嵌入式系统概论课程教学体系建设

刘淑影

摘要：分析目前嵌入式系统课程教学体系中主要存在的问题，从嵌入式系统课程教学体系、理论教学和实践教学等三方面进行研究，提出一套与当前嵌入式技术发展同步的创新教学体系建设方案，最后以提高學生的创新能力和应用能力为出发点，介绍创新型教学体系的实施过程。

关键词：嵌入式;创新;教学;课程体系

一、引 言

嵌入式技术近年来得到了飞速的发展，嵌入式产业涉及的领域也非常广泛，例如手机、PDA、车载导航、工控、军工、多媒体终端等 [1]。嵌入式系统的广泛应用场合和以及应用的多样化，促使嵌入式产品市场得到了迅猛发展，当今社会对嵌入式相关技术人才提出了越来越迫切的需求，学习嵌入式系统技术具有非常好的市场前景[2]。

嵌入式系统概论课程是高校计算机科学与技术专业嵌入式方向学生必修的一门重要专业基础课程，如何能够将其在学校所学的知识和当前的就业市场联系起来，对高校教师来说是一个挑战。建立一套适合计算机科学与技术专业的嵌入式系统概论课程教学体系是高校教学研究的首要问题，学生在学习理论课程的基础上，进一步培养其创新能力和动手实践能力[3-5]。

二、嵌入式系统概论教学存在的主要问题

目前，大部分高校嵌入式系统概论课程教学都或多或少存在一定的问题，例如，理论课程和实验课程学时分配不合理等诸多问题，因此各高校对嵌入式系统概论课程的教学方式进行改革与研究[4-5]，通过总结主要表现为以下几个主要问题。

1、嵌入式系统课程相关体系不完善。

通过对目前高校中开设的嵌入式系统概论课程专业的调研发现，计算机科学与技术专业所开设的专业基础课程和专业核心课程以及专业拓展课程的开设缺乏有效的内在关联性，稍显混乱，以及缺少对后续嵌入式系统及其扩展专业课程的有机连接。

2、嵌入式系统概论课程理论与实验教学学时分配及教学时间的安排不合理。

嵌入式系统概论是一门实践性和综合应用性很强的课程，在课程的讲授与学习的过程中，教师和学生需要在嵌入式系统实际操作过程和调试方面花费大量的时间。然后通过调研发现，不少高校嵌入式系统课程大部分的学时用于理论教学， 只有少量学时用于实验教学，显然这种学时分配不是很合理。也有部分高校虽然学时的安排上采取“2+2”的策略，但是在教学时间的安排上也不是很合理，一开始，学生对嵌入式系统的概念是什么、嵌入式系统的应用领域以及嵌入式系统的设计过程等内容都还不了解，在这种情况下就开始进行实验部分的学习，会让学生摸不着头脑，显然也不是很合理。

3、嵌入式系统相关课程师资经验缺乏[3]  。

嵌入式系统课程涉及到硬件知识和软件开发等多门学科，该课程对相关教师的理论知识水平和实践动手能力要求比较高，而嵌入式系统的发展也比较晚，很多高校缺少高水平的嵌入式相关专业教师。有些嵌入式方向的年轻教师又缺乏一定的教学经验，在将自己所研究的嵌入式专业方向的知识与具体教学生如何学习嵌入式系统概论这门课时存在一定的差距。

4、嵌入式系统课程与社会实践中先进的技术脱轨。

首先，部分高校由于嵌入式相关课程的开设受到教学大纲以及人才培养方案的限制，所有有时很难及时的将企业中需要的先进技术加入到嵌入式系统课程教学体系中;其次，嵌入式相关专业教师缺少嵌入式项目开发中的实战经验，因此，教师所教授的课程很难与企业实际工程项目接轨。

三、嵌入式系统创新课程教学体系建设的实施

1、课程教学体系改革

（1）理论课程教学的教学过程

在具体教学过程中，以网络课程为平台，学生可以通过此平台提前进行课程预习，标注其中的疑问知识点，并在网络课程平台中进行问题的反馈。教师在教学前可以通过网络课程中学生反馈的问题进行总结，在课堂中进行重点介绍，而非对教材中所有内容全部进行讲解一遍。通过此方式，课堂45分钟中教师的教师讲解理论知识的时间缩短，利用其余的时间进行课堂讨论，让学生成为课程的主角，学生对不懂得问题或者重点内容进行阐述，加深大家对知识点的理解，通过此方法来解决上述所提到的问题1和问题2。

