以竞促教、竞教结合的嵌入式课程实践教学

董雷刚　崔晓微　张丹

摘要：嵌入式课程的实践性强，难度大，一般高校在该方面的实践教学效果并不理想。文章结合授课和学科竞赛经验，提出以竞促教、竞教结合的嵌入式教学改革理念，探讨存在的问题、竞赛的组织与开展、竞赛对教学的促进、教学对竞赛的推动、竞教结合的效果。通过相关数据分析，指出此方法在很大程度上能激发学生的学习动力，提高学生在嵌入式开发方面的综合能力。

关键词：嵌入式课程；以竞促教；竞教结合

0、引言

随着嵌入式技术的日益普及，国内外企业纷纷加大了对嵌入式产品的研发，嵌入式系统产业的人才需求也日益旺盛。为适应社会和行业的广泛需求，全国各高校纷纷开设嵌入式系统课程，使嵌入式系统课程一时成为各高校最受欢迎和最热门的课程之一。然而，与嵌入式技术的快速发展相比，嵌入式系统课程在理论教学和实践教学方面存在很多不足，尤其是在教学实践中遇到的困难和问题较多。如何真正提高学生的实践动手能力，促进嵌入式实践教学水平，是非常值得研究的。

1、目前存在的问题

嵌入式课程是操作性和应用性很强的课程，在高校的实践教学过程中会遇到很多问题，主要表现为：课程涉及的知识较多，对学生的能力要求相对较高；教学过程重理论轻实验；验证性实验较多，综合创新性实验较少；实验平台过多，学生不能触类旁通等。这些问题导致嵌入式课程实践教学效果不理想。为解决该问题，有些高校开始通过学科竞赛来弥补实践教学的不足。下面以大庆师范学院嵌入式学科竞赛为例，阐述竞赛对教学的促进作用、竞教结合的实施过程以及竞教相互促进的效果。

2、以竞促教、竞教结合

为丰富学生的课外活动，笔者在2007年开始尝试组织学生参加各种嵌入式方面的学科竞赛。通过几年的探索与实践，逐渐形成了一种“以竞促教、竟教结合”的教学模式，不仅在学科竞赛上获得了优异成绩，也使实践教学内容丰富和实用了很多，提高了教学效果。

2.1 竞赛的开展

任何竞赛都是有挑战性的，为了使竞赛的效果达到预期，使学生尝到胜利的喜悦，一般会把比赛过程分为5个阶段。

（1）赛前动员：通过赛事介绍和优秀作品演示，激发学生的学习兴趣，提高其自信心。

（2）选拔测试：通过学生自学DSl302芯片知识来完成电子时钟的效果，选取能力较优秀的学生。

（3）集中培训：将竞赛有关的学科知识、相关文档的书写以及团队合作等知识传授给学生，提高其综合技能。

（4）项目的确立与完成：选取有创意的题目，利用相关知识实现预期功能，并完成相关的文档书写。

（5）赛后总结：总结经验，分析不足，明确努力方向，提出改进措施。

2.2 学科竞赛对实践教学的促进

1）激发学生学习的主观能动性。

学生参加比赛，体会到解决问题后的喜悦，增强了自信心，亲眼看到作品从无到有的过程，逐渐将“要我学”变为“我要学”的积极状态，学习主观能动性得到加强，提高了学习效率。

2）提高学生学以致用的实践能力。

竞赛项目需要把理论知识转化为实际操作，所需要的知识种类较多，该过程是能力的一种培养。在此过程中，会遇到理论与实际有出入的情况，需要学生根据实际情况进行解决，从而切实提高学生将知识转化为实践的能力。

3）懂得团队成员之间的合作。

参加竞赛的过程时间紧、任务重，单靠个人能力远不能完成，因此需要小组成员之间的合作配合。通过分工合作，增强了学生的责任心，培养学生与他人合作的方法与技巧，尤其是当成员间出现意见分歧的时候。不同成员的工作不同，这就需要大家学会沟通、学会理解、学会合作，对学生来说这样做可以提高自身的综合素质，而这种能力正是企业和社会所需要的。

