創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)背景下嵌入式系統(tǒng)一體化教學(xué)探索

宋睿

摘? ? 要：隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來(lái)，社會(huì)進(jìn)入了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的熱潮，當(dāng)前我院嵌入式課程體系建設(shè)也應(yīng)隨著時(shí)代的變化而做相應(yīng)的改革。以培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才為目標(biāo)，整合嵌入式系統(tǒng)課程群的教學(xué)資源，對(duì)人才培養(yǎng)進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)，有效銜接各門(mén)課程的理論與實(shí)踐教學(xué)，為學(xué)生掌握系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)技術(shù)方法奠定基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與專(zhuān)業(yè)教育的有機(jī)融合。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新創(chuàng)業(yè);高職院校;嵌入式

嵌入式系統(tǒng)是應(yīng)用型學(xué)科的一個(gè)重要分支，對(duì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型社會(huì)發(fā)展起到了很重要的貢獻(xiàn)。嵌入式系統(tǒng)是培養(yǎng)具備數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、電子、通信等方面的基礎(chǔ)理論，掌握本專(zhuān)業(yè)相關(guān)行業(yè)的基本原理及工程技術(shù)等專(zhuān)門(mén)知識(shí)，具有從事計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)通信方向的工程技術(shù)、系統(tǒng)規(guī)劃、項(xiàng)目管理等基本能力的高級(jí)工程技術(shù)人才。本文探討了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)背景下嵌入式系統(tǒng)一體化教學(xué)改革。

一、調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

在教材的選擇上，通過(guò)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(dāng)前嵌入式開(kāi)發(fā)的研究?jī)?nèi)容，以適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)人才的需求。具體包括增加時(shí)下較流行的Linux系統(tǒng)編程，Cortex-A8、Linux平臺(tái)開(kāi)發(fā)，驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)等。通過(guò)對(duì)這些新增內(nèi)容的學(xué)習(xí)，可以在Linux環(huán)境下進(jìn)行開(kāi)發(fā)與調(diào)試，解決Linux多任務(wù)編程中的多進(jìn)程和多線程問(wèn)題;掌握Cortex-A8、Linux平臺(tái)開(kāi)發(fā)，可為底層平臺(tái)搭建做好充分準(zhǔn)備;了解Linux內(nèi)核機(jī)制、開(kāi)發(fā)驅(qū)動(dòng)程序等，實(shí)現(xiàn)軟硬件的調(diào)試。

同時(shí)，在“互聯(lián)網(wǎng)+”的大背景下，構(gòu)建在線課程，給學(xué)生搭建自主學(xué)習(xí)平臺(tái)，在這個(gè)平臺(tái)上，可以通過(guò)QQ或微信等方式進(jìn)行師生溝通交流，實(shí)現(xiàn)課內(nèi)教學(xué)與課外教學(xué)融合，提高教學(xué)效果。調(diào)整課程評(píng)價(jià)和內(nèi)容考核機(jī)制，加強(qiáng)過(guò)程考核，打破原有一張?jiān)嚲淼目己朔绞?，分為理論考核和?shí)踐考核兩部分，提高實(shí)踐考核的比重，重視對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

二、改革教學(xué)方法

課程教學(xué)采用案例式教法，將傳統(tǒng)與現(xiàn)代、真實(shí)與虛擬相結(jié)合。通過(guò)教學(xué)提高學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維能力。要求學(xué)生掌握一般微控制器的應(yīng)用開(kāi)發(fā)方法、常用電路的設(shè)計(jì)、常用軟件的算法原理曰嵌入式開(kāi)發(fā)軟件、虛擬仿真軟件的使用。

采用了“口袋式實(shí)驗(yàn)室”教學(xué)方法，為每個(gè)項(xiàng)目小組同學(xué)提供開(kāi)發(fā)板套件，讓學(xué)生進(jìn)行第二次開(kāi)發(fā)。

探索CDIO模式教學(xué)法，實(shí)踐從項(xiàng)目可行性論述、軟硬件設(shè)計(jì)、電路制作、調(diào)測(cè)等，歷經(jīng)一次產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的全過(guò)程。項(xiàng)目來(lái)自企業(yè)，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)由企業(yè)導(dǎo)師承擔(dān)，實(shí)驗(yàn)提供基礎(chǔ)平臺(tái)，同學(xué)可進(jìn)行創(chuàng)新，進(jìn)化成創(chuàng)業(yè)意識(shí)。

課程教學(xué)采用理實(shí)一體化和小班教學(xué)模式，人數(shù)為20-24人，體現(xiàn)野以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)冶的教學(xué)方法。實(shí)施開(kāi)放式及個(gè)性化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，為學(xué)生提供開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生根據(jù)自身興趣進(jìn)行選擇，教學(xué)內(nèi)容在時(shí)間和空間上得到延伸。

