有課內(nèi)實驗及課程設(shè)計，但學生對實驗重視程度不高，實驗課流于形式;實驗多為驗證性實驗，創(chuàng)新性不夠;實驗環(huán)境較差，學生做實驗使用的實驗箱是10年前購置的，設(shè)備較陳舊，經(jīng)過多屆學生的使用，出現(xiàn)了老化現(xiàn)象，影響實驗結(jié)果的輸出，也影響學生做實驗的熱情。

1.2? 傳統(tǒng)的教學方法阻礙了對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

傳統(tǒng)的教學方法重理論輕實踐，基本模式為“教師教，學生學”，課堂上以教師作為主體，學生被動接受，這種填鴨式的教學模式嚴重阻礙了對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，忽略了學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維的運用[7]。

課程結(jié)業(yè)考核采用“平時成績+期末試卷”的方式，平時成績一般占總成績的20%，包括出勤、提問、作業(yè)、課堂討論等，期末試卷一般占總成績的80%，考核內(nèi)容基本上都是理論知識，此種考核方式忽略了對實踐內(nèi)容的考核，因此，學生不重視實踐，直接導(dǎo)致“高分低能”的現(xiàn)象出現(xiàn)。課程的實習實訓(xùn)在校內(nèi)進行，基本都是流于形式，學生動手能力未能有實質(zhì)上的提升。

1.3? 學生消極的學習態(tài)度影響創(chuàng)新能力的提升

在傳統(tǒng)教學中，教師以課堂教授為主，實驗為輔，學生被動地接受知識，未能成為學習的主體。在教學設(shè)計中，未能做到因材施教和對學生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)[8]。枯燥的教學內(nèi)容及教學模式使學生產(chǎn)生了厭倦情緒，學生學習這門課程只是為了獲得學分，學生消極的學習態(tài)度，直接導(dǎo)致學習效果不佳，影響了創(chuàng)新能力的提升。

2? “雙創(chuàng)”視域下嵌入式課程教學改革

針對嵌入式課程在傳統(tǒng)教學中出現(xiàn)的教學內(nèi)容、教學方法和調(diào)動學生積極性等方面的突出問題，學校教學管理部門組織相關(guān)教師研究討論改革方案，力求在雙創(chuàng)大背景下，順應(yīng)時代發(fā)展潮流，以培養(yǎng)學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力為導(dǎo)向，提高教學效果，調(diào)動學生學習的積極性，努力提升學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。具體的改革模式如圖1所示。

2.1? 調(diào)整教學內(nèi)容，加強實踐教學

在教材的選擇上，通過課程組教師商議選擇出高質(zhì)量的教材，教材內(nèi)容盡量包含當前嵌入式開發(fā)的研究內(nèi)容，以適應(yīng)市場對人才的需求。具體包括增加時下較流行的Linux系統(tǒng)編程，Cortex-A8、Linux平臺開發(fā)，驅(qū)動程序設(shè)計等。通過對這些新增內(nèi)容的學習，可以在Linux環(huán)境下進行開發(fā)與調(diào)試，解決Linux多任務(wù)編程中的多進程和多線程問題;掌握Cortex-A8、Linux平臺開發(fā)，可為底層平臺搭建做好充分準備;了解Linux內(nèi)核機制、開發(fā)驅(qū)動程序等，實現(xiàn)軟硬件的調(diào)試。

理論教學選取合適的教學案例，結(jié)合此領(lǐng)域的先進知識，讓學生了解此領(lǐng)域的發(fā)展動態(tài)，并積極深入探索，培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維和探索精神。實踐教學，要求學生明確實驗?zāi)康模龑?dǎo)學生將問題作為導(dǎo)向，該問題的提出、分析及解決始終貫穿學生的學習過程，逐步形成完整的系統(tǒng)性的思維方式，調(diào)動和培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性和創(chuàng)新思維，使學生得到全面均衡的發(fā)展。

加大投入經(jīng)費，購置嵌入式開發(fā)產(chǎn)品，為學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)搭建平臺，并成立興趣小組，選取一個綜合開發(fā)項目，做持續(xù)深入的創(chuàng)新研究。在研究的過程中，學生可以參加各類競賽，申報課題等，著重培養(yǎng)實際動手能力，充分發(fā)揮學生的創(chuàng)新能力。

2.2? 改進教學方法，提高教學效果

學校通過組織學習培訓(xùn)、專家指導(dǎo)等方式提高授課教師的理論教學能力，通過到企業(yè)調(diào)研、實習等方式提高教師實踐教學能力，使教師能深切體會到企業(yè)的創(chuàng)業(yè)過程、運營機制等，從而指導(dǎo)學生將理論與實踐結(jié)合，提高創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。在課堂上應(yīng)用現(xiàn)代化教學手段，采用“案例+實踐”的教學方法，激發(fā)學生創(chuàng)新思維。在“互聯(lián)網(wǎng)+”的大背景下，構(gòu)建在線課程，給學生搭建自主學習平臺，在這個平臺上，可以通過QQ或微信等方式進行師生溝通交流，實現(xiàn)課內(nèi)教學與課外教學融合，提高教學效果。調(diào)整課程評價和內(nèi)容考核機制，加強過程考核，打破原有一張試卷的考核方式，分為理論考核和實踐考核兩部分，提高實踐考核的比重，重視對學生實踐能力的培養(yǎng)。

實習實訓(xùn)采用“請進來，走出去”的方式，教師一方面邀請企業(yè)高管到學校為學生們做報告，講解該領(lǐng)域的最前沿知識、發(fā)展方向及發(fā)展趨勢，拓寬學生視野，鼓勵學生努力學習，積極創(chuàng)業(yè)。另一方面與企業(yè)共建培養(yǎng)渠道，組織學生到企業(yè)內(nèi)部去參觀實習，學習企業(yè)文化、企業(yè)管理機制等，引導(dǎo)學生在實踐中積累創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)經(jīng)驗。

2.3? 調(diào)動學生學習積極性，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力

課堂上，教師積極轉(zhuǎn)變教學觀念，將培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力作為核心培養(yǎng)目標，給予學生充分的思考空間和解決問題的機會，培養(yǎng)學生自主學習及解決問題的能力。課堂外，成立嵌入式課程學習興趣小組，引導(dǎo)他們參與到教師的科研項目中，并積極參與到各類競賽當中，利用課外的時間完成項目，在做項目的過程中，制定項目完成進度計劃，并分階段做進度匯報。通過解決實際問題，提升學生分析問題解決問題的能力，培養(yǎng)學生的團隊精神，調(diào)動學生學習的積極性。

3? 結(jié)? 論

在“雙創(chuàng)”的時代背景下，學校的教學改革工作正逐步推進。嵌入式課程的教學改革初見成效，近兩年學生學習積極性明顯提高，創(chuàng)新能力顯著提升，參加各種學科競賽成績優(yōu)異，在實習實訓(xùn)時得到了企業(yè)的高度評價，畢業(yè)的大學生，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人數(shù)逐漸增多。嵌入式課程教學改革還處在發(fā)展階段，存在諸多不足，在今后的教學中，將從教學內(nèi)容、教學方法、教學實踐等多方面進行深化改革，以適應(yīng)社會的需求，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)能力的優(yōu)秀人才。

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作者簡介：徐興梅（1979-），女，漢族，吉林長春人，教師，副教授，碩士，研究方向：計算機應(yīng)用。