高職院校嵌入式系統(tǒng)與應(yīng)用專業(yè)教學(xué)改革模式探索與研究——以《嵌入式系統(tǒng)概論》課程為例

史 梁，董麗莎

（河南廣播電視大學(xué)，鄭州 450000）

一、引言

自教育部骨干高職院校建設(shè)和示范院校建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施以來(lái)，越來(lái)越多的行業(yè)、企業(yè)參與到高職院校專業(yè)建設(shè)、課程體系構(gòu)建和課程改革中來(lái)，高職教育教學(xué)模式改革的步伐和力度也逐步加大。本文主要介紹在河南省省級(jí)“專業(yè)綜合改革試點(diǎn)”項(xiàng)目的支持下，我院嵌入式系統(tǒng)與應(yīng)用專業(yè)職業(yè)素質(zhì)拓展課程 《嵌入式系統(tǒng)概論》近幾年來(lái)的建設(shè)情況，結(jié)合嵌入式系統(tǒng)教學(xué)實(shí)踐與體會(huì)，介紹了以學(xué)生為主體的教學(xué)模式改革的實(shí)施方法與經(jīng)驗(yàn)，為高職院校嵌入式系統(tǒng)與應(yīng)用專業(yè)教學(xué)改革提供參考與借鑒。

二、傳統(tǒng)教學(xué)方法的弊端

嵌入式系統(tǒng)課程是應(yīng)用性強(qiáng)、實(shí)踐動(dòng)手能力要求高的課程。學(xué)生必須通過(guò)大量系統(tǒng)、專業(yè)的動(dòng)手操作、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)、項(xiàng)目設(shè)計(jì)等才能真正提高專業(yè)知識(shí)與專業(yè)能力，保證人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。[1]特別是對(duì)高職學(xué)生來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的教學(xué)方式會(huì)有如下的弊端：

1.學(xué)生起點(diǎn)低，接受能力不強(qiáng)，教學(xué)形式單一。

由于學(xué)生的自身特點(diǎn)，高職學(xué)生本身的起點(diǎn)低，基礎(chǔ)知識(shí)不夠扎實(shí)，而在授課時(shí)往往采用和本科生一樣的授課方式，傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)，沒(méi)有與學(xué)生互動(dòng)與交流，不能掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)和理解情況。

2.教材不適合。

現(xiàn)在市面上流行的主流嵌入式系統(tǒng)概論的課本都以講解原理開(kāi)始，從抽象的基礎(chǔ)理論到Thumb匯編指令再到高級(jí)應(yīng)用，教材往往按照本科生教學(xué)的模式，即便是高職高專教材也不可避免地流于形式，并且所講授知識(shí)點(diǎn)也較難，從而使整套課程缺乏實(shí)例和直觀性，學(xué)生感到抽象，往往是當(dāng)課程學(xué)完了學(xué)生卻不知道學(xué)到了什么。

3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)形式化。

在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)中，所涉及的實(shí)驗(yàn)流于形式，大部分都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，在操作實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生不能將自己的想法融入實(shí)驗(yàn)中，有很大的局限性，對(duì)于高職學(xué)生來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)往往枯燥難懂，更不要提創(chuàng)新了。

4.考核方式傳統(tǒng)而單一。

考核方式仍是以試卷為主，對(duì)于嵌入式系統(tǒng)概論這門(mén)課程來(lái)說(shuō)，這種考核方式往往不能真實(shí)反映學(xué)生的具體情況，并且這種考試方法是本末倒置，不能督促學(xué)生認(rèn)真提高動(dòng)手能力，從而影響了學(xué)生對(duì)這門(mén)課程的興趣。

三、課程改革措施

針對(duì)以上在嵌入式系統(tǒng)概論中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，筆者提出以下幾點(diǎn)改進(jìn)措施。

1.課程定位。

我院《嵌入式系統(tǒng)概論》課程主要面向授課對(duì)象為高職學(xué)生，高職學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒化較強(qiáng)，對(duì)感興趣的東西學(xué)習(xí)積極性較高。而對(duì)于內(nèi)容枯燥的內(nèi)容則學(xué)習(xí)效率較低。因此在組織教學(xué)過(guò)程中必須注意結(jié)合實(shí)際，增強(qiáng)教學(xué)的生動(dòng)性，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。[2]因此，制定教學(xué)計(jì)劃時(shí)，將課程的定位為“以了解嵌入式系統(tǒng)發(fā)展為主，針對(duì)課本所講授知識(shí)進(jìn)行擴(kuò)展，使學(xué)生參與其中，變傳統(tǒng)教師主宰課堂為教師學(xué)生共同參與課堂教學(xué)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性”。

