“雙創”視域下嵌入式課程教學改革探討

張嫻靜 褚含冰

（鄭州工業應用技術學院，河南 鄭州 451100）

0 引言

嵌入式課程作為高校數學、計算機、電子、通信等專業的基礎理論課程，重點在于培養具備計算機、網絡通信等領域工程技術知識的高級技術人才，對“大眾創業、萬眾創新”社會的發展能起到巨大推動作用。然而目前傳統的嵌入式課程教學更多是基于技術視角，對CPU結構、匯編語言、操作系統使用等知識內容進行講解，未關注到學生創新創業能力方面的培養，可見并未完全發揮出該課程的優勢。因此，本文將基于“雙創”視域，對嵌入式課程教學改革展開全面討論，希望能為高校教育改革提供實踐參考。

1 當前嵌入式課程教學存在的不足

在當前“雙創”時代背景下，Linux系統編程應當成為嵌入式開發的核心點，在專業教學中一定要重視更多創新實驗訓練的增設，才能契合時代發展需求。但是從當前嵌入式課程教學實際情況來看，學生所學內容依舊是基于Windows系統，以ARM處理器為微處理器，用C語言進行編程，對Linux知識僅有簡單了解，實驗也更多是驗證性實驗，并無太多創新。同時，教學方法也較為單一，以教師為主導的教學現象十分普遍，課程考核也更看重分數成績，對學生學習過程、實驗結果的考核有所缺失。同時，在課堂上師生互動不足，學生的積極性不高，再加上受到學校師資、實驗室條件等各方因素的限制，教師與學生均呈現出實踐經驗不足的情況，導致其創新精神與創業能力未能得到有效培養。

1.1 教學內容滯后，難以適應社會發展

現如今的嵌入式技術發展日新月異，完全掌握相關知識較為困難，因此對教學內容的更新提出了更高要求，必須牢牢把握這一行業領域的前沿技術。但是目前嵌入式課程所用教材及安排的教學內容較為滯后，與行業用人需求不匹配。比如，嵌入式課程的內容主要包含嵌入式系統軟件開發與調試、ARM體系結構知識學習、基于s3c2410系統的硬件設計以及簡單介紹Linux基礎知識等，而很明顯以上內容很難配備上如今人工智能、物聯網、大數據等技術的發展趨勢。

此外，實踐教學比較缺失，目前嵌入式課程教學內容依舊以理論為主，實踐為輔，盡管教學活動安排了課內實驗與課程設計，但是學生普遍不夠重視，導致實驗形式化現象嚴重。此外，大部分實驗主要是驗證性實驗，不夠創新；實驗室環境較差，許多實驗裝置許久未更新，設備老舊且故障頻發，嚴重影響實驗結果的準確性，導致學生實驗熱情消磨殆盡。

1.2 教學方法傳統，忽視創新能力培養

嵌入式課程教學方法存在明顯的“重理論、輕實踐”情況，大多數時間為教師主導，學生被動學習，完全是教師的“一言堂”，學生只能坐在座位上接受，如此灌輸式教學模式不利于培養學生的創新能力，更談不上創業思維的激發。此外，嵌入式課程的考核方式采取的是“平時成績+期末成績”的方式，其中平時成績只占總成績的20%，涵蓋出勤、作業、課堂表現等，而期末成績則占到80%，考核內容也主要為理論知識。這種課程考核方式同樣忽視了實踐內容，所以許多學生并不看重實踐，認為只要在期末考試前“突擊”劃重點，基本都能通過。此外，嵌入式課程的實訓也主要是在校內完成，形式化嚴重，學生的實踐能力并沒有得到切實增強。

2 “雙創”視域下嵌入式課程教學改革策略

針對當前嵌入式課程教學中存在的不足，高校方面一定要組織教師多多展開教研工作，討論課程教學改革方案，基于社會時代發展趨勢以及“雙創”視域，重點培養學生的創新創業能力，成長為應用型與創新型人才。

