導(dǎo)語：如何才能寫好一篇嵌入式課程設(shè)計總結(jié)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng) 實踐教學(xué) 教學(xué)體系

一、 研究的目的及意義

嵌入式系統(tǒng)已成為當(dāng)前最熱門最有發(fā)展前途的IT應(yīng)用領(lǐng)域之一。嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，從而能夠適用實際應(yīng)用中對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴(yán)格要求的計算機(jī)系統(tǒng)。從嵌入式系統(tǒng)的定義可以看出，嵌入式技術(shù)是一門專業(yè)性強(qiáng)、實踐性強(qiáng)的綜合性技術(shù)。因此搞好嵌入式系統(tǒng)實踐教學(xué)的研究對于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新思維能力，提高學(xué)生的就業(yè)競爭力具有重要的意義。[1]

二、研究的思路和方法

本項目的研究主要采取調(diào)查研究、總結(jié)及結(jié)合自己特色構(gòu)建合理的嵌入式系統(tǒng)實踐教學(xué)體系，并自主設(shè)計嵌入式系統(tǒng)實踐教學(xué)平臺，構(gòu)建相應(yīng)的綜合實驗室并指導(dǎo)學(xué)生參與項目實踐。并通過引導(dǎo)學(xué)生參與競賽，并創(chuàng)造條件使學(xué)生參與企業(yè)合作。

三、 研究的主要內(nèi)容

本項目主要內(nèi)容包括，實踐教學(xué)體系、教學(xué)平臺和實踐教學(xué)實驗室以及最后通過本項目的改革成果積極引導(dǎo)有能力的學(xué)生參加國家大賽等四個主要部分。

1嵌入式系統(tǒng)實踐教學(xué)體系的構(gòu)建

在嵌入式系統(tǒng)實踐教學(xué)的建設(shè)中，要綜合考慮實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計及課外科技實踐活動等實踐環(huán)節(jié)，統(tǒng)籌實驗教學(xué)項目的設(shè)置。在內(nèi)容上，做到由淺入深、由單一到綜合、由驗證到設(shè)計開發(fā)。在時間上，由課內(nèi)延伸到課外，充分發(fā)揮課外科技活動這一第二課堂的作用，使學(xué)生能夠進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)方面的項目開發(fā)。該環(huán)節(jié)從整體出發(fā)，將實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計及課外科技實踐活動相結(jié)合，即驗證性實驗，設(shè)計性與綜合性實驗、創(chuàng)新性訓(xùn)練項目三個層次。

2.嵌入式系統(tǒng)實踐教學(xué)平臺的設(shè)計

移動專業(yè)實驗室是有50套博創(chuàng)的ARM11開發(fā)板，可以搭建出與計算機(jī)科學(xué)和電子通信專業(yè)不同，但能體現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)的實踐教學(xué)平臺，擺脫學(xué)生不需要思考而只重視重復(fù)操作的示例，也可以彼此構(gòu)建成實驗拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)平臺，使其用于與軟件工程一致的嵌入式系統(tǒng)平臺。

四、嵌入式系統(tǒng)實踐教學(xué)綜合實驗室的建設(shè)及項目實踐

移動專業(yè)實驗室的開發(fā)板集成的示例操作過多，因此需要構(gòu)建一些可以激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新和與基礎(chǔ)緊密結(jié)合的軟件示例。比如：音頻、視頻、繪圖、游戲等示例，可以使學(xué)生通過看、聽等視覺沖擊來感受嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)帶來的效果。增強(qiáng)學(xué)生對嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)的感性認(rèn)識，同時引發(fā)學(xué)生思考，從而進(jìn)一步達(dá)到理性思考的程度，刺激學(xué)生進(jìn)行實踐，達(dá)到“感性認(rèn)識-理性認(rèn)識-實踐”的兩次飛躍，形成實踐教學(xué)在綜合實驗室的一種良性循環(huán)。

本項目歸納起來可以簡稱為“一個體系，一個平臺，反復(fù)實踐，一個競賽”，其過程管理包括“教，學(xué)，練，管”等四個內(nèi)容，形成一個完整的實踐教學(xué)體系框架。通過合理的實踐教學(xué)平臺，促使學(xué)生提高實踐的欲望和興趣，從而在大賽中獲得成果的檢驗。

五、 研究的成果

該研究能夠更加貼近了我校建設(shè)“應(yīng)用型”本科專業(yè)的目標(biāo)和辦學(xué)特色。具體的可以從以下幾個方面進(jìn)行歸納和概括：

（1）改變了實驗題目設(shè)計的指導(dǎo)思想

一方面整個實踐課程的實施內(nèi)容要以“學(xué)生興趣”為導(dǎo)向，另一方面，教師在設(shè)計題目的時候，“按模塊、分步驟”的方式要求學(xué)生完成實驗的全部內(nèi)容，最終能夠把不同的模塊整合起來就是一個完整的項目。

（2）課程設(shè)計題目自主化、驗收形式和考核標(biāo)準(zhǔn)多樣化

題目自主化主要是指：教師在參與課程設(shè)計題目命題時，遵循以“引導(dǎo)學(xué)生為主，鼓勵和提倡自我命題”的原則。讓學(xué)生有一個充分發(fā)揮自我的空間，這樣有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力。

由于學(xué)生數(shù)量較多，很多教師在驗收課程設(shè)計時由于時間等問題的因素，不可能做到人人公平、公正的給出驗收成績。所以在課程設(shè)計驗收中，針對這些問題已經(jīng)做出了進(jìn)一步的修正：

a） 驗收形式的改革：公開組織若干本方向或相關(guān)專業(yè)的教師在同一時間，對自愿參加提前驗收的同學(xué)作品進(jìn)行共同進(jìn)行公開、公正的驗收。驗收的具體流程：驗收學(xué)生本著完全自愿的原則參加提前驗收（只要完成的學(xué)生都可以參加），先進(jìn)行自己作品的展示和講解，然后由各位“評委老師”進(jìn)行提問，最后各位教師根據(jù)學(xué)生的綜合表現(xiàn)，給出相應(yīng)的成績，該成績在有課程設(shè)計的指導(dǎo)教師予以匯總，最終決定學(xué)生本次課程設(shè)計的成績。

b） 考核標(biāo)準(zhǔn)多樣化：標(biāo)準(zhǔn)的多樣化是兼顧成績公平的有效手段，在課程設(shè)計評分考核中，把以往全由一位指導(dǎo)教師把握的學(xué)生“驗收表現(xiàn)”，增加至多位教師同時給出成績，增加了成績的參考尺度;另外，學(xué)生的最終成績不再僅僅由學(xué)生的作品展示效果所決定，而是由學(xué)生在驗收時的綜合表現(xiàn)（如：語言的表達(dá)、作品的講解、設(shè)計思路等）決定，從而使得成績更加合理。