2.教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)。

針對(duì)以上提出的課程定位，突出以學(xué)生為主體原則，筆者設(shè)計(jì)出如下教學(xué)過(guò)程：

（1）面授課程教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)。

根據(jù)教學(xué)計(jì)劃與教學(xué)內(nèi)容，面授課程主要是針對(duì)嵌入式系統(tǒng)軟件，硬件以及嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程，然而這些內(nèi)容往往都在講述理論，例如：講主流嵌入式操作系統(tǒng)時(shí)，教材只是對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，都有哪些嵌入式操作系統(tǒng)，有什么特點(diǎn)，以往在講授方式上都是照本宣科，在講完之后學(xué)生也忘得差不多了，沒(méi)有學(xué)生參與，那么教學(xué)效果最終如何可想而知。為了避免這種情況，在實(shí)際授課中，筆者作了一個(gè)嘗試：

第一，將學(xué)生分為若干小組，每個(gè)小組以4個(gè)人為宜。

第二，在講授課程時(shí)，大體內(nèi)容有教師進(jìn)行講授，講授完畢相應(yīng)內(nèi)容之后，針對(duì)教材中所提出的名詞（比如各種嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式硬件等），作為作業(yè)布置給學(xué)生，因?yàn)榻滩乃婕暗倪@些往往很簡(jiǎn)單，沒(méi)有系統(tǒng)展開(kāi)，因此以作業(yè)的形式布置下去可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，參與課堂教學(xué)的主動(dòng)性。

第三，題目選擇上除了教材上的之外還可包括最近流行的一些系統(tǒng)或者硬件，每次題目布置以3到4個(gè)為宜，這樣不僅彌補(bǔ)了教材上的缺陷，同時(shí)也能使學(xué)生了解到更多、更先進(jìn)、更新的知識(shí)。

第四，以小組為單位，每一小組從中選擇一個(gè)，每次按照題目選擇小組個(gè)數(shù)，每個(gè)小組針對(duì)所選擇題目，查找資料，做出PPT，在下節(jié)課上課時(shí)現(xiàn)場(chǎng)講述，講述時(shí)間限制為30～40分鐘，剩余10～20分鐘為學(xué)生提問(wèn)和教師總結(jié)時(shí)間。

第五，由學(xué)生對(duì)講課同學(xué)所在小組進(jìn)行打分，這個(gè)分?jǐn)?shù)將作為這個(gè)小組同學(xué)的課程平時(shí)成績(jī)進(jìn)行記錄，打分由教師隨機(jī)發(fā)放10張打分記錄表，打分記錄表如下：

表1 學(xué)生評(píng)分表

（2）實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)。

《嵌入式系統(tǒng)概論》課程實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)必不可少。嵌入式軟件開(kāi)發(fā)同PC平臺(tái)軟件開(kāi)發(fā)有很大的不同，具有目標(biāo)多樣性（指開(kāi)發(fā)板的多樣性）、跨平臺(tái)作業(yè)（開(kāi)發(fā)環(huán)境平臺(tái)與運(yùn)行平臺(tái)不一致）、啟動(dòng)方式獨(dú)特和調(diào)試手段獨(dú)特（JTAG調(diào)試）的特點(diǎn)。因此學(xué)習(xí)嵌入式軟件開(kāi)發(fā)必須注重實(shí)驗(yàn)。

只有通過(guò)實(shí)驗(yàn)，接觸目標(biāo)開(kāi)發(fā)板、集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的構(gòu)建方式和作業(yè)方式、嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件、JATG調(diào)試方法，學(xué)生才能學(xué)會(huì)如何從頭開(kāi)始著手開(kāi)發(fā)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)；才能增長(zhǎng)交叉編譯、目標(biāo)板程序調(diào)試和目標(biāo)板程序裝載的真知；才能積累嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程、開(kāi)發(fā)方法和開(kāi)發(fā)技巧的經(jīng)驗(yàn)。因此實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)必不可少。[3]

以往在課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)上，由于沒(méi)有配套的硬件實(shí)驗(yàn)環(huán)境支持，實(shí)驗(yàn)還只僅僅停留在仿真上面，實(shí)驗(yàn)的相對(duì)性不突出，教材上有什么，學(xué)生就做什么。然而對(duì)于實(shí)驗(yàn)效果，卻不盡如人意。學(xué)生沒(méi)有弄明白嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)原理，僅僅會(huì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，沒(méi)有任何實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，做完了就做完了，沒(méi)有實(shí)驗(yàn)思考，這樣必然會(huì)造成學(xué)生在學(xué)習(xí)完課程之后只知理論卻不知實(shí)踐，不能達(dá)到良好的教學(xué)效果。