（2）实践课程教学的教学过程

目前大部分高校嵌入式系统概论这门课的实践课程都是通过实验课程来体现的。一方面实验课程学时有限，另一方面实验室一般都是关闭的，平常不对学生开放。在一定程度上限制了学生的动手实践操作。实验的教学一般是都是和理论课程同步进行开设的，这样做实验之前学生对嵌入式系统概论这门课程讲什么内容的、实验过程中所调用的一些函数、端口的定义、寄存器的编程都不熟悉，导致学生在做实验过程中会很茫然，甚至认为嵌入式系统概论这门课很难，不想学习这门课。在嵌入式系统创新实践课程体系中，如果学生在学习了一段时间的嵌入式系统理论知识之后，再按规定开设实验课程，这样有一定基础之后再做实验能够加深对实验的理解，所以实验课程体系中实验课应该在开学第八周以后再进行开设。仅仅通过实验课来培养学生的动手操作能力和创新能力是不够的，可充分利用校内校外各种资源，具体实施如下。

a、在实验课堂中，教师对实验课程的设计突出重点，有针对性的辅导学生。b、对于基础比较好的学生，可以适当开展一些拓展实验，增强学生的自主创新能力。c、充分利用具有开放性的大学生创新实验实，学生可以随时去实验室进行学习锻炼。d、采取与企业合作的形式进行教学。一方面，高校可以开设一些企业中需要的热门专业课程，请企业的工程师给学生进行上课。另一方面，大四的学生可以根据自己以后的工作意向，有选择的进行到企业进行实习，做到高校与企业的进一步对接。

2、师资培养

目前高校中教授嵌入式系统相关课程的教师大部分都是青年教师，由于青年教师刚踏入工作岗位没多久，教学经验不像老教师那么丰富。所以，在教学方法、教学手段、教学经验等方面都远远不如老教师，可以通过向老教师学习，另外学校可以定期的开展教学观摩课活动，教师之间可以在教研教改方面的个人见解进行研究、探讨、分析、论证，相互学习，共同进步，从而提升青年教师的教学能力。

与其他课程相比，计算机科学与技术专业中的嵌入式系统概论课程在高校开设的比较晚，因此这门课在教学体系、教学结构以及教学模式等方面都是在探索中发展的。所以，课程相关教师也要进行不断地学习、参加各种培训，将最新的嵌入式相关技术教授给学生，在提高自己的理论知识和教学水平的同时，也能使学生所学习的知识能够与社会接轨。

3、教学考核

传统的嵌入式教学考核体系往往是一张试卷定成绩，对于嵌入式系统课程来讲，是不太适合的，也无法真正评价学生的实际能力，往往是会背书的同学可以得到较好的分数。《嵌入式系统概论》课程采用与以往不同的教学考核体系，课程总成绩仍然由平时成绩和期末成绩两部分组成。在比例方面进行调整，平时成绩调整为60%，期末考试成绩调整为40%。

四、结语

通过探索与创新“嵌入式系统概论”课程教学体系，分别从教学、师资和考核三个方面进行课程体系的建设。将当前公司需要用的嵌入式系统应用开发相关技术通过创新课程教学体系与原有的课程标准相结合，让学生在学习理论知识的同时，也可以提高他们的团队协作意识、工作态度 、拼搏精神、竞争意思，激发学生学习的积极性，实现毕业后“零距离”上岗，达到高校教育与企业的零距离对接[5]。

参考文献：

[1]陈付龙，樊晓桠.嵌入式系统建模理论与方法[J].计算机工程与应用，2009，45（13）：8-12，33.

[2]陈付龙，罗永龙，郭良敏，等.创新应用型计算机科学与技术本科专业人才培养的探索与实践[J].大学教育，2017（3）：144-146.

[3]张开玉.基于创新能力培养的嵌入式系统课程教学改革研究与实践.提升高等学校教育质量的实证研究（上册）[C].中国黑龙江省哈尔滨.2016：177-180.

[4]谢东，鲍尚东，宋鸿儒.嵌入式系统项目化教学新模式的探索与实践[J].长春师范大学学报，2017，36（6）：118-121.

[5]曾高荣，蔡家裕，蔡十华.嵌入式系统实验课教学模式的设计与实施[J].南昌师范学院学报，2017，38（3）：18-20.