项目驱动式教学法在“嵌入式系统设计”课程中的应用

习超　汪志成

【摘 要】嵌入式系统设计课程是电子信息类专业的必修专业课，具有很强的工程实践性。传统的教学过程中存在学生理论应用能力差、实践创新教学内容少、学生解决问题能力差等问题。本文将"项目驱动式"教学模式引入该课程，结合学生实际情况、课程考核方式、实践体系和评价方式，具体阐述了该模式的实施细责，以期通过此教学模式提升学生理论联系实际的工程意识以及对工程项目的整体把握能力，从而培养出更优秀的工程应用型技术人才。

【关键词】项目驱动式;嵌入式系统;教学模式

中图分类号： G642 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）31-0027-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.31.012

Application of Project-Driven Teaching Method in"Embedded System Design"

XI Chao WANG Zhi-cheng

（School of Mechnical and Electronic Engineering，East China University of Technology，

Nanchang Jiangxi 330013，China）

【Abstract】The embedded system design course is a compulsory professional course for electronic information majors and has strong engineering practice.In the traditional teaching process， there are problems such as poor application of theory，less practice and innovative teaching content，and poor ability to solve problems.This paper introduces the"project-driven"teaching method into the course，and combines the actual situation of the students，the course assessment method，the practical system and the evaluation method，and elaborates the implementation responsibility of the model，in order to enhance the students' theoretical connection with the actual research through this teaching method.Thinking and the overall ability to grasp the engineering project，so as to cultivate better engineering application-oriented technical talents.

【Key words】Project-driven;Embedded system;Teaching method

0 引言

项目驱动式教学打破了传统教学的限制，是以建构主义为基础，以学生为主体，教师为辅助，项目为驱动的一种新型教学模式[1-2]。“嵌入式系统设计”是电子信息类的一门实践性较强的专业课程，是培养计划中的重要环节，它可以提升学生的理论应用能力和实践动手能力[3]。目前本科教学中主要采用传统教学模式，以教师传授为主，忽略了学生的应用能力培养，考核体系单一，导致教与学的错位[4]。

本文提出“项目驱动式”教学模式，其核心是用一个个完整的项目贯穿于嵌入式系统设计实验的教学内容，把项目拆分为若干个典型模块，在实验教学中以典型模块划分单元实验内容，将知识点串联在一个个完整的项目中，以模块引导学生学习不同的知识点，培养学生形成完整的工程项目设计思想[5]。

1 项目驱动式教学的实践

“项目驱动式”教学模式是根据电子信息工程教学目的和培养目标的要求，以项目为基本素材，把学生带入特定的、完整的应用系统过程中去分析问题和解决问题[6]。

表1 项目设计

1.1 项目内容的设计

项目内容的合理设计是取得良好教学效果的关键环节，项目内容既要涵盖理论知识又要和工程实际应用结合，所选的项目内容来源于生产实际需要或模仿实际需求，以实际生产过程为中心，选取具有典型性和案例型的项目任务。在嵌入式系统设计课程中，课题组设置了制定了项目设计如表1。针对项目任务的具体需求，教师帮助学生逐个分析项目中的重点难点问题，教师先为学生具体演示实验操作方法和步骤，增加学生直观感受，同时为项目教学建立相应的学习情境，以便提高学习热情效率。

项目分解也是非常重要的一个环节，每个项目子任务都要与相应理论知识对应，任务设计和理论知识学习可以同步进行，学生在做项目的过程中加深对相应知识的理解。以嵌入式系统课程为例，课题组设计了硬件平台采用STM32作为控制器，搭配了串口USART屏与TFT屏、SD卡、蓝牙模块、电机驱动模块与轴编码器、温度和湿度等传感器，通过嵌入式控制程序，完成外圍器件与STM32控制器的交互，如图1所示。软件平台设计部分主要包括驱动程序开发（STM32的外设驱动和外围器件的驱动）、通信协议开发（RS485，LWIP）和实时操作系统的开发（uCOSII，FreeRTOS）。

图1 硬件平台框图

1.2 项目驱动教学法实施方案

项目驱动教学法中，用项目把整个教学内容贯穿起来，授课顺序根据项目所需的知识点组织单元教学，所需基本知识和能力穿插在各子任务过程中完成。教师在课堂授课时，演示整体项目流程，让学生熟悉各个环节的组成，体会不同处理后的效果，引起学生兴趣，然后介绍每种处理用到的知识，将整个项目进行分解。具体实施过程中分为以下几个阶段开展：

1）确定项目小组。根据教师拟出的一个或数个可供选择的项目或来自学生的想法所形成的项目，与学生讨论、确定项目的目标和任务，学生根据各自擅长的领域和分工自发组成项目小组，每组成员3～4人，内部协商确定小组负责人，在教师给出的项目中选择教学项目，并与教师确认所选项目的具体要求及评价标准。

2）制定工作计划。由项目小组制定工作计划，确定工作步骤和程序，明确任务分工和要求，确定任务完成时间点。

3）项目任务实施。项目小组安排完分工任务后，小组成员协作或独立完成项目，具体工作步骤和程序由小组负责人安排和掌控;实施过程中，教师做好指导工作，侧重于引导学生自己思考和解决问题，而不能直接提供完整解决方案。

4）阶段汇报与进度展示。与实际项目开发过程相对应，教学项目研发的评价和考核也应根据项目进展同步进行，各小组按期完成阶段性目标，教师定期组织项目交流，对项目进展和出现的问题进行分析讲解。

5）撰写结题与总结报告。整个任务完成后，每个学生撰写总结报告，小组撰写项目结题报告，教师组织答辩，听取学生对项目情况的介绍并做出评价。

2 结语

高等工程教育应当体现工程本质，项目驱动式教学符合工科专业人才培养目标，能够充分体现以学生为本、以培养目标为核心，对学生的工程实践能力培养具有极大的促进作用。实践证明，基于项目驱动教学法的“嵌入式系统设计”课程有利于提高学生工程实践能力、创新意识和团队协作精神，以满足市场需求的应用型人才。

【参考文献】

[1]田建辉，杨叶茜.项目驱动式教学的研究和应用[J].科教导刊，2019（20）：117-119.

[2]郭莉霞，魏星跃，李宏，等.“项目驱动式”教学模式在制药工程专业微生物学实验教学中的探讨[J].教育教学论坛， 2019（5）：267-268.

[3]魏東，张钊.项目驱动式教学在信号分析与处理课程中的实践[J].科教导刊，2019（16）：100-101.

[4]崔昊杨.科研项目驱动式教学方法在《半导体器件基础》课程教学中的应用[J].高教学刊，2016（6）：93-94.

[5]廖庆敏，贾历程，王宁章，等.基于项目驱动的实验教学中心建设[J].实验技术与管理，2017，34（9）：215-217.

[6]李宏胜，张文辉.项目驱动式教学在《机器人学》课程中的探索研究[J].当代教育实践与教学研究，2018（13）：99-100，57.