Seminar教學方法在嵌入式系統課程實驗教學中的應用

摘 要 在嵌入式系統課程的實驗教學中引入Seminar教學方法，并將該方法的實施過程劃分為六個步驟。通過該方法的實施有助于調動學生學習的自覺性和主動性，培養學生團結合作的精神，提高學生分析和解決問題的能力。

關鍵詞 Seminar教學方法 嵌入式系統 實驗教學

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

0 引言

Seminar可以翻譯為研討課，是在歐美國家常見的一種教學模式。在Seminar教學模式中，學生針對某一要解決的課題組成小組，教師指導學生進行調查研究并且學生之間、教師和學生之間可以自由進行學術探討，從而達到“學有所獲、教學相長、日學日進”的教育目的。①Seminar教學方法的優點在于：一方面它可以調動學生學習的自覺性和主動性，培養學生團結合作的精神，提高學生分析和解決問題的能力；另一方面也有利于促進教師的教學水平、科研能力的提高和知識面的拓寬。

嵌入式系統課程涉及電子、計算機、自動控制等諸多專業知識，專業性強，包括操作系統、微機原理、編程語言程序設計、計算機網絡和單片機設計等課程內容。②要想比較牢固地掌握嵌入式系統的知識和技術，學生往往需要經歷基礎知識的學習、現場的觀摩演示以及親自動手操作等幾個過程。要想最終成為一名合格的嵌入式系統技術人才，還需要在此基礎上經過進一步的實踐鍛煉，掌握解決實際問題的技巧，并積累豐富的經驗。對于這樣一門綜合性很強的課程，實驗教學是整個教學過程中的一個重要環節。③在傳統的實驗課程中，一般都有詳細的實驗指導書，學生只需要根據指導書中給出的實驗步驟，利用教師給出的實驗設備，按部就班地操作就能獲得理想的實驗結果，這種傳統的實驗模式不能充分地激發學生的主觀能動性。為了能夠進一步拓寬了學生的思路，提高了學生分析問題和解決問題的能力，我們在傳統實驗課程的基礎上設計了若干綜合性實驗。同傳統驗證性實驗相比，綜合性實驗內容相對復雜，涉及到的知識點較多，一改過去傳統驗證性實驗墨守成規的實驗方法。并且我們在綜合性實驗教學中引入Seminar教學方法，讓學生針對某一綜合性實驗課題進行自由研討，培養學生從問題需求開始， 掌握如何獨立設計系統的方法，取得了良好的教學效果。

1 Seminar教學方法實施過程

1.1 Seminar題目的選擇

Seminar教學方法旨在對某一課題進行研究討論，因而選擇的題目不宜太過簡單，要具有一定的綜合性和適當的難度，同時也要考慮到學生的基礎和水平，題目的制定也要基于學生所學過的知識和已經完成了的基礎實驗。在進行綜合實驗之前，要求學生已經在理論課上學完了相關的基礎理論知識，并且完成了相關的基礎實驗。舉例來說，在嵌入式系統實驗教學中我們常做的基礎實驗有三個：（1）LCD接口應用實驗，實現在LCD上顯示某種色彩、繪制簡單圖形的編程；（2）觸摸屏應用實驗，掌握ARM處理器與觸摸屏的驅動控制器的接口電路和操作編程；（3）步進電機控制實驗，掌握步進電機控制原理，編寫步進電機相關函數，實現正反轉、停車、調速。基于這三個基礎實驗我們設計了一個綜合性實驗，要求用觸摸顯示屏實現對步進電機的控制和工作狀態顯示。該綜合實驗需要通過學生自己的分析研究，構建一個實用的系統，即用到了以前學到的基礎知識，又具有一定的綜合性，非常適合采用Seminar教學方法。

1.2 Seminar題目的布置

一般在上課前一周， 對實驗任務進行布置，主要包括對將要進行的實驗課的題目、人員和實驗進程進行簡要介紹和安排，提供給學生相關的科技文獻和資料，要求學生認真閱讀，指導學生對實驗方案的設計進行思考，每個學生都要準備至少一個可行方案，以備課堂上作為小組的備選方案進行討論。也可以給出幾個難度、類型近似的多個可選題目，供學生結合自己的實際進行選擇。在此階段教師可以安排一個統一的答疑時間對他們的疑問進行解答。

1.3 針對實驗題目進行研討

我們進行Seminar實驗教學的地點為嵌入式系統實驗室，總共有10套實驗平臺。對參加實驗的學生進行分組，一般3～4人一組，每組一套實驗平臺， 有利于相互探討并設計方案。該實驗室既可以進行小組討論，也可以在討論好方案后直接進行實施驗證。為了讓每個學生都能參與，在課程開始前小組成員要自行進行分工，做到各司其職。課程開始后，教師在課堂上隨時可以參與到學生們的研討過程中，可以和學生一起分析、解決問題。 教師如果發現有的學生不積極發言或不愿一起參與方案的設計時，可以對他們進行提醒或者向他們提出問題。教師如果發現有的小組討論離題，可以幫助他們回到原題。由于Seminar這種教學模式具有多向互動性，它可以全方位調動起一個小組里所有成員參與實驗課程的積極性，有利于將發散性思維轉換為現實，能夠促進學生獨創精神的形成。Seminar 教學模式和一般的課堂討論有很大的區別， 它致力于培養學生的獨立科研能力并將其落實到課堂的研討交流中，它在強調對學生的自學能力和科研能力的培養的同時，也注重激發學生的創造力和想象力。