（3）充分利用了實驗室

充分利用開放實驗室的課余時間，完善開放實驗室的使用和管理制度。[2]增加開放實驗室的數(shù)量，讓學(xué)生也參與到實驗室的建設(shè)和管理中來，鼓勵學(xué)生“從宿舍走出來”和在實驗室中完成實驗作業(yè)。

（4）鼓勵學(xué)生參與各類競賽，并引導(dǎo)學(xué)生與企業(yè)合作，提高動手能力和創(chuàng)新能力，并取得了顯著成效。[3]

六、 結(jié)束語

該項目的實施，極大地提高了學(xué)生對嵌入式系統(tǒng)的興趣和學(xué)習(xí)熱情，一部分學(xué)生能夠獨立自主的思考，并獨具匠心地設(shè)計出具有一定水準(zhǔn)的產(chǎn)品。本項目思路清晰，效果明顯，并在其它具有相關(guān)近似課程的學(xué)校中有推廣應(yīng)用的價值。

參考文獻(xiàn)：

[1]付順，姚圣國.高校實踐教學(xué)工作思路的創(chuàng)新探索[J].實驗技術(shù)與管理，2006年08期

[2]王光福.從傳統(tǒng)的實驗教學(xué)走向開放式實驗教學(xué)[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2004年01期

[3]彭志廣，楊大鵬.實踐教學(xué)體系創(chuàng)新與實踐[J].實驗技術(shù)與管理，2006年08期

篇2

關(guān)鍵詞： ARM嵌入式系統(tǒng)； 教學(xué)輔助系統(tǒng)； 教學(xué)實踐； 自主學(xué)習(xí)能力

中圖分類號：TP368；G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1006-8228（2017）03-40-04

Abstract： This paper introduces a teaching assistant system for ARM embedded system course based on ARM LPC2148 MCU. The system hardware design includes the minimum system， the serial communication and program download interface circuits， the matrix-keyboard and the independent keys used as the interrupt input， and the character LCD and dot-matrix LCD interface. The software design includes the standard project template of ARM embedded system， complete Proteus circuit schematic and the application package for the related hardware modules. Proved by the teaching practice， the teaching assistant system plays a good supporting role in the classroom teaching of embedded system courses， and in the experiment and practice training of embedded system courses， and in the students' extracurricular scientific researching. It also effectively helps students learning to master the technology of embedded system， and helps to the students' autonomous learning ability and engineering quality training.

Key words： ARM embedded system； teaching assistant system； teaching practice； autonomous learning ability

0 引言

S著嵌入式軟件技術(shù)的發(fā)展，高校對嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)日益重視[1-5]。國內(nèi)很多高校在電子類、儀器類、計算機(jī)類等專業(yè)都開設(shè)了嵌入式系統(tǒng)課程。其課程特點：①軟硬件技術(shù)相結(jié)合，專業(yè)性、綜合性強(qiáng)；②嵌入式系統(tǒng)是將計算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、電子技術(shù)與各個行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合，實用性強(qiáng)。③門檻高，要求學(xué)生具有相應(yīng)的專業(yè)基礎(chǔ)素質(zhì)及自主學(xué)習(xí)能力。其教學(xué)大綱要求通過課程學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠掌握基本的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計、開發(fā)和調(diào)試方法。但是在實際教學(xué)中往往發(fā)現(xiàn)“學(xué)生理論學(xué)習(xí)理解困難，實驗過程與理論知識融合困難以及課程綜合設(shè)計能力差”等問題，而且目前的實驗裝置普遍追求功能強(qiáng)大，實驗內(nèi)容廣，配置高檔等指標(biāo)，使得裝置的軟硬件復(fù)雜，忽視了學(xué)生的實際情況，學(xué)生很難在課時內(nèi)實現(xiàn)對裝置的理解掌握以及達(dá)到課程的教學(xué)目的要求。

根據(jù)我校的實際情況，考慮學(xué)生學(xué)習(xí)的個體差異，本著簡單易懂，實用方便原則，緊密結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容，細(xì)分教學(xué)例程，研發(fā)設(shè)計了ARM嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)輔助系統(tǒng)，學(xué)生和教師每人一套。該系統(tǒng)作為嵌入式系統(tǒng)課程基礎(chǔ)階段的輔助教學(xué)裝置，既可以在理論課堂上幫助教師很好地展現(xiàn)授課內(nèi)容，又可以在實驗和課程設(shè)計等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中作為便攜的實用開發(fā)工具，幫助學(xué)生切實地掌握ARM嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)，提高學(xué)生的工程實踐動手能力。

1 教學(xué)輔助系統(tǒng)設(shè)計

1.1 硬件設(shè)計

如圖1所示，該教學(xué)輔助系統(tǒng)以經(jīng)典的ARM7 LPC2148/38 MCU為學(xué)習(xí)對象，分為核心板和擴(kuò)展板兩部分，配有串口通信/ISP下載控制接口，USB接口等常用接口，擴(kuò)展有矩陣鍵盤，可以用作中斷輸入的獨立按鍵，字符/點陣LCD顯示接口等輸入/輸出人機(jī)界面接口。系統(tǒng)基本功能齊全，所有引腳及電源均有引出，體積小，攜帶方便，便于學(xué)生自主擴(kuò)展應(yīng)用。

1.1.1 ARM處理器

系統(tǒng)MCU采用ARM7系的一款經(jīng)典產(chǎn)品ARM LPC2148/38 MCU作為系統(tǒng)的核心CPU。其引腳少，功能模塊較為齊全，配有512KB的高速Flash存儲器和32KB的RAM，具有豐富的外設(shè)資源。它還含有向量中斷控制器，可配置中斷優(yōu)先級和向量地址，片內(nèi)Boot裝載程序可以實現(xiàn)ISP/IAP編程，具有空閑和掉電兩種低功耗模式，并且可通過外部中斷喚醒[6]。ARM LPC2138/48 MCU工作原理簡單且具有強(qiáng)大的處理和控制功能，同時在proteus仿真軟件和keill編程軟件中均支持該MCU，因此特別適合用于ARM嵌入式系統(tǒng)課程基礎(chǔ)階段的教學(xué)與學(xué)習(xí)。