三、完善實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)踐教學(xué)的目的不是讓學(xué)生把實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上所能開(kāi)出的實(shí)驗(yàn)全都做一遍，而是讓學(xué)生掌握嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的過(guò)程，從系統(tǒng)的角度組織軟、硬件協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象的控制。因此實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的組織劃可以劃分為3個(gè)層次：基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、功能模塊實(shí)驗(yàn)、小型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

（1）基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，主要是對(duì)有關(guān)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)軟、硬件知識(shí)的簡(jiǎn)單應(yīng)用，例如定時(shí)器、串行口以及相關(guān)軟件的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，鞏固學(xué)生所學(xué)的相關(guān)知識(shí)。

（2）功能模塊實(shí)驗(yàn)，由一些基本功能相銜接的模塊構(gòu)成，能完成一些基本的任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（3）小型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，分解一些實(shí)際的案例，要求按照嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的完整步驟首先選擇開(kāi)發(fā)方法，進(jìn)行功能和非功能性需求分析，在此基礎(chǔ)上給出軟硬件的設(shè)計(jì)選型，利用開(kāi)發(fā)工具實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，結(jié)果測(cè)試、演示，最后寫(xiě)出完整的設(shè)計(jì)文檔。學(xué)生把所學(xué)相關(guān)知識(shí)能銜接應(yīng)用起來(lái)，使學(xué)生具有初步的系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力，形成系統(tǒng)化的知識(shí)，在創(chuàng)新實(shí)踐中能放開(kāi)手腳。

四、錄制教學(xué)視頻

教學(xué)視頻的主要目的是輔助學(xué)生課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)，幫助學(xué)生更有效地理解和鞏固知識(shí)內(nèi)容，因此教學(xué)視頻的設(shè)計(jì)應(yīng)以簡(jiǎn)潔清楚為原則，視頻不一定要像文科類(lèi)課程那樣強(qiáng)調(diào)教師的體態(tài)和感染力，只要把問(wèn)題講清楚、滿足適用性和易用性即可達(dá)到要求。為了避免講解冗長(zhǎng)讓學(xué)生失去興趣，每段教學(xué)視頻設(shè)計(jì)為5-8分鐘，將知識(shí)點(diǎn)分解模塊化，短小精干而易于理解。以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)能力為目標(biāo)的實(shí)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)上較傳統(tǒng)驗(yàn)證性為主的實(shí)驗(yàn)增加了創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)、多學(xué)科交叉融合，使內(nèi)容更加豐富、更具挑戰(zhàn)性。如果撰寫(xiě)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，用文字無(wú)法直觀地表達(dá)實(shí)驗(yàn)過(guò)程、操作細(xì)節(jié)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，所以除了實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)、目的、內(nèi)容、要求、問(wèn)題等用電子文檔外，其余和實(shí)驗(yàn)相關(guān)的支持材料盡量用教學(xué)視頻的方式提供給學(xué)生，實(shí)現(xiàn)野手把手冶線上教學(xué)。

五、開(kāi)展技能競(jìng)賽

學(xué)科競(jìng)賽能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行學(xué)科創(chuàng)新。因此采取院校兩級(jí)項(xiàng)目孵化，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。學(xué)院每年開(kāi)展大學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)，進(jìn)行項(xiàng)目孵化，鼓勵(lì)學(xué)生參加各級(jí)各類(lèi)學(xué)科競(jìng)賽。鼓勵(lì)學(xué)生參加各級(jí)科技競(jìng)賽活動(dòng)，如機(jī)器人大賽，飛思卡爾比賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等，同時(shí)支持學(xué)生參加教師的科研課題，教師根據(jù)學(xué)生的所作的工作成績(jī)給予一定的勞務(wù)報(bào)酬，同時(shí)學(xué)生也可以自擬題目，學(xué)院給予經(jīng)費(fèi)支持，并選派教師指導(dǎo)。要設(shè)立規(guī)章制度，對(duì)學(xué)生進(jìn)行科技活動(dòng)要定期檢查和鑒定，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新毅力和責(zé)任心。課堂上，教師積極轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，將培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力作為核心培養(yǎng)目標(biāo)，給予學(xué)生充分的思考空間和解決問(wèn)題的機(jī)會(huì)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)及解決問(wèn)題的能力。課堂外，成立嵌入式課程學(xué)習(xí)興趣小組，引導(dǎo)他們參與到教師的科研項(xiàng)目中，并積極參與到各類(lèi)競(jìng)賽當(dāng)中，利用課外的時(shí)間完成項(xiàng)目，在做項(xiàng)目的過(guò)程中，制定項(xiàng)目完成進(jìn)度計(jì)劃，并分階段做進(jìn)度匯報(bào)。通過(guò)解決實(shí)際問(wèn)題，提升學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。

結(jié)語(yǔ)：嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程經(jīng)過(guò)多年建設(shè)，形成了以能力培養(yǎng)為目標(biāo)，以課程內(nèi)容案例建設(shè)為抓手，以“雙創(chuàng)”教育為載體，構(gòu)建培養(yǎng)主動(dòng)適應(yīng)行業(yè)發(fā)展需要的應(yīng)用型和創(chuàng)新型人才。

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