探究基于CDIO理念的“嵌入式系统”教学模式改革

李娜

摘 要：本文对基于CDIO理念的“嵌入式系统”教学模式改革进行了较为详细的论述，可以发现的问题是“嵌入式系统”教学传统模式存在课程内容不够突出实际、层次性不强、教学手段单一等问题，这些问题都直接阻碍了学生的课程知识理解与实操部分的掌握，因此基于CDIO理念的“嵌入式系统”教学模式改革让问题迎刃而解。

关键词：CDIO理念;“嵌入式系统”教学模式;改革

1 传统课程教学中存在的问题

1.1 课程内容平铺直叙，无法突出重难点

在非计算机类的专业中，由于并未涉及嵌入式系统”课程的前置课程，因此很多学生对于多任务系统的工作模式原理并不能进行更为透彻的理解，尤其是多任务系统的运行方式层面。但是传统的理论教学方法并未对这个部分的内容进行重视，仅仅在概念上进行讲解，学生因为没有实践的机会，而会出现更多的理解问题，无法透彻掌握其中很多的抽象知识点。

1.2 实验设计层次性不强

传统的“嵌入式系统”的课程教学中也会涉及较多的实验部分，但是由于对内容综合性与设计性进行了过分的强调，因此并不能让学生将学习过程中的重点与难点进行更紧密的联系，这就会导致学生的学习过程出现断链的情况，同时也阻碍了实验的预期效果获取。同时最为重要的一点是在嵌入式系统设计方法与学习、对比并未在实验设计中得到突出，而是将实验的运行结果进行了简单验证，这样的设计无法让实验环节的作用得到充分发挥。

1.3 教学手段过于单一，无法对课程的内容进行全面展开

通常状况下，传统的“嵌入式系统”课程多会采用动画形式的PPT展开教学，这种方式对于普通的学科来说还好，可以获得较好的教学效果，但是对于此门课程，无法将其中的嵌入式多任务系统的运行原理进行更为全面的展示，尤其是课程中的多任务系统调度运行机制与技术的实现方式等，学生必须要通过针对性的项目设计进行过程学习，才能更为透彻的理解，但是这种机会无法在PPT教学模式中获得。所以教学手段的单一，让“嵌入式系统”的教学工作无法获得更多的成果，浪费了教师的精力，也让学生无法尽快掌握知识。

2 基于CDIO理念的“嵌入式系统”教学模式改革路径

项目教学的基本概念就是在教学工作中融入项目，进而在学生的理论教学工作获得更多的实践的机会，掌握更多的知识。在项目式的教学工作中，需要秉承CDIO核心理念，落实的过程中根据项目的差異，进行更为科学的分析与论述，利用更为丰富的教学方法与模式，有侧重点的落实项目教学工作。

2.1 落实项目式教学工作时的原则

首先，教师必须根据项目的开展情况进行教学计划同步。其次，落实项目时，必须要对学生的认知能力增长模型进行更为全面的了解，同时最好可以结合学生的认知能力对增长模型工作进行科学落实。再次，认识到学生在项目教学工作中的主体地位，对训练工作进行不断的强化，进而获得更好的效果。最后，及时考评，防止出现重点落实不正确的情况，尽量让学生的综合素质获得全面性的提升。

2.2 项目式教学模式的落实详细

项目式的“嵌入式系统”教学模式在实际的落实过程中需要根据教学内容的差异进行增长模型的拟定。摸清学生的基础后，教师可以将项目直接分为几个不同档位的等级，分别为入门级、定向型、创新型。教师在组织这些项目的落实工作时，要严格根据CDIO工程的模式进行，同时结合不同项目的特点与目标，同时可以根据学生的水平让项目式教学工作有所侧重。

2.2.1 入门级项目

这个部分是专门为刚刚接触课程的学生准备的，原因是此时的学生还未建立出多任务的概念，因此必须采用教师引导、规划，学生跟从的方式，了解“嵌入式系统”的大门。然后根据自己的理解进行规划尝试，这会让学生获得更多的思考空间。然后，教师可以根据项目实际进行阶段性目标的设置，让学生独立或是合作完成，进而在不断的试错与纠正中理解系统的运行原理，掌握系统设计的基本方法。

2.2.2 定向型项目

一些特定的知识点如果想要在最短的时间内形成知识的阶梯积累，得到更多的提升，教师必须在其中进行方向性的指导。同时，定向型项目的使用，学生也可以根据项目的需求进行学习，利用项目的需求作为学习的原动力，进而获得更多主动学习的机会。

2.2.3 创新型项目

对知识的运用进行强化，更为牢固的掌握设计与开发层面的方法，教师应将产品做为终极目标，采用综合训练的方式，并将整个CDIO项目的实施过程给有机结合起来。设计出一个基本目标，然后将扩展目标也开放出来，学生可以进行自定义，最后利用项目推介的方式进行考评。这种方法可以让学生的创造力与自主研究的能力被激发出来，同时考核的方式也更加公平。

3 教学模式改革实施效果

教学循环的实践性改革，或是滚动式改革，在CDIO理念下运行项目式教学，获得了令人满意的成效，成果表现在以下几个方面：

首先，学生可以对嵌入式系统的基本概念进行更为深入与透彻的理解，尤其是其中的多任务系统运行机理。同时经过了项目训练，学生可以对传统前后台系统与多任务系统运行方式之间的差异进行更为透彻的理解，这二者之间存在着本质上的不同，因此就可以很好的避免出现概念期末考核理解上的模式不清。

其次，经过课程学习，这种项目训练的方式让学生在学习过程中获得了更多的实操的机会，尤其是软件设计、开发的部分，学生可以从原来的模仿、复制的固定思维中跳脱出来，获得更多的自主设计锻炼，这也让原来项目报告存在抄袭的问题得到了较大幅度的改善，报告内容也越来越个性。

最后，学生对单片机与嵌入式系统有了更加全新的认识，从被动的角色转变为了主动，更乐于主动尝试。

4 结语

综上所述，基于CDIO理念的“嵌入式系统”教学模式的开发，让嵌入式系统的学习更加高效，学生可以在CDIO的项目教学中获得更多的实践机会，可以更为全面地发挥主观能动性，进而让自己的学习效果更好。

参考文献：

[1]蒙海陆.对嵌入式系统的开发与应用研究[J].电子测试，2019（13）：104-105+60.

[2]刘桃丽，张健.CDIO理念下《嵌入式系统》工程教学模式的探索与实践[J].教育现代化，2018，5（49）：85-88.

[3]张晓东，卢艳军.基于CDIO理念的“嵌入式系统”教学模式改革[J].实验室科学，2016，19（02）：176-179.

基金项目：本文系粤嵌科技校企合作-师资队伍建设项目，项目编号：PROJ994047199556014080