1.1.2 串口通信接口及ISP電路

串口通信使用的是LPC2148/38 MCU的串口0。LPC2148/38 MCU的串口0是其主要組成部分之一，不僅可以用于學(xué)習(xí)與PC機(jī)的串行通訊，配以相應(yīng)的ISP電路后，PC機(jī)借助編程軟件還可以將應(yīng)用程序直接下載到MCU中，從而降低了教輔系統(tǒng)的使用要求，方便了實踐教學(xué)的需要。

1.1.3 USB接口及電源

為了使用方便，教輔系統(tǒng)直接利用PC機(jī)USB接口為其供電，無需額外配接電源。同時LPC2148 MCU自備有USB2.0從控制器，配以相應(yīng)的接口電路后，可以方便地進(jìn)行關(guān)于USB的相關(guān)教學(xué)，有效地提高了系統(tǒng)功能資源的利用率。

1.1.4 輸入/輸出及引腳擴(kuò)展

為了提高教輔系統(tǒng)的通用性、實用性和擴(kuò)展性，同時兼顧教學(xué)案例的需要，在系統(tǒng)擴(kuò)展板中設(shè)計了顯示接口、鍵盤輸入端口、A/D采集及調(diào)節(jié)電位器、LED及蜂鳴器輸出以及相應(yīng)的電源輸入輸出端口。在系統(tǒng)擴(kuò)展板中將MCU的P1端口用于字符LCD（LM1602）與點陣LCD（QC12864）共用輸出，配合矩陣鍵盤輸入端口，以及AD采集及兩個電位器分別設(shè)計有相應(yīng)的教學(xué)案例，有效地降低了學(xué)生的使用難度，提高了學(xué)生對嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的直觀理解。在擴(kuò)展板上還通過插針引出了對應(yīng)的全部引腳和電源，極大地方便了學(xué)生對其他應(yīng)用硬件電路的設(shè)計，這也對教輔系統(tǒng)實現(xiàn)進(jìn)一步的應(yīng)用開發(fā)使用提供了便捷。

1.2 軟件設(shè)計

軟件設(shè)計工作主要體現(xiàn)在開發(fā)環(huán)境搭建、驅(qū)動開發(fā)，應(yīng)用開發(fā)及SDK程序的移植等方面。

1.2.1 開發(fā)環(huán)境搭建

該教輔系統(tǒng)的軟件開發(fā)環(huán)境搭建主要是Proteus仿真軟件，Keill開發(fā)軟件，F(xiàn)lash Magic編程下載軟件安裝，以及項目工程的建立與配置，程序文件的新建與添加，工程的編譯與鏈接，電路原理圖的繪制，程序下載與仿真運(yùn)行，程序糾錯等。這是學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)不可繞開的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，學(xué)生在實際學(xué)習(xí)過程中容易出錯，導(dǎo)致學(xué)習(xí)的自信心受挫。根據(jù)這一特點，除了在課程學(xué)習(xí)資料中細(xì)分教學(xué)例程講解、對關(guān)鍵步驟進(jìn)行詳細(xì)注解外，還在教學(xué)過程中要求學(xué)生跟著教師逐步操作學(xué)習(xí)，而且寫出書面總結(jié)作業(yè)，確保學(xué)生在嵌入式系統(tǒng)學(xué)習(xí)中能順利邁出這第一步。

1.2.2 例程開發(fā)

例程開發(fā)是幫助學(xué)生更好地進(jìn)入嵌入式系統(tǒng)技術(shù)學(xué)習(xí)的有效方式，既是理論課堂授課的范例教學(xué)，也是實踐教學(xué)的應(yīng)用例程。因此，例程設(shè)計至關(guān)重要，它不僅是對課程教學(xué)內(nèi)容的驗證，也能使學(xué)生加深和鞏固對嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的認(rèn)識，是合理組織教學(xué)內(nèi)容、設(shè)計教學(xué)例案、幫助引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)提高實踐創(chuàng)新能力的主要方式。例程開發(fā)設(shè)計按照單元模塊知識架構(gòu)以及系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用的連續(xù)性，遵循“從基礎(chǔ)開始，由簡而難，從小模塊到大系統(tǒng)，應(yīng)用與原理并存”的原則，設(shè)計了教學(xué)基礎(chǔ)例程與教學(xué)綜合例程?；贏RM嵌入式教輔系統(tǒng)設(shè)計的教學(xué)基礎(chǔ)應(yīng)用例程有10個，涉及了對系統(tǒng)的基本認(rèn)識、驗證以及基本使用等工程應(yīng)用實踐的各個方面，如表1所示。

教學(xué)綜合例程主要是將ARM LPC2148硬件資源、教學(xué)案例及其他應(yīng)用所涉及內(nèi)容的驅(qū)動程序，應(yīng)用程序集合在一起，供學(xué)生閱讀和參考，方便學(xué)生在練習(xí)中模仿和借鑒，幫助學(xué)生逐步過渡到獨立自主應(yīng)用開發(fā)階段。同時，通過綜合教輔案例，為學(xué)生建立嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的規(guī)范與好的應(yīng)用習(xí)慣打下基礎(chǔ)?；贏RM嵌入式教輔系統(tǒng)設(shè)計了近30余道綜合訓(xùn)練題目，學(xué)生可在綜合實驗和課程設(shè)計環(huán)節(jié)自主選擇訓(xùn)練，進(jìn)度快的學(xué)生也可在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)揮，提高嵌入式產(chǎn)品開發(fā)和設(shè)計能力。

2 教學(xué)應(yīng)用

ARM嵌入式系統(tǒng)相較于其他單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)等專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)而言，ARM芯片資源豐富，實際應(yīng)用廣泛，具有綜合性、實踐性強(qiáng)的特點，學(xué)生不容易理解和掌握。因此在教學(xué)中要以應(yīng)用為主，強(qiáng)調(diào)體系結(jié)構(gòu)及實用的設(shè)計開發(fā)技術(shù)等工程實踐概念，基于教輔系統(tǒng)配以相應(yīng)的例程項目及實踐，結(jié)合項目驅(qū)動式教學(xué)模式[7-8]，在課堂教學(xué)、實驗教學(xué)以及課程設(shè)計實踐環(huán)節(jié)中進(jìn)行項目分解講授，直觀、實用，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，由淺入深，由易到難，由基礎(chǔ)到綜合，切實讓學(xué)生從硬件到軟件，再從軟件到硬件實現(xiàn)對嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的完整認(rèn)識。