4）提高“综合创新性”实验的比例。

经常参加各种嵌入式方面的竞赛，可以提高“综合创新性”实验的比例。由于要引入实验课堂，面对的是全体学生，所以竞赛项目既不能太简单，又不能过于复杂，可以选取竞赛项目中观赏性较好、功能较实际、难度中等偏上的项目作为实验内容。这样既减少了简单的验证性实验，又可以使大部分学生通过综合性实验更好地掌握知识，提高自身的实践能力。

5）丰富实践教学内容，提高师资水平，推动教学改革。

每次参赛后，教师和学生均收获较多，不仅包括本学科的知识，还包含其他相关的课外知识。将历次参赛的项目及知识点引入实践教学，可以丰富教学内容，扩充学生的知识面，提高实践教学的含金量。同时，参赛过程对指导教师来说也是很好的考验和能力提升的过程。嵌入式知识发展较快，相关的作品功能种类较多，如果教师不能很好地进行试验，时刻提高自己的知识水平和创新能力，就不能很好地指导学生，这就要求教师的水平要随之增长。丰富的参赛经验和实践操作水平，可以增加教师在教学过程中的灵活性、教学方式的多样性，从而更好地推动教学改革。

6）促进跨学科合作和校企之间的合作。

此类比赛属于综合性比较高的赛事，凡是与电子相关的专业均可参加，将计算机、电子信息、自动化、机械控制等专业的学生进行交叉组队，充分发挥各自学科的优势进行互补，从而可以做出功能更完善、难度更大、更有创新性的作品，学生在合作中也学到了多学科的相关知识，可谓一举多得。

参赛作品的实用性越来越强，可以促进校企间的合作。企业提供资金和项目支持，学校提供科研场地和器材，双方共同合作进行项目的设计与开发，企业不仅得到了自己的项目，还为学生提供了锻炼和实习的机会，甚至有的学生毕业后便被公司直接聘用，既解决了公司的用人问题，又增加了学校的就业率。

2.3 竞赛与教学的结合

1）制定竞赛管理章程，使其规范化。

目前有关嵌入式方面的学科竞赛类型较多，政府机构和企业各自主办。政府机构主办的比赛一般以命题形式出题，流程较严谨，注重知识的全面性和连续性；企业主办的比赛一般会以开放式命题出现，灵活性较大，注重理念的新颖和功能的创新。我们根据自身的实际情况，并依据人才培养要求，制定了《学科竞赛章程》，按不同标准对竞赛进行了规定，并详细确定了比赛的组织过程、培训的具体内容及进度、各指导教师的不同分工、学生团队的各项工作及分工、训练场地的管理以及相关设备的使用要求等，以确保相关竞赛能在各种情况下有条不紊地进行。endprint

2）将竞赛纳入嵌入式专业人才培养方案。

结合嵌入式竞赛所涉及的内容，在嵌入式专业开设嵌入式Linux应用设计与开发、电子系统设计、电路板的设计与制作等多门专业选修课，主要讲授在嵌入式竞赛中涉及的基础而重要的知识，并在教学过程中适当引入与竞赛相关的内容，从而将竞赛成果的受益面进一步扩大，有助于学生发现自己的学习兴趣。同时规定，凡在参赛中获得省级以上奖项的学生，可以得到l-3个不同的创新学分，以顶替选修课的学分，这在很大程度上激发了学生参赛的积极性，也促进了学院教学方式的灵活性。

