高职院校嵌入式系统与应用专业教学改革模式探索与研究——以《嵌入式系统概论》课程为例

史 梁，董丽莎

（河南广播电视大学，郑州 450000）

一、引言

自教育部骨干高职院校建设和示范院校建设项目实施以来，越来越多的行业、企业参与到高职院校专业建设、课程体系构建和课程改革中来，高职教育教学模式改革的步伐和力度也逐步加大。本文主要介绍在河南省省级“专业综合改革试点”项目的支持下，我院嵌入式系统与应用专业职业素质拓展课程 《嵌入式系统概论》近几年来的建设情况，结合嵌入式系统教学实践与体会，介绍了以学生为主体的教学模式改革的实施方法与经验，为高职院校嵌入式系统与应用专业教学改革提供参考与借鉴。

二、传统教学方法的弊端

嵌入式系统课程是应用性强、实践动手能力要求高的课程。学生必须通过大量系统、专业的动手操作、实验实训、项目设计等才能真正提高专业知识与专业能力，保证人才培养目标的实现。[1]特别是对高职学生来说，传统的教学方式会有如下的弊端：

1.学生起点低，接受能力不强，教学形式单一。

由于学生的自身特点，高职学生本身的起点低，基础知识不够扎实，而在授课时往往采用和本科生一样的授课方式，传统的填鸭式教学，没有与学生互动与交流，不能掌握学生的学习和理解情况。

2.教材不适合。

现在市面上流行的主流嵌入式系统概论的课本都以讲解原理开始，从抽象的基础理论到Thumb汇编指令再到高级应用，教材往往按照本科生教学的模式，即便是高职高专教材也不可避免地流于形式，并且所讲授知识点也较难，从而使整套课程缺乏实例和直观性，学生感到抽象，往往是当课程学完了学生却不知道学到了什么。

3.实验设计形式化。

在实验环节设计中，所涉及的实验流于形式，大部分都是验证性实验，在操作实验时，学生不能将自己的想法融入实验中，有很大的局限性，对于高职学生来说，实验往往枯燥难懂，更不要提创新了。

4.考核方式传统而单一。

考核方式仍是以试卷为主，对于嵌入式系统概论这门课程来说，这种考核方式往往不能真实反映学生的具体情况，并且这种考试方法是本末倒置，不能督促学生认真提高动手能力，从而影响了学生对这门课程的兴趣。

三、课程改革措施

针对以上在嵌入式系统概论中出现的各种问题，结合教学实践，笔者提出以下几点改进措施。

1.课程定位。

我院《嵌入式系统概论》课程主要面向授课对象为高职学生，高职学生的学习情绪化较强，对感兴趣的东西学习积极性较高。而对于内容枯燥的内容则学习效率较低。因此在组织教学过程中必须注意结合实际，增强教学的生动性，从而提高学生的学习兴趣。[2]因此，制定教学计划时，将课程的定位为“以了解嵌入式系统发展为主，针对课本所讲授知识进行扩展，使学生参与其中，变传统教师主宰课堂为教师学生共同参与课堂教学，充分调动学生的积极性”。

2.教学过程设计。

针对以上提出的课程定位，突出以学生为主体原则，笔者设计出如下教学过程：

（1）面授课程教学过程设计。

根据教学计划与教学内容，面授课程主要是针对嵌入式系统软件，硬件以及嵌入式系统开发过程，然而这些内容往往都在讲述理论，例如：讲主流嵌入式操作系统时，教材只是对其进行简单介绍，都有哪些嵌入式操作系统，有什么特点，以往在讲授方式上都是照本宣科，在讲完之后学生也忘得差不多了，没有学生参与，那么教学效果最终如何可想而知。为了避免这种情况，在实际授课中，笔者作了一个尝试：

第一，将学生分为若干小组，每个小组以4个人为宜。

第二，在讲授课程时，大体内容有教师进行讲授，讲授完毕相应内容之后，针对教材中所提出的名词（比如各种嵌入式操作系统、嵌入式硬件等），作为作业布置给学生，因为教材所涉及的这些往往很简单，没有系统展开，因此以作业的形式布置下去可以充分调动学生的学习积极性，参与课堂教学的主动性。

第三，题目选择上除了教材上的之外还可包括最近流行的一些系统或者硬件，每次题目布置以3到4个为宜，这样不仅弥补了教材上的缺陷，同时也能使学生了解到更多、更先进、更新的知识。

第四，以小组为单位，每一小组从中选择一个，每次按照题目选择小组个数，每个小组针对所选择题目，查找资料，做出PPT，在下节课上课时现场讲述，讲述时间限制为30～40分钟，剩余10～20分钟为学生提问和教师总结时间。