2.1 課堂教學(xué)應(yīng)用

在課堂教學(xué)中，以應(yīng)用為主，借助教輔系統(tǒng)，幫助學(xué)生了解嵌入式系統(tǒng)的特點，理解嵌入式系統(tǒng)的基本構(gòu)成（微處理器、存儲器、外設(shè)驅(qū)動和I/O接口、電源管理、硬件調(diào)試等）；認(rèn)識嵌入式操作系統(tǒng)，知道操作系統(tǒng)內(nèi)核，能夠?qū)?nèi)核進(jìn)行移植、修改和裁減；掌握某一種嵌入式操作系統(tǒng)，能夠構(gòu)建嵌入式軟件的開發(fā)環(huán)境，編寫一些基本的嵌入式設(shè)備的驅(qū)動程序等。同時，在傳統(tǒng)教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，重新調(diào)整學(xué)時分配，部分引入翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，以例程教學(xué)和項目開發(fā)驅(qū)動教學(xué)內(nèi)容的更新，課堂教學(xué)更多的輔以實際范例演示講解和回答學(xué)生在課外實踐環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的問題，提高學(xué)生對嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的認(rèn)識和掌握程度。在Proteus仿真軟件和教輔系統(tǒng)的支持下，加大實際編程訓(xùn)練內(nèi)容，針對講授內(nèi)容獨立設(shè)計立足于基本概念原理的例程，根據(jù)學(xué)生個體差異提出不同的任務(wù)要求，至少要求學(xué)生能跟著教師操作演示，在訓(xùn)練過程中再學(xué)習(xí)和升華講授的知識。

2.2 課程實驗應(yīng)用

嵌入式系統(tǒng)是一個綜合性、實踐性強(qiáng)的軟硬件設(shè)計開發(fā)平臺，實驗教學(xué)是重要環(huán)節(jié)，實驗教學(xué)是嵌入式系統(tǒng)課堂教W的重要延伸。在實驗教學(xué)中以教輔系統(tǒng)為載體設(shè)計實驗內(nèi)容，配合課堂教學(xué)，能更好地幫助學(xué)生建立對嵌入式系統(tǒng)的完整認(rèn)識。實驗教學(xué)除了設(shè)計有基礎(chǔ)的ARM嵌入式教學(xué)內(nèi)容，如應(yīng)用開發(fā)入門實驗、基礎(chǔ)接口和顯示實驗，還有提高的ARM嵌入式教學(xué)內(nèi)容，如音頻、麥克風(fēng)、SD卡、觸摸屏等擴(kuò)展接口實驗，UART驅(qū)動與應(yīng)用、LCD驅(qū)動及應(yīng)用、USB接口、PWM驅(qū)動及應(yīng)用等等，基本滿足目前嵌入式系統(tǒng)初級階段的教學(xué)需求。經(jīng)過實際教學(xué)應(yīng)用證明：借助該教輔系統(tǒng)進(jìn)行實驗教學(xué)，學(xué)生能有效地認(rèn)識掌握嵌入式系統(tǒng)實驗裝置的開發(fā)環(huán)境及軟硬件設(shè)計方法，理解對應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo)，提高了學(xué)習(xí)主動性和實踐動手能力。

2.3 課程設(shè)計應(yīng)用

在課程設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)，以教輔系統(tǒng)為支撐設(shè)計了近30組綜合訓(xùn)練內(nèi)容，如電子日歷制作、音樂播放器、直流電機(jī)調(diào)速、正弦波示波器、條碼掃描顯示等，供學(xué)生自主選擇。由于該系統(tǒng)不僅提供了LPC2148/38的所有硬件資源，還提供了有關(guān)輸入/輸出的SDK，大大節(jié)省了ARM基礎(chǔ)軟硬件平臺搭建的時間，使學(xué)生將主要精力和時間放在應(yīng)用開發(fā)上，課程設(shè)計的效果和質(zhì)量明顯得以提高，而且學(xué)生還可在此教輔系統(tǒng)基礎(chǔ)上自行研發(fā)應(yīng)用項目，參與各級課外科研競賽活動，效果良好。學(xué)生借助于該教輔系統(tǒng)進(jìn)行綜合應(yīng)用學(xué)習(xí)，可掌握和鞏固嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)的基本原理，掌握了32位ARM單片機(jī)和嵌入式操作系統(tǒng)應(yīng)用的基本技術(shù)，能夠完成一些簡單的項目研發(fā)，他們走出校園能盡快適應(yīng)相應(yīng)的工作崗位。

3 結(jié)束語

該教輔系統(tǒng)已經(jīng)在我校測控專業(yè)兩屆學(xué)生的教學(xué)中投入使用。該教輔系統(tǒng)將課堂教學(xué)、課程實驗、課程設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)無縫連接在一起，并可直接應(yīng)用于其他課外實踐的開發(fā)應(yīng)用中，使得嵌入式系統(tǒng)課程的教學(xué)體系具有更好的系統(tǒng)性、實用性和連續(xù)性，基本解決了嵌入式系統(tǒng)課程難教、難學(xué)、難懂的系列問題。同時該教輔系統(tǒng)也使得嵌入式系統(tǒng)課程的課堂教學(xué)更加具體形象化，互動性更好，實驗教學(xué)內(nèi)容更加豐富，學(xué)生設(shè)計制作參與性更強(qiáng)，明顯改善了學(xué)生以往對理論知識學(xué)習(xí)的茫然和不明確性，以及對實驗裝置的畏難情緒，提高了對理論學(xué)習(xí)和實驗的興趣，培養(yǎng)和鍛煉了自主學(xué)習(xí)能力和工程實踐能力。

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篇3

在高職計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)教學(xué)中，嵌入式技術(shù)是一個重要分支，廣泛應(yīng)用到工業(yè)控制、儀器儀表、電子產(chǎn)品、汽車、辦公自動化和通信等領(lǐng)域，具有良好的市場前景。嵌入式操作系統(tǒng)是學(xué)習(xí)嵌入式程序設(shè)計的前導(dǎo)課程，是準(zhǔn)備從事嵌入式開發(fā)人員必須學(xué)習(xí)的職業(yè)課程。目前，在嵌入式操作系統(tǒng)教學(xué)過程中，教學(xué)效果還不夠理想，學(xué)生的職業(yè)能力不能很好的適應(yīng)崗位要求。因此，嵌入式操作系統(tǒng)課程教學(xué)改革勢在必行。

