以大學生科技競賽為導向的嵌入式系統教學改革探索

武華等

【摘要】本文深入研究嵌入式系統教學現狀，分析當前存在的問題，結合課程總體目標要求，提出“以競賽為導向，以市場為驅動、以項目為支撐”的教學體系建設和改革方案。通過競賽中綜合性項目的開發實踐，培養學生動手操作、實踐創新能力以及團隊協作能力，從而解決理論教學與實踐相互脫節的問題，提升大學生的創新意識和創新能力，提高大學生的綜合素質和培養質量。

【關鍵詞】科技競賽 嵌入式系統 教學改革

【基金項目】山東交通學院教學改革項目（JG201415），山東交通學院應用型人才培養改革重大項目（魯交院高發〔2014〕1號），山東省青少年教育科學規劃課題（15AJY132，15AJY133）。

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）07-0249-01

一、嵌入式系統課程介紹

嵌入式系統是當今信息技術發展的熱門之一，所謂嵌入式系統是軟硬件結合緊密的綜合系統，由嵌入式硬件和嵌入式軟件組成，它是面向用戶、面向應用、面向產品的專用計算機系統。嵌入式系統擁有軟件硬件可裁剪、對可靠性、成本、體積和功耗嚴格要求的特點。近年來，隨著信息技術尤其是物聯網技術的飛速發展，嵌入式系統在智慧城市、醫療電子、智能家居以及智能交通等領域得到了廣泛的應用。在此背景下，企業對嵌入式系統人才的需求日益增大，帶動了全國各高校開展嵌入式系統教學的熱潮[1]。

二、嵌入式系統課程教學現狀

嵌入式系統課程涉及電子信息、計算機等諸多專業相關課程內容，軟件設計和硬件設計均包含其中，教學計劃中涉及了與嵌入式學習相關的單片機原理、數據結構、程序設計、嵌入式系統原理、操作系統等基本的概念理論和專業知識，課程內容涉及面廣、知識內容多，授課量大。這種大容量的教學計劃的設定也帶來了一定的弊端：

（1）大部分的教師采用課堂傳授理論知識、課下實驗的傳統教學模式，但是大容量的授課內容使得很多知識點只能淺顯的介紹或者一味的灌輸給學生，忽視了學生的接受能力，如此下來，學生看似掌握了很多知識，但其實缺乏真正的融會貫通。

（2）傳統的以教師講授為核心的教學模式無法滿足嵌入式系統課程綜合實踐性強的要求，而且大部分教材中的理論知識偏多，從概念、原理講起，缺乏實例和直觀性，學生感到抽象、枯燥，被動的接受知識更容易造成學生缺乏學習主動性、喪失學習興趣等不利影響。

（3）目前實驗課程主要以驗證性實驗為主，實驗課時較少，無法令學生的動手操作能力得到充分的鍛煉，導致不能充分培養學生的動手能力、獨立開發能力及實踐創新能力。

三、以競賽為導向的嵌入式系統課程教學體系建設

針對嵌入式系統教學中存在的問題，從切實培養學生的實踐能力、創新能力出發，在借鑒了國內外先進教學方法和有效經驗后，提出了“以競賽為導向，以市場為驅動、以項目為支撐”的教學體系建設和改革方案，引導學生自主學習，全面提高學生的綜合素質。鼓勵學生運用嵌入式系統的有關知識參與競賽，在競賽中學習、提高[2]。

（1）轉變教師教學理念、教學方式，變被動灌輸為主動求知

以大學生科技競賽為導向促進教師教學理念的轉變。教師在教學過程中，由講授者向指導者過渡，鼓勵學生參加科技創新小組等科技創新活動，吸引學生提出自己的創意分小組參賽，教師在學生作品設計中給予相應的指導，“參賽”可以鍛煉學生實踐創新能力，讓學生在實戰中檢驗并進一步提高自己的實踐創新能力，激發他們學習嵌入式系統課程的興趣[3]。

（2）開發應用型課程，根據市場需要動態調整授課內容

嵌入式系統的高實踐性特點決定了本課程的目標是培養有創新精神的應用型工程師，而市場對嵌入式系統人才的需求又決定了我們授課內容的整體方向，所以我們應該摒棄現有的理論性強，可操作性差的教材，開發以應用性為主線，以實例項目為引導的應用型精品課程，通過借鑒相關開發板使用手冊、系統移植手冊、項目案例等，有針對性的編制實驗指導書，使得嵌入式系統課程的教材既有基礎的理論知識，又有實用性、趣味性比較強的項目案例開發內容。

（3）改革課程考核方式，突出競賽驅動實踐過程成績，激發學生創新潛能

課程考核可以直接檢驗出老師教授和學生學習的效果，是教學活動的重要組成部分。在成績評定中，我們應該改變單一的期末考試成績評定，在競賽作品制作中，指導老師對成員定期進行技能考評，考評成績作為學生期末成績的一部分。同時，以學生的參賽作品作為最終的考核作品，采用與競賽相似的答辯方式對學生進行最終的考核。這樣可以加強對學生基本知識、基本技能和創新水平的檢查。

四、實施效果

“以競賽為導向，以市場為驅動、以項目為支撐”的教學體系實踐改革在我校電子信息工程專業應用以來取得了比較好的成果，學生的學習主動性和創新熱情被不斷激發，在近兩年的學生科技競賽中，取得了近100項國家級及省級獎項。參賽學生的動手能力明顯提高，以今年的就業情況統計看，就業質量也非常明顯的高于未參賽學生。

參考文獻：

[1]彭道剛，李輝，夏飛.基于項目驅動的嵌入式系統教學改革與實踐[J].中國電力教育，2013（28）：92-93.

[2]張廣淵，肖海榮，馬昭，梁偉.應用科技大學本科生科研能力培養改革探討[J].大學教育，2014（4）：91-92.

[3]孫成富.基于“項目驅動”的《嵌入式系統開發與應用》課程教學[J].高等教育，2013（8）：165-166.

作者簡介：

武華（1982年10月-），碩士，講師，濟南市千層次人才，主要研究方向：智能交通系統。