第五，由学生对讲课同学所在小组进行打分，这个分数将作为这个小组同学的课程平时成绩进行记录，打分由教师随机发放10张打分记录表，打分记录表如下：

表1 学生评分表

（2）实验教学环节设计。

《嵌入式系统概论》课程实验环节必不可少。嵌入式软件开发同PC平台软件开发有很大的不同，具有目标多样性（指开发板的多样性）、跨平台作业（开发环境平台与运行平台不一致）、启动方式独特和调试手段独特（JTAG调试）的特点。因此学习嵌入式软件开发必须注重实验。

只有通过实验，接触目标开发板、集成开发环境的构建方式和作业方式、嵌入式系统的硬件和软件、JATG调试方法，学生才能学会如何从头开始着手开发一个嵌入式系统；才能增长交叉编译、目标板程序调试和目标板程序装载的真知；才能积累嵌入式系统开发流程、开发方法和开发技巧的经验。因此实验环节必不可少。[3]

以往在课程的实验教学环节设计上，由于没有配套的硬件实验环境支持，实验还只仅仅停留在仿真上面，实验的相对性不突出，教材上有什么，学生就做什么。然而对于实验效果，却不尽如人意。学生没有弄明白嵌入式系统开发原理，仅仅会进行实验验证，没有任何实验创新，做完了就做完了，没有实验思考，这样必然会造成学生在学习完课程之后只知理论却不知实践，不能达到良好的教学效果。

针对上述情况，结合计算机应用专业中央财政支持实训基地建设项目，使得课程实验的硬件条件大大改善。硬件改善了，相应的实验教学环节设计也进行了较大的更改，从以往的“验证性为主”逐步变为“验证性为辅，自己动手创新为主”的实验课程教学设计模式。比如：“LED点阵驱动”实验中，实验要求在明白点阵原理之后验证实验指导书给出的程序，这点往往学生都可以实现，按照以往的实验课程设计，实验到此已经结束，很显然这种模式没有更好地发挥出学生的创造性，以致实验做完之后学生仍旧不会写驱动，不会应用。在以学生为主体的课程改革中，本实验目的被改为自己编写一个LED点阵驱动，实现一些特殊图案（比如笑脸、文字等），最后由同学之间相互评比，选出优秀设计。实验目的更改之后，学生在源程序的基础上需要自己修改源程序实现这些功能，并且引入了学生之间的竞争机制，从而更好地调动了学生的积极性，提高了学生的创新能力，通过这样的改革，学生不仅设计出了各种图案，程度较好的学生甚至使用LED点阵设计出了简单的动画故事，收到了良好的效果。

3.考核方式。

原有考核方式仍是以笔试为主，缺乏客观评价能力，在新的课程改革中，笔者根据课程定位以及教学实际情况制定了新的考核方式，即笔试+平时表现，其中笔试采用开卷考试，占总成绩的60%。试卷题目跳出教材，侧重学生对嵌入式系统的客观理解等题目，答案则是以教材为主，再加上学生自己的理解。平时表现为上课时针对学生讲课情况由其他学生综合打分得到，占40%。

四、课程效果评价

整个课程结束后，分别以调查表、专家同行评价作为该课程教学改革后的效果评价，其中有85%以上的学生认为课程教学改革很有必要，他们更能从中找到学习乐趣，提高学习效率，收到了良好的效果。有10%的学生认为课程教学改革不是很彻底，特别是对基础较差的学生没有得到很好的重视；此外还有5%的学生对课程教学改革持保留意见。

在专家同行评价中，嵌入式系统概论课程教学改革得到了系领导的大力支持。教研室的同事们也进行了多方面的探讨、研究，特别是在教学过程中，领导听课、同行评课次数达到了课程教学环节的一半以上，也由此看出以学生为主体的《嵌入式系统概论》课程教学改革有很好的示范效果，对整个课程改革有一定的引导作用。

五、结束语

为了更好地落实课程教学改革计划，培养适应社会经济发展需要的应用型人才、提升人才培养质量，有必要对高校教学进行一系列改革。“以学生为主体的教学改革模式在《嵌入式系统概论》课程教学中，有效提升了教学效率，提高了学生的学习兴趣，锻炼了学生积极思考、积极动手的能力，为培养高素质专业技术人才进行了有益的探索。“以学生为主体的教学改革模式”具有广泛适用性，值得进一步的研究、探讨，更好地为我院其他课程以及计算机应用相关课程教学改革提供参考。

[1]任可.嵌入式系统专业课程体系建设与研究[J].科学时代·下半月，2011，（12）.

[2]高职高专学生的学习特点[EB/OL].百度文库 http：//wenku.baidu.com/view/05c53018c5da50e2524d7f9c.html，2012-04-17.

[3]俞建新.嵌入式应用程序开发综合实验9例[M].北京：清华大学出版社，2004.

[4]陈伟珍.做学教一体化教学在高职教学中的应用[J].职业技术，2009，（2）.

[5]徐涵.德国学习领域课程方案的基本特征[J].教育发展研究，2008，（1）.