1 嵌入式操作系統(tǒng)課程教學(xué)過程中存在的問題

高職院校嵌入式操作系統(tǒng)是一門知識點多、概念性強(qiáng)、較為抽象的課程，課程知識涉及程序設(shè)計、計算機(jī)組成原理、嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)等，課程教學(xué)難度較大。傳統(tǒng)的嵌入式操作系統(tǒng)教學(xué)，學(xué)生難以掌握知識、學(xué)習(xí)枯燥無味，普遍感到難學(xué)。尤其是職業(yè)院校的學(xué)生，很多還沒有接觸過計算機(jī)結(jié)構(gòu)，難以理解嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。此外，在嵌入式操作系統(tǒng)教學(xué)中，重理論輕應(yīng)用、理論教學(xué)與實踐教學(xué)脫節(jié)的問題普遍存在。在課堂教學(xué)中學(xué)生處于被動接受方式，無法主動參與整個教學(xué)活動，沒能達(dá)到以學(xué)生為中心，以培養(yǎng)學(xué)生操作技能為目的的職業(yè)技術(shù)教育宗旨。盡管安排有實訓(xùn)，但實訓(xùn)環(huán)節(jié)與課堂教學(xué)環(huán)節(jié)沒能做到相互連貫、相互映證，習(xí)題與課堂內(nèi)容沒能緊密相扣，考試形式和內(nèi)容多以理論為主，沒能體現(xiàn)考查學(xué)生實際應(yīng)用知識的實踐能力。

總之，傳統(tǒng)的嵌入式操作系統(tǒng)教材和教學(xué)過于重視知識體系的演繹和推理，加之課程本身所固有的抽象性、強(qiáng)實踐性，使大多數(shù)學(xué)生對嵌入式操作系統(tǒng)課程產(chǎn)生了畏懼心理，以至于影響了他們學(xué)習(xí)的積極性，使之變成了難講的課程，不僅對學(xué)生后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)形成了一定困難，對開展教學(xué)質(zhì)量工程也產(chǎn)生了消極影響。

2 基于職業(yè)需求的嵌入式操作系統(tǒng)課程教學(xué)改革措施

根據(jù)高職教育的特點，結(jié)合企業(yè)職業(yè)需求，突破原有課程結(jié)構(gòu)和教學(xué)模式，更新教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法。

2.1 重組課程內(nèi)容體系

①課程設(shè)計理念

依據(jù)國家行業(yè)職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和崗位能力需求，對嵌入式程序開發(fā)工作崗位進(jìn)行調(diào)研，分析職業(yè)需求，制定嵌入式操作系統(tǒng)課程標(biāo)準(zhǔn)。以“立足基礎(chǔ)、重在應(yīng)用、強(qiáng)化能力，服務(wù)專業(yè)、適應(yīng)社會”的思想，重組課程內(nèi)容體系，體現(xiàn)基于工作過程系統(tǒng)化的課程設(shè)計理念。

②課程設(shè)計思路

通過企業(yè)專業(yè)人才需求分析、工作崗位分析、典型工作任務(wù)分析、學(xué)習(xí)領(lǐng)域生成、學(xué)習(xí)情境設(shè)計、教學(xué)設(shè)計、教學(xué)資源開發(fā)等環(huán)節(jié)，進(jìn)行課程開發(fā)。課程以職業(yè)能力為本位、以工作過程為導(dǎo)向，建立基于嵌入式程序開發(fā)工作崗位所需的課程教學(xué)體系。

③課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

嵌入式操作系統(tǒng)課程以學(xué)習(xí)情境為載體組織教學(xué)內(nèi)容，通過設(shè)計認(rèn)識Linux、Linux基本應(yīng)用、Linux編程應(yīng)用、Linux網(wǎng)絡(luò)管理、Linux系統(tǒng)管理5個學(xué)習(xí)情境來完成對知識的系統(tǒng)化學(xué)習(xí)。讓學(xué)生在完成具體工作任務(wù)、工作過程中構(gòu)建相關(guān)知識，融基礎(chǔ)知識和基本技能于一體。在教學(xué)過程中，創(chuàng)建真實工作環(huán)境，以完成任務(wù)為中心，整合任務(wù)需要的專業(yè)知識和專業(yè)技能，與工作崗位緊密對接，培養(yǎng)學(xué)生的崗位技能和職業(yè)能力，切實體現(xiàn)工學(xué)結(jié)合的職業(yè)教育特色。

2.2 構(gòu)建任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式

采用“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)，教師的教和學(xué)生的學(xué)都是圍繞如何完成一個具體的任務(wù)進(jìn)行的。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)該充分重視并精心設(shè)計教學(xué)情境和任務(wù)，用精心設(shè)計的任務(wù)，來激發(fā)學(xué)生的探索、思考的興趣，讓學(xué)生真正從內(nèi)心產(chǎn)生強(qiáng)烈的“探索知識”的欲望，以積極探索問題、要求解決問題的心態(tài)來驅(qū)動學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望并維持濃厚的興趣，讓學(xué)生通過完成一個個任務(wù)來實現(xiàn)總體的教學(xué)目標(biāo)，從而形成一個系統(tǒng)的知識體系。

①設(shè)計并提出任務(wù)。在教學(xué)過程中，結(jié)合嵌入式操作系統(tǒng)課程特點，建立與當(dāng)前學(xué)習(xí)主題相關(guān)的、盡可能真實的學(xué)習(xí)情景，引導(dǎo)學(xué)生帶著真實的任務(wù)進(jìn)入學(xué)習(xí)情境，使學(xué)生的學(xué)習(xí)形象化和具有直觀性，任務(wù)的設(shè)計要注意知識點的系統(tǒng)性、連貫性、功能的遞進(jìn)性。充分利用多媒體信息設(shè)計出具有情境的學(xué)習(xí)任務(wù)，使學(xué)生在情境中進(jìn)行探索實踐，在課堂實施之前先對學(xué)生提出任務(wù)要求，然后讓他們討論、分析任務(wù)中用到的知識點、方法。