2.1 明確教學目標，創新教學模式

筆者認為嵌入式課程應當實施“三個層次，一個核心”的教學模式，其中“一個核心”指的是以創新創業能力培養為核心，而“三個層次”則是依據應用型人才培養需要所明確的基礎理論知識、綜合應用實踐、創新創業實訓三個層次的教學內容。詳細來講，在基礎理論知識學習階段，主要集中于嵌入式系統設計方法、微控制器基本結構與應用、嵌入式操作系統與應用等方面；在綜合應用實踐階段，應當重點放在嵌入式課程設計方面，將學生進行小組劃分，合作完成相應的軟硬件實物以及完成設計報告，進行最終答辯。同時，還應多組織學生參加全國信息軟件技術人才大賽嵌入式設計，以此培養學生的綜合應用實踐能力；在創新創業實訓階段，鼓勵學生多多申報大學生科研項目、雙創實訓項目、“互聯網+”創新創業比賽等，以此培養學生的創新能力及創業意識。

通過對教學模式的創新以及教學目標的明確，學生能夠更全面地掌握嵌入式系統技術，實現理論知識與實踐能力的同步提升，既能完成硬件方面的電路設計、PCB制作、電路調試等操作，也能完成軟件方面的系統設計、RTOS系統應用以及常用算法應用等操作。由此可見，憑借著“三個層次、一個核心”的教學模式設計，對各個教學環節的教學目標任務予以明確，能實現嵌入式課程知識的系統化講授，輕松達成“雙創”教育任務目標。

2.2 優化教學內容，重視實踐教學

對嵌入式課程教學內容的選擇，學校方面需要組織教師隊伍進行集中商議，盡可能保證教材內容涵蓋到嵌入式開發相關內容，因為這方面學習內容與當前市場對人才的需求契合。目前市場對Linux系統編程、Cortex-A8與Linux平臺開發、驅動程序設計等方面人才需求有所提升，教學內容應當聚焦這些領域，讓學生學會在Linux環境下自主開發調試，解決Linux多任務編程的相關問題；掌握Cortex-A8與Linux平臺開發知識，能夠著手搭建底層平臺；深入了解Linux內核機制以及學會開發驅動程序，自主進行軟硬件調試。

理論知識內容的教學要合理選擇案例，結合行業實例展開教學，讓學生一邊接觸行業發展前沿信息，一邊深入鉆研理論知識，培養學生的創新與探索精神。而實踐方面的教學，一定要明確實踐目的，嘗試問題導向教學方式，通過問題的提出、分析、解決，讓學生親歷知識形成的過程，并形成系統性的思維模式，全方位培養學生的創造性、創新性思維，實現全面發展。當然，做好實踐教學還離不開學校相關經費的投入，多購入嵌入式開發產品，為學生的創新創業實踐打造平臺，選擇有一定難度的開發項目，讓學生以小組合作的形式進行創新研究。同時，也鼓勵學生參加各種競賽以及課題申報，重點發展學生實踐動手能力。

2.3 改進教學方法，重視產教融合

為了提高教師的教學能力，學校方面需要組織教師通過學習培訓、專家講座、企業實習等方式，提高教師理論與實踐方面的教學能力，通過親身感受企業的創業、運作過程，才能在指導學生理實結合以及創新創業方面更有說服力。

在課堂教學過程中，要更多使用信息化教學手段，重視“案例+實踐”的教學方式激發學生的創新意識。同時，在移動互聯網廣泛普及的年代，還可打造更多線上課程，為學生構建在線學習平臺，以微課視頻的方式引導學生自主學習，完成課堂內外的有效聯動，提升教學效果。

