基于項目教學的嵌入式綜合實訓課程改革探析

[摘 要] 嵌入式綜合實訓項目教學一般涉及軟件知識和硬件知識，需要教師有比較強的跨專業的職業素質，針對學生學習過程中出現的逃課率高，上課積極性低的情況，提出了一種多次分組的教學管理方法。實踐證明，該方法使學生主動學習的積極性大幅度提高，精神面貌煥然一新。

[關 鍵 詞] 嵌入式；多次分組；項目教學；跨專業

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）22-0146-02

嵌入式技術綜合實訓類課程是高職嵌入式專業、物聯網專業、電子信息類專業的一門專業核心課，在人才培養方案中一般安排在最后的一個學期，具有很強的實踐性。它的前導課有電工電子課程、ARM基礎、stm32技術開發、Linux操作系統、QT程序設計、Android移動應用開發等課程。這門課程是學生綜合專業素質形成的關鍵課程。

一、學情分析

本課程的教學對象是高職的大二下學期或大三上學期的學生，一周6節或8節課，學生學完這門課，就可以進入頂崗實習階段，投簡歷，面試。本課程的教學目標是讓學生在寫簡歷時能夠在項目經驗這一欄中增加一些內容，學生參與了什么項目，在項目中擔任了什么角色，要求學生在這個學期的教學中能夠明確定位。因為這門課需要的前導課比較多，幾乎涉及所有的專業課，如果學生在前續的專業課中學習得不怎么好，到學這門課的時候，他就會感覺壓力很大，出現缺課、逃課或是提前找一些業務類的工作不來上課了。另外，學生上課聽不懂，就睡覺，或是玩手機，上網的情況也非常普遍。

二、傳統的教學方法與教學現狀

傳統的嵌入式教學實驗是在“實驗箱”上進行的，束縛了學生動手和創新實踐的能力，降低了學習的興趣。學生在試驗箱上做實驗，無法自己涉及硬件電路，編程時有時候就會不結合具體電路編程，純粹編寫C語言，使學生難以體會到軟件控制硬件的效果。單純的底層開發的項目是很枯燥的，趣味性小，上完一個學期嵌入式綜合實訓教學，最后感興趣的人可能不足20%，而如果學生同時學習了應用層開發的課程，比如Android移動應用開發或是QT程序設計之類的課程，一個班會有相當一部分的學生對項目的應用層開發感興趣，畢竟漂亮UI界面是一個項目首先吸引眼球的部分，傳統的嵌入式開發項目課程往往沒有把應用層的設計放入整個項目中。

三、基于多次分組的項目教學設計

學生學習到大三，有一些學生在師兄師姐的帶領下，已經參與了一些項目或是競賽，或是一些班干、社團成員平時和教師打交道多，已經有了一定的社會工作的經驗，所以，到學這門課時，他們已經有了比較明確的職業方向，知道自己的興趣在哪里，自己的長處在哪里，此時，教師可以在平時指導學習時，和他們交談，了解他們的思想動態。在我所教的14計算機應用（嵌入式方向）班的開學的第一周第一次課進行課程介紹，把這門課的課時安排、項目內容、實驗設備、涉及的知識點、對應的就業崗位以及最后的教學實施方法和學生交代一下，學生心里就會有一個底，他們會計劃著自己在這個項目中加入哪個組，他們也會課后去找有共同興趣的同學，共同來學一個組。當然，這只是一個初始的分組，學生在學習過程中可能從這一個小組跳到另一個小組。剛開始做項目時，因為相對比較簡單，有一些學生可能什么都學，還有一些學生可能什么也不會做，但隨著課程的深入，他會慢慢對某個小組的內容產生興趣，從而加入這個小組。

我在對14計算機應用（嵌入式方向）班的開學調查中，根據前導課的類別和準備項目的內容，設定兩個組，一個是嵌入式底層開發小組，另一個是應用層的Android移動平臺開發小組（包括想從事UI設計的學生）。這兩個小組嚢括了90%的學生，剩下的一些學生是準備專插本考試或準備考高級職業證書的，他們也會提出一些學習過程中的疑問，有的也會兩手準備，一旦考試不成功，也有能力找工作，所以會做一些項目中的工作。

我給學生準備的項目是基于STM32的智能家居控制。這個項目是在校企合作企業捐贈的設備上進行開發，把上一屆基于ARM2440智能家居控制項目，根據市場就業的情況改造而來，以下是它的框圖。