②引導(dǎo)學(xué)生完成任務(wù)。高職教育注重技能的培養(yǎng)，教師要在充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的基礎(chǔ)上，積極提高學(xué)生動手操作的能力。在課堂上要采用學(xué)生自主學(xué)習(xí)的方式，以學(xué)生為主體，教師為引導(dǎo)。在學(xué)生接受學(xué)習(xí)任務(wù)后，給學(xué)生足夠思考空間及完成任務(wù)的時間，讓學(xué)生進(jìn)行探究學(xué)習(xí)、解決問題。作為引導(dǎo)者的教師，只需為學(xué)生提供一些相關(guān)的線索和方法，少提示內(nèi)容，這樣更有利于培養(yǎng)學(xué)生自主合作、探索創(chuàng)新的精神。

③展示、交流任務(wù)作品。教師或?qū)W生通過多種方式向全班學(xué)生展示各學(xué)生的任務(wù)作品，讓學(xué)生對任務(wù)作品進(jìn)行自評，這樣可以讓學(xué)生通過對學(xué)習(xí)任務(wù)的認(rèn)真分析，建立屬于自己的思維方式。然后由其他學(xué)生進(jìn)行點評，發(fā)表自己的觀點和見解，這樣有利于學(xué)生在交流與點評中鍛煉自己的能力。

④教師點評任務(wù)作品

教師首先充分肯定學(xué)生的成績，并對本次任務(wù)作品進(jìn)行點評，對某些問題提出個人意見，對沒有被發(fā)現(xiàn)的優(yōu)點和問題進(jìn)行補(bǔ)充，從提高學(xué)生能力的角度進(jìn)行正確引導(dǎo)、提出期望，鼓勵他們繼續(xù)發(fā)揚(yáng)這種探索的精神。

2.3 改革教學(xué)方法、重視教師隊伍建設(shè)

任何一種教學(xué)方法能否被成功地運(yùn)用，是否促進(jìn)學(xué)生的智能發(fā)展，這取決于教師的知識水平和教學(xué)才能。因此，要進(jìn)行教學(xué)方法改革，首先必須提高教師的素質(zhì)水平。嵌入式操作系統(tǒng)是一門實踐性很強(qiáng)的課程，應(yīng)該創(chuàng)造條件讓教師定期到企業(yè)進(jìn)行學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，了解職業(yè)的需求，鼓勵教師取得“技師”或“高級技師”職業(yè)資格證書，鼓勵企業(yè)技術(shù)人員擔(dān)任高職院校兼職教師。

在教學(xué)過程中，以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，實施“教、學(xué)、做、用”為一體的動態(tài)教學(xué)模式，真正轉(zhuǎn)變以課堂、教材為中心的傳統(tǒng)教學(xué)模式，突出學(xué)生的主體性，倡導(dǎo)學(xué)生主動參與、樂于探究，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力、創(chuàng)新能力、分析問題和解決問題的職業(yè)能力，讓學(xué)生主動去構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)和品格結(jié)構(gòu)，使學(xué)生把所學(xué)的理論、技能及時轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實的職業(yè)操作能力，達(dá)到企業(yè)所需的技能要求。同時，應(yīng)發(fā)揮“以賽促學(xué)，以賽促教”的作用，鼓勵學(xué)生積極參加嵌入式系統(tǒng)設(shè)計競賽、挑戰(zhàn)杯等各類創(chuàng)新實踐活動。在創(chuàng)業(yè)大賽中，對優(yōu)秀團(tuán)隊學(xué)生實行導(dǎo)師制，使學(xué)生有機(jī)會在教師的指導(dǎo)下完成相應(yīng)的項目和作品，重點培養(yǎng)學(xué)生綜合分析、設(shè)計、自主研究及創(chuàng)新能力。

2.4 改革考核方案

嵌入式操作系統(tǒng)是一門綜合性和實踐性比較強(qiáng)的課程，用通常的機(jī)考、筆試進(jìn)行考核存在一定的難度，因此考核方式應(yīng)該多樣化。在考核過程中，應(yīng)加大過程考核力度，把考核貫穿學(xué)習(xí)的始終，主要包括學(xué)生在課堂的表現(xiàn)、任務(wù)完成情況、職業(yè)能力掌握程度、試卷考核情況等，以提高能力為目標(biāo)，以完成實際的任務(wù)為重點，以考促學(xué)，實施“知識、技能、素質(zhì)”三位一體的考核方案。

篇4

關(guān)鍵詞:嵌入式系統(tǒng);課群建設(shè);教學(xué)改革;教學(xué)方法

中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

1前言

嵌入式是近幾年發(fā)展最為迅速的IT領(lǐng)域之一,人才市場的需求量極大,因此,包括北京大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、浙江大學(xué)等著名大學(xué)在內(nèi)的全國很多高校及高職院所都紛紛開設(shè)了嵌入式系統(tǒng)專業(yè)。如何提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)專業(yè)人才,是擺在專業(yè)建設(shè)負(fù)責(zé)人和任課教師面前的重要課題。要解決好這個問題,必須首先認(rèn)清嵌入式系統(tǒng)的特點,以及目前存在的問題,通過分析成功的經(jīng)驗做法,在結(jié)合自身特點及現(xiàn)實情況的基礎(chǔ)上制定一套適合自己的教學(xué)體系。

2專業(yè)特點

(1) 專業(yè)涉及面太廣、綜合性太強(qiáng)。嵌入式系統(tǒng)是一門“軟硬兼施”、涉及多門專業(yè)基礎(chǔ)類課程內(nèi)容并具有較強(qiáng)應(yīng)用針對性的課程,不僅要求學(xué)習(xí)者具有較好的計算機(jī)軟、硬件基礎(chǔ)知識,還要求其具有其他門類專業(yè)的常規(guī)知識(如通信,自動控制,傳感器技術(shù)等),被業(yè)界認(rèn)為是一科入門門檻較高的學(xué)科。

(2) 在此之前,學(xué)生在算法設(shè)計、應(yīng)用層編程上接觸較多,而嵌入式系統(tǒng)需要大量的理解底層硬件和外設(shè)的工作原理,以及內(nèi)核和驅(qū)動的工作原理,涉及到復(fù)雜的C語言和操作系統(tǒng)的概念,學(xué)生一下子無法接受,甚至產(chǎn)生畏難情緒。

(3) 嵌入式系統(tǒng)往往與應(yīng)用相關(guān),處理器、操作系統(tǒng)等種類繁多,熟悉這些內(nèi)容,僅僅靠課內(nèi)有限的學(xué)時是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,這無疑要求學(xué)生們拿出大量的課外時間加以自學(xué),這對他們的自學(xué)能力提出了很高的要求,而自學(xué)能力的培養(yǎng)普遍沒有得到足夠的重視或訓(xùn)練。