而實踐教學則要注重產教融合，力求促進學生所學知識的有效內化。學校可誠邀企業管理人員為學生講解行業的最新發展信息以及未來發展趨勢，拓寬學生視野，激發學生創業意識。同時，也應與企業合作建設培養渠道，為學生安排實習通道，讓學生在實踐中不斷積累經驗，為今后創業做足準備。嵌入式課程的實踐教學大部分為基本驗證試驗與綜合應用設計實驗，后者實驗內容可直接引入企業的項目，企業方面可派人指導，與師生一起完成項目設計。在教學過程中，需要所有學生參與到項目需求分析、方案設計、測試調試等各個環節，讓每一位學生都能掌握產品設計開發過程，進而實現學習內容的有效內化。

2.4 理實結合教學，培養雙創能力

“雙創”背景下嵌入式課程教學改革，需要重視學生創新創業能力的培養，一方面需要實現理論教學與實踐教學的一體化以及教學內容安排的項目化，另一方面則要針對嵌入式設計開展校內賽、參加全國比賽。理實結合教學離不開項目化的教學內容，如上文所言可直接引入企業的真實項目，基于CDIO理念，讓學生進行項目可行性分析、軟硬件設計、電路調測等操作，學校實驗室應當為各個項目小組提供開發板套件，保證學生順利完成第二次開發，實現教學時間與空間的有效延伸。同時，在不同的教學階段，要鼓勵學生參加更多競賽活動，比如在基礎階段可鼓勵學生參加學校舉辦的嵌入式設計大賽，在實踐實訓階段則鼓勵學生參加全國大學生電子設計競賽，通過課程與競賽有機結合的方式，激發學生的實踐動手積極性，有助于其創新意識與創業能力的培養。

2.5 改革考核體系，合理評價學生

在以往的嵌入式課程教學當中，針對實踐教學并未進行單獨考核，所以許多學生對實踐環節不夠重視，直接導致實踐教學成效難有提升，所以筆者認為應當將嵌入式課程的考核按照理論與實踐進行拆分評價，其中理論考核依舊采取筆試形式，而實踐考核則由教師依據學生的項目完成情況或是現場實驗測試情況進行打分，如此能更全面地評判學生的項目完成能力以及學習目標完成情況。詳細來講：（1）理論成績=平時成績×30%+期末考試成績×70%。其中，平時成績包含作業、出勤、課堂提問等方面，并且對作業完成情況進行A、B、C、D四個等級的評定，通過百分比折算累計為平日作業成績；而期末考試的試題則由教師從試題庫中選擇或自主出題，要至少保證有一道綜合性試題。（2）實踐成績=平時成績×50%+期末考試成績×50%。而平時成績主要分為考勤、課內實驗、實驗報告三個方面，其中課內實驗則主要考核學生實驗的完成度與結果，實驗報告的評定與作業相類似。

2.6 完善保障機制，夯實教學基礎

一方面，完善實驗實訓保障。基于“雙創”背景的嵌入式課程教學改革，需要重視實驗實訓方面的保障。首先，要打造嵌入式計算機實驗室，負責課內實驗教學內容的講授；其次，校企共建Altium電子設計實訓基地與ARM-ST嵌入式創新實踐基地，負責雙創項目的開發研究；最后，建設大學生創新創業中心，負責所有學生雙創計劃訓練項目，對學生參加的競賽項目進行指導。

另一方面，完善師資力量保障。嵌入式課程教師隊伍應當與企業展開合作，致力于構建雙師型教師隊伍，所以可利用寒暑假期時間，讓教師前往企業進行頂崗工作，積累經驗有助于教學科研以及嵌入式系統產品項目設計，完善校本教材的編寫。

3 結語

綜上所述，在“雙創”社會環境背景下，高校嵌入式課程教學改革正在穩步推進，逐步形成了以創新意識與創業能力培養為目標、以課程內容建設為抓手、以“雙創”教育理念為指導的課程教學體系，旨在適應社會與行業發展，培養更多應用型與創新型人才。當然，嵌入式課程教學改革還有許多探索空間，在今后課程教學中，針對教學內容、教學方式、教學實踐等方面還應順應時代的發展變化深入探究，向社會輸送更多具有創新精神與創業能力的優質人才。