1.4 研討結果的實施

Seminar討論好的實施方案正確與否，需要進行驗證，這也就是實驗操作過程。這一過程主要包括學生編寫、調試和運行程序并記錄實驗過程。教師對學生的實驗過程進行指導并掌握全班同學實驗操作的總體情況。在這個過程中，小組成員之間也在進行研討式學習：在小組內部如果發現同組同學出現錯誤操作，就會在小組內部討論并改正，遇到操作上的問題也可向同組的同學請教。實驗的最終順利完成需要每個小組成員相互配合和共同努力。在整個實驗的實施過程中，每個小組成員根據預先的分工，保證完成自己的實驗操作。由于小組成員在整個實驗操作過程中一直在交流和探討，所以研討結果的實施過程實際上是Seminar研討過程的繼續。

1.5 實驗結果匯報

實驗操作結束后，每組學生中要選出一名學生，代表本組向全班同學匯報本次的實驗情況。報告內容主要包括實驗方案的設計、程序的編寫、調試和運行以及實驗結果分析。無論報告任何主題，報告人首先要對所做的實驗內容進行簡單介紹，然后著重介紹自己小組的實驗設計思路、設計方案，最后對實驗結果進行分析總結。然后指導教師可以根據學生的發言，在課堂上引導全班同學針對某個或某幾個相關問題進行討論性的發言。教師的作用就是引導討論的進程，掌握和調控課堂有限的時間。在實驗結果匯報結束后學生需要上交一份有關本次實驗的報告。同傳統的實驗報告不同，該報告要求以小論文的形式進行撰寫。這種以小論文為形式的實驗報告主要包括以下內容： 論文的題目、前言部分、設計方案及方法、實驗結果與分析、結論。論文題目一般情況下就是實驗的題目。 前言部分一般介紹對題目的認識以及對題目的探討過程，類似于綜述。設計方案及方法一般是指學生們在實驗研討過程中所確定的實驗實施方案和具體方法。實驗結果與分析主要包括實驗數據、實驗現象的記錄以及實驗結果的分析說明。結論部分是學生們對整個實驗及研討過程所做的總結，主要歸納總結自己在實驗中的收獲和經驗。

1.6 Seminar成績的評定

一般情況下， “Seminar”模式實驗課的總成績可以通過以下4個分項成績加權求和獲得：（1）Seminar實驗前期準備得分。主要包括是否對實驗內容提前預習，對題目的理解是否正確，是否查閱了相關文獻等。（2）Seminar實驗研討得分。主要包括是否積極參與實驗方案的研討，對教師或同學的提問是否能夠準確回答，是否提出了關鍵性的問題以及是否提出了準確合理的解決方案。（3）Seminar實驗實施得分。主要包括實驗步驟是否準確無誤，實驗結果是否正確有效。（4）Seminar實驗報告得分。這部分分值取決于學生最終所提交的以小論文為形式的實驗報告的質量，具體可以根據實驗報告中方案是否合理，結果是否正確，分析是否透徹，以及是否有自己獨到的見解進行評分。

2 教學效果分析

與傳統驗證性實驗相比，綜合性實驗內容更復雜，涉及到更多知識點，對學生分析問題和解決問題的能力提出了更高的要求。Seminar 教學方法的引入，改變了嵌入式系統實驗教學由教師作為主導的傳統，將傳統教學上的“單向傳導模式”改變為“雙向互動模式”。 Seminar這種多向互動的交流方式，可以全方位調動所有參與者的學習熱情，有利于學生形成獨創性見解，提高學生學習的自主性和主動性。在Seminar實驗課程的教學中還要注重培養學生以口頭和書面形式對知識進行傳遞的能力，注重提高學生對知識進行歸納整理的能力以及展示成果和表述觀點的能力。另外，Seminar這種教學形式還為學生提供了合作交流的機會，通過在課堂引入合作精神，有利于提高學生的團隊合作能力。從最終實驗效果來看，將Seminar教學模式引入嵌入式系統的實驗課程既能夠優化學生的知識結構，又有助于提高學生分析和解決問題的能力以及協同學習的能力。同傳統的按部就班式的實驗教學相比，學生能夠獲得更大的收獲。

注釋

① 林培錦.Seminar在大學本科教學中的價值及應用[J].寧波大學學報，2010.32（1）：32-36.

② 田澤.嵌入式系統開發與應用實驗教程（第二版）[M].北京：北京航空航天大學出版社，2010.

③ 李巖，王小玉，孫永春.嵌入式系統教學研究[J].電氣電子教學學報，2006.28（3）：45-47.