3存在的問題

(1) 隨著高校的擴(kuò)招,包括重點大學(xué)在內(nèi)的生源質(zhì)量普遍下降。很多學(xué)生只愿學(xué)馬上能用、容易上手的知識,這種現(xiàn)象在除重點大學(xué)之外的其他高校普遍存在。學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性亟待提高,沒有這一點作為基礎(chǔ),任何教學(xué)改革都是無源之水,天方夜譚。

(2) 由于涉及的知識面廣,綜合性強(qiáng),這就對任課教師提出了更高的要求。一般的教師很難做到軟、硬件都精通,很多老師都是在接受短期培訓(xùn)之后就給學(xué)生授課的,對相關(guān)基礎(chǔ)缺乏全面足夠的了解,實踐經(jīng)驗有限。因此,目前學(xué)生實踐活動普遍停留在應(yīng)用程序開發(fā)的階段上,底層內(nèi)核移植、驅(qū)動程序的開發(fā)相對較少。

(3) 現(xiàn)有的嵌入式實驗教學(xué)平臺所配的實驗,幾乎都配備了詳細(xì)的實驗指導(dǎo)書,雖然老師們準(zhǔn)備實驗講義的工作量減輕了,但學(xué)生們按照實驗指導(dǎo)書的步驟一步一步按部就班地重復(fù)實驗內(nèi)容,不僅無創(chuàng)新可言,實驗本身的效果也大打折扣。

(4) 有限的課內(nèi)學(xué)時,無法滿足實踐教學(xué),尤其是綜合性、設(shè)計性實踐的需要。由于管理體制的原因,很多院校的實驗室并未完全開放,教師指導(dǎo)學(xué)生課外實踐的積極性沒有完全調(diào)動起來,課內(nèi)安排的實驗更多的是為了配合課內(nèi)理論教學(xué)的內(nèi)容,一個實驗一個模塊,缺乏系統(tǒng)性,學(xué)生無法建立完整的系統(tǒng)概念。

4成功的做法

縱觀國內(nèi)高校的成功做法,有以下幾點值得借鑒。

(1) 普遍采取基于項目(Project-Organized)的學(xué)習(xí)方法,基于問題(Problem-Based)的教學(xué)方法。由此產(chǎn)生的實踐教學(xué)目標(biāo)明確,效率高?？v觀實踐教學(xué)成功的例子,普遍都是“Learning by Doing”,而不是“Doing by Learning”。

(2) 重視與博創(chuàng)、周立功、Altera、Xilinx、Microsoft、Intel、ARM等知名企業(yè)的合作,以獲得最直接的技術(shù)支持。既能彌補(bǔ)課程資源的不足,也能有效地培養(yǎng)師資隊伍。

(3) 重視和參加各種嵌入式大賽。很多學(xué)校,如北京工業(yè)大學(xué),同濟(jì)大學(xué),北京航空航天大學(xué),電子科技大學(xué)在全球性的嵌入式大賽中都取得了驕人的成績,學(xué)生們在大賽中得到了極大的錘煉,這些經(jīng)驗和積累也充實到教學(xué)改革中。在歷屆的“博創(chuàng)杯”全國嵌入式大賽中,哈爾濱工程大學(xué)多次獲得特等獎,足以看出該校已經(jīng)形成了良好的競賽氛圍,也積累了豐富的大賽經(jīng)驗和技術(shù)成果,并非一蹴而就。

5思考

看到一些理工科重點大學(xué)的成功做法,我們切記一定不能完全照搬,必須充分認(rèn)識本校的特點,認(rèn)真思考并選擇屬于自己的道路。

5.1教師隊伍建設(shè)

嵌入式是最近幾年才逐漸發(fā)展起來的新專業(yè),教師的教學(xué)經(jīng)驗普遍不足,教師隊伍建設(shè)十分關(guān)鍵。建議形成以專業(yè)負(fù)責(zé)人為核心,全員參與的教學(xué)隊伍。由于實踐輔導(dǎo)的強(qiáng)度非常大,一名教師往往也無法解決實踐過程中,尤其是創(chuàng)新實踐過程中涉及的所有內(nèi)容,因此我們要探索一門課以一位老師為主導(dǎo)、由多位老師講授或輔導(dǎo)的模式。協(xié)同指導(dǎo),既能減輕教師的負(fù)擔(dān),又能提高輔導(dǎo)的效果。所有教師都要苦練內(nèi)功,豐富自己的理論水平和實踐經(jīng)驗,并真正投入到實踐輔導(dǎo)的隊伍中。周立功曾說,與他合作的研究生導(dǎo)師必須親自參與到科研項目中,不能只是指導(dǎo)。

5.2管理體制改革

很多嵌入式大賽取得優(yōu)異成績的高校,都得益于三個方面,一是學(xué)生積極參與,二是教師主動投入,三是領(lǐng)導(dǎo)足夠重視。競賽的主體是學(xué)生,由于競賽是自愿性質(zhì)的,面對每年各種各樣的嵌入式大賽,很多高校根本就沒有學(xué)生報名。原因是多方面的,除學(xué)生的個人基礎(chǔ)外,筆者認(rèn)為在于引導(dǎo)不夠、宣傳不夠、激勵不夠。北京交通大學(xué)的做法是如果要申請保送研究生,必須有這方面的競賽經(jīng)歷甚至獲獎。另外,很多高校考核教師主要看科研,指導(dǎo)學(xué)生實踐活動要占用大量的時間,投入與回報不成正比,很多教師不愿投入精力,而僅靠個別教師指導(dǎo)是無法形成合力的。北京工業(yè)大學(xué)在這方面做得很好,不僅有八人的教師梯隊,大部分教師都直接參與指導(dǎo)并有著豐富的實踐經(jīng)驗,學(xué)校也十分重視,投入專款建競賽訓(xùn)練基地。

5.3教學(xué)與科研結(jié)合,形成自己的特色

實踐證明,沒有科研的教學(xué)是沒有深度的。加州大學(xué)伯克利分校規(guī)定,課程教學(xué)必須與教師的研究領(lǐng)域緊密相關(guān),他們追求深度甚于廣度。國內(nèi)在嵌入式領(lǐng)域的著名高校,都十分重視與知名企業(yè)的合作,如同濟(jì)大學(xué)與微軟在移動方面合作,浙江大學(xué)與Intel在多核方面合作,都形成了自己的特色。嵌入式系統(tǒng)與特定行業(yè)應(yīng)用密不可分,泛泛的教學(xué)無法激發(fā)學(xué)生的興趣。

