基于在線開放課程的嵌入式Linux系統及應用的教學改革與研究

戴丹丹

集寧師范學院物理學院

一、嵌入式Linux系統及應用的教學的現狀以及存在的問題

嵌入式系統是一種為“以應用為中心，以計算機技術為基礎，且軟硬件可裁剪，對功能性、可靠性、成本、體積、功耗都有嚴格要求的專用計算機系統”。可以說，每一個嵌入式系統都是一個獨立的計算機，需要在產品內部完成系列性操作，在信息時代，嵌入式系統被廣泛的運用，如智能手表、iPad等，都是嵌入式體系的應用。嵌入式Linux系統是多數高校教育的一門基礎性學科，不僅是計算機專業、電子專業、電信專業等相關專業的公共基礎性課程，更是一門多元交叉學科，越來越多的非上述專業的學生對其產生濃烈的學習興趣，一些高校更是將該門課程設置為選修課程，可見其教學意義已不局限于某一學科，該專業全面調動了高校學生的綜合素養，不僅為學生未來的學習做出鋪墊，更為社會培養出更多具有專業技能的綜合素質人才。就當前該門課程的教學現狀而言，盡管嵌入式系統的重要意義已被認識，但是嵌入式相關課程的教育發展并不順暢，仍有許多問題，逐漸調整與改革，結合本人的工作經驗，基于對高校及本專業相關工作的調研，對此進行了如下概括：

第一學校教育疲軟，一些院校對嵌入式系統課程管理疲軟，發力無效，盡管課程已經設置，但教學效果并不明顯。近年來，隨著嵌入式系統的重視程度被提升，多數高校設置了相關課程，但卻陷入了另一種尷尬——與社會脫節，有些學生為提升自身專業素養，選擇課外專業培訓機構進行學習，這是值得教育工作的深入思考的問題。鑒于當前高校將“嵌入式教育”分為理論教學與實踐教學兩部分，理論占48課時，實踐占16課時，共計64課時，教學時間有限，這也導致學生只學到了一些必要的理論知識，但得不到實踐機會，學習趣味性低，久而久之就是對該門課程產生心理厭煩，從而影響實際的教學效果。

第二實驗室建設有待完備，以應用為中心的嵌入式系統的教學工作中，應當有實驗室和實訓基地作為支撐，但需要大量的資金投入，一些高校由此陷入了被動。通過對與我院類似院校的調研發現，多數院校存在設備老化、設施過于基礎的問題，并未根據學生學習的需要和教學工作的需要進行及時更新與補充，這是很多高校嵌入式應用系統硬件的弊端。另外，就軟件而言，一臺適合學生的ARM嵌入式教學系統平臺不僅能夠發揮事半功倍的教學意義，還能夠有效的輔助教學軟件的開發，對學生的學習產生助力作用，但高校教育也尚未對此發力，在嵌入式系統的教學中，缺乏必要的設備和配備的問題，已經嚴重影響教學效率。

二、應用型嵌入式課程體系教學意義

第一基于在線開放課程的嵌入式Linux系統及應用能夠激發學生的學習興趣，在多數高校教學中，構建嵌入式系統課程體系不僅能夠激發學生的學習興趣，還能實現“應用型”轉型，這既是基于新項目的嘗試、也是對相關產品科研的初探等。“應用型”改革關注學生的實踐操作，這適應了學生就業需求，作為教師應努力嘗試將相關領域信息帶入課堂，為學生解讀這些專業技能，使學生找到學習與就業的關聯，提高學習探究的興趣。其實現實生活中的很多產品與學生的生活離的很近，如車載導航、智能手環等等，以這些內容為案例進行課堂教學，能使學生感受到知識與現實之間的關聯，從而積極的投入到學習中。

第二基于在線開放課程的嵌入式Linux系統及應用能夠適應不同專業學生的學習需求，高校會設置很多專業課程，各個專業課程的學生會有不同的學習需求，為適應不同專業的學習需求，應將嵌入式系統課程體系引入教學，這是教學改革的發展方向。隨著信息時代的到來，各類電子產品的消費指數逐年攀登，嵌入式系統被廣泛的應用到各個領域，如：儀器儀表、網絡通訊、航空航天、國防軍事、醫療設備等，都是嵌入式系統應用的影子，如果學生是嵌入式系統專業的學生，不僅需要進行專業學習，還應從學生感興趣的領域進行引導式教學，輔助學生在學好專業基礎知識的基礎上，豐富視野，學生能力得到全面的提升。

第三基于在線開放課程的嵌入式Linux系統及應用助推學生的專業素質，這是嵌入式系統課程教學改革的意義所在，基于在線開放課程的嵌入式Linux系統及應用是一門交叉學科，本身具有探究性意義，不僅在于其應用性質，更在于嵌入式的計算機知識與其他學科之間的綜合與融匯，這都需要教師與學生共同探索，因此教師應為學生發展做出鋪墊，不斷的完善教學工作，促成學生的專業素質的全面提升。高校大學生也應不斷嘗試將所學的理論知識應用到實踐中去，在產品、生產的實踐中不斷的探索與嘗試，這些是學生未來就業所需要的綜合品質，也是此時此刻教育工作的現實意義。