3）结合学科竞赛，建立“重能力”的教学模式。

嵌入式学科竞赛，旨在通过激励学生参加电子创新设计活动，提高学生的创新能力和实际操作能力，有助于高校在实践教学过程中注重培养大学生的创新能力、团队合作精神，注重培养学生通过理论知识解决实际问题的能力，注重加强工程实践能力的训练。同时，根据各类竞赛的要求，尤其是根据企业主办的竞赛要求，面向学生就业，仔细分析目前企业中的技术和能力需求，修订和完善嵌入式方向的教学计划和教学大纲，紧紧围绕“重能力”的培养方向，促使竞赛活动与平时教学相结合。

4）加强宣传工作，改变师生观念。

通过定期举办学科竞赛成果展的方式，向师生宣传新的教学理念，并引入第二课堂和实验室开放活动，使教与学不再局限于课堂之上。充分支持教师将课堂外内容向课堂内渗透，并通过任务驱动法、案例教学法、课堂讨论法等教学理念的应用，使课堂上的教学与课外的学科竞赛活动紧紧结合，从而激发学生的学习兴趣，提高教学质量。

5）鼓励优秀教师参与竞赛指导，为教学改革提供新动力。

为了使学科竞赛活动能更好地进行下去，学院鼓励优秀的教师参与竞赛指导，并在政策上给予支持。学院根据竞赛的类别和获奖级别给予相应的奖金奖励，在教师评定职称时，省级二等奖以上的奖项可顶替一项省级教学成果奖。同时，积极支持与竞赛相关的教学改革活动，教师可以根据平时的竞赛指导经验，将自己好的想法在课堂上进行试验，充分发挥参赛成员在班级中的辐射作用，利用他们的经验帮助其他学生完成课上和课下的实际问题，以更好地实现教学任务，为教学改革提供新的思路和动力。

3、竞教结合的成果

自2007年以来，大庆师范学院计算机科学与信息技术学院（简称计算机学院）每年定期参加4次官方与企业各自举办的嵌入式比赛，如全国大学生电子竞赛、全国信息技术应用水平大赛（ITAT）、“毕舁杯”“博创杯”全国大学生电子创新大赛。官方举办的比赛一般会给定项目，便于参赛队锻炼短时间内完成特定任务的能力；企业举办的比赛，形式比较开放，一般自拟题目，给参赛队更大的发展空间。

自参赛以来，学生取得了优异的成绩，也积累了丰富的经验和资料，更重要的是学生之间形成了梯队。在平时学习、集中训练、备赛过程中，实现了高年级带低年级的良好现象，而这些学生也在影响和吸引着周围更多的学生参与到相关的学习中来，更好地扩大了教学效果。

竞教结合的效果如何，要看历年参赛人数的变化和学生最终就业情况。大庆师范学院各二级学院在学生大二的时候会进行专业的选择，计算机学院历年选择嵌入式方向的人数统计见表1。选择嵌入式方向的学生在逐年增加，表明嵌入式竞赛激发了学生的学习兴趣，在很大程度上影响了学生的专业选择。随着嵌入式竞赛影响力的不断增加，学生对该竞赛的关注度和参与度也在升温，全校历年参加嵌入式竞赛的人数统计见表2，历年参赛人数呈递增形势。

由于参赛学生无论在知识的广度、知识的运用、团队合作、自学能力等方面都有出色的表现，个人综合能力得到了很大提升，能较快地适应公司的氛围，因此更易受到企业的认可，在就业方面可选择的余地更大，就业情况良好。计算机学院历年参赛学生的就业情况见表3。

4、结语

在以竞促教、竞教结合的实践过程中，我们发现教学与课外竞赛是互相促进，相辅相成的。一方面，课外竞赛可以激发学生的学习兴趣，帮助学生从理论到实践的应用与转变，扩大学生的知识面，提高其创新能力及解决问题的能力，同时可以为教学提供更多的素材和内容；另一方面，实践教学中的基础知识和教学理念也反过来推动着竞赛工作的发展。学科竞赛与实践教学的密切结合，对培养学生的能力以及提高教学质量都有着积极的意义。endprint