針對(duì)上述情況，結(jié)合計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)中央財(cái)政支持實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)項(xiàng)目，使得課程實(shí)驗(yàn)的硬件條件大大改善。硬件改善了，相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)也進(jìn)行了較大的更改，從以往的“驗(yàn)證性為主”逐步變?yōu)椤膀?yàn)證性為輔，自己動(dòng)手創(chuàng)新為主”的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)設(shè)計(jì)模式。比如：“LED點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)要求在明白點(diǎn)陣原理之后驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)給出的程序，這點(diǎn)往往學(xué)生都可以實(shí)現(xiàn)，按照以往的實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)到此已經(jīng)結(jié)束，很顯然這種模式?jīng)]有更好地發(fā)揮出學(xué)生的創(chuàng)造性，以致實(shí)驗(yàn)做完之后學(xué)生仍舊不會(huì)寫(xiě)驅(qū)動(dòng)，不會(huì)應(yīng)用。在以學(xué)生為主體的課程改革中，本實(shí)驗(yàn)?zāi)康谋桓臑樽约壕帉?xiě)一個(gè)LED點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)一些特殊圖案（比如笑臉、文字等），最后由同學(xué)之間相互評(píng)比，選出優(yōu)秀設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康母闹螅瑢W(xué)生在源程序的基礎(chǔ)上需要自己修改源程序?qū)崿F(xiàn)這些功能，并且引入了學(xué)生之間的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，從而更好地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力，通過(guò)這樣的改革，學(xué)生不僅設(shè)計(jì)出了各種圖案，程度較好的學(xué)生甚至使用LED點(diǎn)陣設(shè)計(jì)出了簡(jiǎn)單的動(dòng)畫(huà)故事，收到了良好的效果。

3.考核方式。

原有考核方式仍是以筆試為主，缺乏客觀評(píng)價(jià)能力，在新的課程改革中，筆者根據(jù)課程定位以及教學(xué)實(shí)際情況制定了新的考核方式，即筆試+平時(shí)表現(xiàn)，其中筆試采用開(kāi)卷考試，占總成績(jī)的60%。試卷題目跳出教材，側(cè)重學(xué)生對(duì)嵌入式系統(tǒng)的客觀理解等題目，答案則是以教材為主，再加上學(xué)生自己的理解。平時(shí)表現(xiàn)為上課時(shí)針對(duì)學(xué)生講課情況由其他學(xué)生綜合打分得到，占40%。

四、課程效果評(píng)價(jià)

整個(gè)課程結(jié)束后，分別以調(diào)查表、專家同行評(píng)價(jià)作為該課程教學(xué)改革后的效果評(píng)價(jià)，其中有85%以上的學(xué)生認(rèn)為課程教學(xué)改革很有必要，他們更能從中找到學(xué)習(xí)樂(lè)趣，提高學(xué)習(xí)效率，收到了良好的效果。有10%的學(xué)生認(rèn)為課程教學(xué)改革不是很徹底，特別是對(duì)基礎(chǔ)較差的學(xué)生沒(méi)有得到很好的重視；此外還有5%的學(xué)生對(duì)課程教學(xué)改革持保留意見(jiàn)。

在專家同行評(píng)價(jià)中，嵌入式系統(tǒng)概論課程教學(xué)改革得到了系領(lǐng)導(dǎo)的大力支持。教研室的同事們也進(jìn)行了多方面的探討、研究，特別是在教學(xué)過(guò)程中，領(lǐng)導(dǎo)聽(tīng)課、同行評(píng)課次數(shù)達(dá)到了課程教學(xué)環(huán)節(jié)的一半以上，也由此看出以學(xué)生為主體的《嵌入式系統(tǒng)概論》課程教學(xué)改革有很好的示范效果，對(duì)整個(gè)課程改革有一定的引導(dǎo)作用。

五、結(jié)束語(yǔ)

為了更好地落實(shí)課程教學(xué)改革計(jì)劃，培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的應(yīng)用型人才、提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，有必要對(duì)高校教學(xué)進(jìn)行一系列改革?！耙詫W(xué)生為主體的教學(xué)改革模式在《嵌入式系統(tǒng)概論》課程教學(xué)中，有效提升了教學(xué)效率，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉了學(xué)生積極思考、積極動(dòng)手的能力，為培養(yǎng)高素質(zhì)專業(yè)技術(shù)人才進(jìn)行了有益的探索。“以學(xué)生為主體的教學(xué)改革模式”具有廣泛適用性，值得進(jìn)一步的研究、探討，更好地為我院其他課程以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用相關(guān)課程教學(xué)改革提供參考。

[1]任可.嵌入式系統(tǒng)專業(yè)課程體系建設(shè)與研究[J].科學(xué)時(shí)代·下半月，2011，（12）.

[2]高職高專學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)[EB/OL].百度文庫(kù) http：//wenku.baidu.com/view/05c53018c5da50e2524d7f9c.html，2012-04-17.

[3]俞建新.嵌入式應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)綜合實(shí)驗(yàn)9例[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004.

[4]陳偉珍.做學(xué)教一體化教學(xué)在高職教學(xué)中的應(yīng)用[J].職業(yè)技術(shù)，2009，（2）.

[5]徐涵.德國(guó)學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程方案的基本特征[J].教育發(fā)展研究，2008，（1）.