以下是我的教學設計：

第一次分組：

嵌入式底層開發小組：15人。

Android移動平臺開發小組：25人（包括專插本或準備考高級職業證書的4人）。

這一次分組后，大家上課為一個左右，進行下面的第二次分組。

第二次分組：

嵌入式底層開發小組：15人，分為6個小組。

Android移動平臺開發小組：25人，再分為6個小組。

這一次分組，大家上課為兩個月左右。進行下面的第三次合并分組。

第三次分組：

讓學生自由組合成6個小組：Android移動平臺開發+嵌入式底層開發，這一次分組，一直上到學期結束，進行課程競賽。

四、教學效果及反思

項目教學需要注重文理滲透，引導學生樂學、善學、能學、自主學習、創造性學習，要營造民主、和諧、積極、開放的教學氣氛，創建寬松、自由的外部環境。這門課一開始就給學生分組的好處在于可以讓學生根據自己的興趣和特長選擇自己的學習方向。首先達到讓學生樂學的目的，這樣實行之后，在我講STM32底層技術時，學生可以做Android的編程；在我講Android編程時，學生可以做STM32底層的設計。讓每個學生在上課的時間主動愿意去做他們的任務，可以大大提高到課率和降低課堂上玩手機、上網的現象。大部分學生還是有比較強的求知欲的，教師只要適當地引導他們，激發他們內在的學習動力。

在項目教學中創設學習的資源和協作學習的環境是教師最主要的工作。教師要了解每個學生的性格以及他們的宿舍號，對于如何分組給學生一個良好的建議。可以開通網絡教學平臺和學生進行交互，也可以準備一些和書本配套的視頻，使用目前流行的“顛倒課堂”的方法，來輔助教學。同時，實施嵌入式綜合實訓的教師要及時關心學生和掌握學生的學習心態、學習內容以及學習難度，并給予恰當的指導，在學生苦苦思索，感覺沒辦法解決問題到降低學習興趣時，要及時指導；在有些學生學習積極性不高，要去了解他的學習基礎，幫他分析可以在這個項目中做哪部分工作，并敦促這個組的組長帶領這個組員一起學習。

綜合實訓最好配備好根據學校的實驗室的現實設備條件，并考慮市場未來幾年設備更新的趨勢，聯合企業工程師，自編校企合作教材。在教材沒有出版之前，可以準備一些用于綜合實訓的電子資料，在教學過程中，不斷地修正，最后整理成冊。

課程臨近結束時，可以安排一個課程競賽，一般學校都會有校內競賽和校外的省賽對接安排，可以從學校申請一點經費，設定一些激勵性的獎品或證書。教師可以根據實訓室的條件設定6～10個小項目，內容是平時上課的知識點的綜合和擴充，時間在一個月左右，讓每個小組選定一個題目，利用課余時間做，把問題帶到課堂上來討論。學生的積極性一般會在這時達到一個頂點，因為他們的作品可以寫入他們即將找工作的簡歷的項目經驗中，如果能夠獲獎，更可以豐富簡歷的內容。本人曾組成一個課堂競賽，比賽的前三名，在大二下學期的暑假主動要求進入企業實訓，整個暑假沒有休息，我去企業看望他們時，個個學習面貌都很好。平時在學校教學時，布置作業給學生做，他們好像只是為了完成任務，草草了事，但是通過準備這個課程競賽，從他們上交材料可以看出，他們是花了很大精力的，不論是PPT的制作和演說，還是程序代碼的書寫，都體現了這個團隊成員是在認真努力地學習。每個小組可以設定一個組長，實行組長制，給組長有額外的獎勵，以組長帶動成員，增強學生的團隊協作意識。

總之，實施項目教學的教師往往是一個教學團隊，團隊成員具有比較明確的分工，要保障項目教學的組織和實施成效，需要教師團隊成員之間對項目教學的理論達成共識，并在項目教學的整個過程中以研討會等形式進行及時溝通，從而保證項目教學各項活動在理論指導上的一致性。因為在對學生進行嵌入式綜合實訓時，對一個班的學生分成軟件組和硬件組，因而實施嵌入式教學的教師既要懂得軟件，也要懂得硬件，知識面要廣，要求他具有了解相鄰學科、相關學科及跨學科的知識與技能，除了十分了解項目各個組成部分之間的接口之外，對組成部分內部的進度也要熟悉，要求他具有團隊合作能力，必須與同事建立聯系，關注其他專業領域的發展。實施多次分組的項目教學設計是嵌入式綜合實訓的有效教學方法，它尊重了學生的學習意愿，但也對指導教師提出了更高的要求。指導教師可以通過下企業實踐、承接項目、校企合作等方式來不斷地豐富自己的實踐經驗，及時了解行業的最新技術和發展趨勢。

參考文獻：

[1]張慧敏，吳青萍.淺談高職課程項目教學改革：以《電子技術與項目訓練》課程為例[J].常州信息職業技術學院學報，2009（2）.

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