三、應用型嵌入式系統課程體系建設策略

第一轉變教育理念，從當前的高校教育出發，基于在線開放課程的嵌入式Linux系統及應用課程改革，需全面轉變教學理念，推動教學改革的深入和發展。樹立“理實結合”的理念，結合我國高等教育和現代職業教育的現狀，改變以往重理論輕實踐的現實，提倡理實結合，進一步嘗試將理論課堂搬到實驗基地去上，將理論講解與實驗驗證相結合，為學生學習帶來全新的體驗，嘗試將理論知識模塊化，引導學生在探究中贏得知識。樹立以學生為中心的教育理念，避免教師一言堂的情況發生，使教師成為學生的合作者和陪伴者，全面推動師生間的溝通交流，不斷的完善教學工作，激發學生的學習興趣和探究學習的欲望。

第二培養學生的自主學習能力，培養當代大學生的自主學習能力，這是教育工作的研究方向。在教學中，教師不僅應關注到學生的學習，還應關注學生的成長。可以通過小組合作學習的方式，達成互助共贏和增強學習能力的目標。將一些理論知識交給學生自主學習，學生在掌握基礎能力的同時，可以通過查閱相關軟硬件資料的方式來完成教師布置的學習任務。基于此，教師提出一些問題或布置一些任務，學生獨立思考、自主學習，可將翻轉課堂引入教學。在信息時代，教師應為學生提供嵌入式產品有關的視頻、教學視頻等，供學生思考，做出自主學習的嘗試。除此之外，在教學過程中，教師要嘗試與學生互動，完善教學工作，推動日常教學的發展，培養學生自主學習的能力。

第三實驗室的建設與開放，實驗室是嵌入式課程的教學的實踐基礎。對于高校而言，可以增加兩個基礎環節的資金投入，即實驗室與實踐基地。在展開嵌入式系統課程體系教學改革中，學校應逐漸加大實驗室建設的投入。高校要為學生開放教學和學習必備的實驗室，即使課堂展開理實結合的教學設定，將全部課時都帶到實驗室進行學習，仍然是十分緊張而有限的，加之教師對課堂的一些教學限定，學生很難有更多的獨立思考。嘗試將嵌入式系統探究的實驗室開放，使得學生在課余時間，隨時隨地的針對自身的研究與學習項目，進行實驗探究。

第四為不同專業設定教學大綱，不同專業應設定不同的教學方案，也是嵌入式系統課程體系構建的必要環節。在信息時代，越來越多的領域和學科會運用到嵌入式系統，但僅就教學而言，該學科與就業契合度不高，出現了效率低下的尷尬局面。在高校成立課程研發小組，針對不同專業學生的需求設定本專業的嵌入式系統教學方案，學生在專業教學指導下，針對本專業需求創設小型的嵌入式系統，為日后學生的就業做出全面的鋪墊。不同專業應有不同的側重點和切入點，比如對于計算機專業的學生，對體系結構、微機原理、接口技術以及操作系統等課程具有直接的需求，因此對電子信息專業的學生的教學就應從硬件到軟件應用為偏向，教學重點側重于嵌入式（Linux）和嵌入式GUI這兩個方面。不同專業學生設計不同的教學大綱，是基于嵌入式系統與專業結合而共同制定出來的，也是順應當前就業趨勢的，根據專業學生的需要適當刪減和增加教學內容，探究出適合學生學習的教學內容。

第五革新評價體系，對教師和學生的評價體系的建設是對教師和學生的雙重考量和激勵。對教師而言，傳統教學中，教師的考核工作側重于學術研究，扎實的學術研究是職稱評定的前提和標準，但對教師的其它能力，如實踐能力、教學效果等方面的考核則流于形式，這導致教師與實踐脫節，對學生的實踐指導呈現出嚴重的不足。在嵌入式課程體系構建中，可嘗試對教師實踐能力的考核，鼓勵教師參與實踐，將教學效果的考核作為考核項，支持與學生一同進行實踐考核。對學生而言，傳統考核按照30%平時成績+70%理論考試分數的方式進行評價，這樣的評價是典型的重理論輕實踐的表現，這與嵌入式系統課程教學改革不符，因此，在教學中，教師應嘗試創新評價體系，與學生互動，增加實踐內容，逐漸走出試卷，關注項目和實驗考察，為學生的學習和就業做出引導。教師通過“項目教學”“實踐教學”內容，將知識點量化，指導學生在實踐中完成，最終以完成程度、學生參與度等進行綜合評估，為學生客觀、科學、合理的打分。

四、結語

在當前的高校教學中，推動嵌入式系統課程體系的教學改革是一種趨勢，高校、高校教師需大膽革新，與時俱進，為學生擴寬知識面，開拓學生的視野，為學生的就業、創業注入新的活力，實現高校人才培養的綜合性和高品質的培養目標。本文基于在線開放課程的嵌入式Linux系統及應用的教學進行了研究和探討，試圖引導高校教師在組織教學中，注重理論與實踐的結合，堅持創新與傳承的統一，不斷適應信息時代的高速發展，為社會發展提供不竭的人才動力。