嵌入式系統應用課程遞進式項目化教學方式研究

聶影影

摘 ? 要：針對當前高職院校嵌入式教學中存在“實踐和理論分割”、“實訓項目單一”的特點，本文通過分析嵌入式系統應用課程重實踐、培養綜合能力的特點，立足于學生學情，提出遞進式項目化教學方式，對課程進行項目化分解，以常規實驗帶動理論學習，將需要學習的知識點適當分布到各個實驗中，并設計綜合性實驗，培養學生解決問題能力、提高綜合能力。結合實際教學表明，該教學方式效果良好，能適宜教學不同學習狀況的學生，并可有效提高學生的實踐能力和解決問題能力。

關鍵詞：教學設計 ?項目化教學 ?考核方式

中圖分類號：G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）11（b）-0205-02

《嵌入式系統應用》是一門綜合性偏實踐類課程，對學生的理論應用能力和實踐能力都有較高的要求。傳統教學上，理論學習為主導，以stm32結構為教學主線，外中斷、定時器、串口、DMA等知識為分重點展開教學理論;而實驗設計偏單一性，可擴展性低，導致學生實驗中只是完成了示例程序的“搬動”，學習效果不明顯。基于此，本文結合常規“嵌入式系統應用”課程教學方式，致力于此課程遞進式項目化教學方式的研究。

項目化教學方式，即以學生為中心，以教學項目為依托，以常規實驗帶動理論教學，將所要教學的各種原理性知識融合到實驗，將整個課程劃分為具體模塊的學習?；诶碚摰幕A上開展進階型實驗設計，并且實驗開展遵循由簡單到復雜，由功能單一到綜合型實訓，使得學生理論掌握程度、實踐能力、綜合設計多方面共同發展。

1 ?教學體系架構

ARM資源豐富，功能強大，適合一般項目的需要，這必然決定了“嵌入式系統應用”課程框架內容豐富，對學生的專業知識有一定的要求，并且對學生實踐能力和全面思考解決問題的能力要求較高，因此應基于學生學情，分析教學內容，設計符合當前高職學生學情的教學方式。本文通過教學內容分析，將該課程的理論教學、實踐教學、綜合性培養融合一起，其中以理論教學為基礎，實驗教學為進階，綜合性項目培養總體設計能力。由此在確定的學時內，合理分配教學內容，以遞進式項目化教學方式開展教學任務。

2 ?遞進式項目化教學設計

2.1 理論教學設計

《嵌入式系統應用》課程是一門應用技術型課程，注重培養學生實踐和綜合設計能力，但理論知識的學習，是學生具備實踐能力的前提。該門課程理論以基于Cortex-M處理器的ARM芯片為主控制器展開教學，教學目標是理解stm32基本原理，具備軟硬件設計能力。綜合教學目標和教學內容，再結合學生重實踐、輕理論的特點，教學中不再單獨進行理論教學，而是以項目為載體，將理論教學融合于項目中，開展原理性知識的教學，在具體實驗的開展理論學習可更好的激發學生興趣。

2.2 實踐教學設計

“遞進式項目化教學方式”的核心在于實驗項目的設計，通過對學生學情的了解和實際教學總結發現，各個教學實驗的設計應遵循以下原則：

（1）實驗設計來源有硬件平臺做依托，是學生可具體實現的;（2）各個實驗中盡可能的將理論知識融合到其中，鞏固理論知識，并符合學校教學大綱;（3）實驗開展應由簡單到復雜，由單一實現功能到綜合性設計的遞進式設計，以便于不同學習狀況的學生均可學習，便于中等生和優秀生都可以在實驗中得到提高、加強對于理論的理解;（4）綜合型實驗設計，應將知識點劃分為具體子模塊，既便于學生分知識點的理解，又可培養學生的綜合設計能力。

考慮到以上實踐教學設計原則，對我校電子信息工程技術專業嵌入式系統應用課程的教學內容進行項目化劃分如圖1所示：

根據教學內容確定的以上教學子模塊，基礎類實驗的開展可使得學生掌握stm32基本原理，了解所學知識的基本應用，也可讓學生在短時間內看到學習效果，激發其學習積極性;提高類實驗，新的知識點更多，程序也更加復雜，并且融合了中斷、定時器、串口等知識，進一步鍛煉學生的理論和實踐結合的能力;綜合實驗是完成一個基于stm32的簡易水環境監測控制系統，主要功能是實現水溫監測、水質情況監測、濁度值監測、上位機顯示監測數值，也可使用LCD顯示屏監測相關水參數，綜合實驗涉及到理論知識有USART知識、ADC工作原理及程序設計、QT寫界面，在綜合實驗開展中，理論教學與實驗并重，并指導學生完成作品，重點培養學生知識的實際應用能力，以及完成完整作品的能力。

2.3 考核評價

遞進式項目化教學方式的特色是適當的對教學單元進行模塊化分解，以實驗帶動理論學習，加強學生理論與實踐兩方面的技能，但在教學過程應注重學生的學習持續力，由此制定合適的考核評價方式對于保持學生學習興趣和持續學習能力有一定的效果?？己朔绞奖?所示。

在教學的諸多實驗中，分別從三個等級實驗類中各選擇一個實驗進行對學生進行分組考核驗收，考核時分別從功能實現、完成質量、解決問題能力等幾個方面展開，考核各個組同學學習狀況，并做好記錄，便于在以后的實驗中加強教學與引導。

3 ?結語

嵌入式系統應用課程是一門重應用、偏技術類課堂，應注重培養學生的實踐能力，由此在日常教學中應結合我們學生學情，靈活的修整教學方式。本文根據教學實際、學生學情，總結出針對我們學生的遞進式項目化教學方式，將嵌入式課程進行模塊化分解，實現理論教學和實踐教學的融合。這樣的教學方式，相對于傳統教學方式，可有效激發學生學習積極性，提高學生的分析問題、解決問題的能力。

參考文獻

[1] 崔永利，唐遠新，陳德運，等.項目驅動模式下嵌入式方向實踐教學探索[J].實驗室科學，2016（2）：119-121，125.

[2] 付建梅，任國鳳，鄧雅媛.電子信息專業嵌入式系統的創新實踐教學改革模式[J].計算機教育，2018（6）：76-78.

[3] 周麗琴，李迎春，葉遠堅.能力遞進式項目教學改革的探索與實踐[J].廣西輕工業，2011（8）：202-203.

[4] 趙忠彪.項目化教學模式改革探索與實踐[J].實驗室科學，2016（3）：119-120，124.

[5] 葛高豐，沈建國，聶華.高職“綜合實踐”項目化教學的探索與實踐[J].中國職業技術教育，2015（2）：79-82.

[6] 李寧，宋薇，庫少平.項目化嵌入式教學方法研究[J].單片機與嵌入式系統，2010（2）：5-7.

[7] 張志勇，于繁華.基于 CDIO 嵌入式系統開發課程教學改革探析[J].長春師范大學學報，2016（4）：119-122.

[8] 李妍.項目化教學在嵌入式系統實踐課程中的探索[J].實驗室科學，2012，15（5）：27-29.

[9] 于明軍，韓錚，王云，等.智能車嵌入式實訓系統項目設計[J].實驗室科學，2017，20（4）：24-26.

[10]王博，嵇小輔，賈好來.“ARM嵌入式系統”課程的教學改革[J].電氣電子教學學報，2015，37（3）：18-23.

[11]陳威.項目化教學模式在嵌入式系統開發實驗中的應用[J].實驗室科學，2011，14（6）：162-165.