5.4課群建設(shè),課程整合

我們發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致學(xué)生失去興趣的另外一個原因是課程太多,壓力太大。如我院近幾年相繼開設(shè)了嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)、嵌入式匯編語言、嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式軟件設(shè)計、嵌入式軟件測試、課程設(shè)計等課程,要通過考試,學(xué)生們必須完成相應(yīng)任課教師布置的大量作業(yè),學(xué)生們普遍感覺很累。如果通過一個大的Project,將嵌入式匯編、軟件設(shè)計、軟件測試等課程內(nèi)容有機(jī)的整合起來,讓學(xué)生得到系統(tǒng)級訓(xùn)練,作為內(nèi)容的提升,可以讓學(xué)生在嵌入式軟件的優(yōu)化、功耗的降低、可靠性設(shè)計等方面作些研究和實驗,甚至可以延續(xù)為畢業(yè)設(shè)計題目。因此,必須以專業(yè)為基礎(chǔ),進(jìn)行課群建設(shè)。

5.5教學(xué)方式改革

嵌入式系統(tǒng)實踐性很強(qiáng),且有一定難度。建議采取自頂向下(尋根究底)的教學(xué)模式,這也符合認(rèn)識事物的規(guī)律。建議學(xué)生們最好有一點單片機(jī)的基礎(chǔ),初期用現(xiàn)成的學(xué)習(xí)板,盡量簡單,后期可嘗試自己設(shè)計,從硬件到軟件完全自己做。不僅要進(jìn)行軟件的設(shè)計,而且還要進(jìn)行硬件電路的設(shè)計和制作,以及軟硬件系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)試,使學(xué)生建立相關(guān)課程之間知識的有機(jī)聯(lián)系。讓學(xué)生熟悉需求分析、方案設(shè)計、原理圖和PCB繪制、元器件采購、電路的焊接和調(diào)試、嵌入式軟件開發(fā)等各個環(huán)節(jié),使他們的工程實踐能力得到真正提高。值得注意的是,項目必須盡可能接近真實世界,因為真實的項目有很多約束,而這正是嵌入式系統(tǒng)的特點?？紤]到學(xué)生的基礎(chǔ)參差不齊,必須分層次要求和考核。針對實驗教材過于詳細(xì)的問題,建議任課教師對實驗重新進(jìn)行逐一設(shè)計,制造一些問題,盡管工作量很大,但確實十分必要。要發(fā)揮教師指導(dǎo)、教練的作用,強(qiáng)調(diào)學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng)和提高。教學(xué)中要講思路、思維方式和方法,具體知識讓學(xué)生自學(xué),并記錄遇到的問題,長時間無法解決和典型、普遍性的問題再在課堂上統(tǒng)一講授。建立資源庫,尤其是師生互動的教學(xué)資源,建立答疑庫,逐漸積累豐富。好的作品建立音視頻錄像永久保存。這樣第二年的項目可在此基礎(chǔ)上再有所發(fā)揮。

5.6教材建設(shè)

每個學(xué)校都有自己的側(cè)重點,基礎(chǔ)也不一樣,建議自編講義,結(jié)合教學(xué)大綱更多地融于自己的研究內(nèi)容,在講授的過程中思路也會更加清晰,從而可以在教學(xué)中傳授更多的經(jīng)驗而非簡單的知識,條件成熟時還可以公開出版,很多高校都有類似的做法。

6結(jié)束語

任何一個專業(yè)從新生走向成熟都需要經(jīng)過幾年甚至更長時間的探索與磨合。在建設(shè)的過程中,必須針對學(xué)校的特點、生源的質(zhì)量制定符合自己的培養(yǎng)計劃,根據(jù)教學(xué)反饋,實事求是,不斷調(diào)整。教與學(xué)都必須苦練內(nèi)功,不斷積累,切忌急功近利,膚淺浮躁,只有這樣,教學(xué)質(zhì)量才能實質(zhì)性的提高。

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篇5

關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；教學(xué)改革；課程建設(shè)；教學(xué)實踐

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）27-0101-03

近年來，以計算機(jī)技術(shù)，通訊技術(shù)、消費(fèi)電子技術(shù)為主的電子信息技術(shù)的高速發(fā)展和國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用已經(jīng)改變了人們的生活方式，其中以嵌入式為核心的電子信息技術(shù)是當(dāng)前發(fā)展最快、應(yīng)用最廣、最有發(fā)展前景的領(lǐng)域之一。由于嵌入式產(chǎn)品市場的蓬勃發(fā)展以及嵌入式技術(shù)的廣泛應(yīng)用，嵌入式系統(tǒng)軟、硬件開發(fā)工程師等技術(shù)人員在就業(yè)市場上較為緊缺，社會對嵌入式相關(guān)技術(shù)人才有迫切需求。從培養(yǎng)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)人才角度來看，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式都與實際脫節(jié)，培養(yǎng)的學(xué)生在嵌入式專業(yè)技能、實踐能力、創(chuàng)新意識等方面都不能滿足用人單位的要求，缺乏利用規(guī)范的工程方法構(gòu)建符合應(yīng)用需求的系統(tǒng)能力，入職后需要較長的適應(yīng)期。因此，如何適應(yīng)形勢的變化和發(fā)展，消除校企之間的鴻溝，提高嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)社會需求的高素質(zhì)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)人才，是我們面臨的一個緊迫課題。自2006年起，山東科技大學(xué)在電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)開設(shè)了嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方向，經(jīng)過10年的教學(xué)實踐和不斷改進(jìn)，積累了一些經(jīng)驗，摸索出了一個適合自己專業(yè)的“軟硬結(jié)合，高低兼顧，重實踐”的教學(xué)模式，取得了較好的效果。

一、培養(yǎng)目標(biāo)與定位

嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計算機(jī)系統(tǒng)。山東科技大學(xué)的電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)由信息學(xué)院于2000創(chuàng)建，因為其誕生于計算機(jī)類學(xué)院，因而比較注重高層應(yīng)用、嵌入式操作系統(tǒng)等方面的教學(xué)。同時，由于其自身又屬于電子類學(xué)科，因而也注重于數(shù)字電路、模擬電路、電路設(shè)計等底層硬件電路方面的教學(xué)，從而自然形成了自己這種“軟硬結(jié)合、高低兼顧”的教學(xué)體系。培養(yǎng)學(xué)生“硬可以設(shè)計電路，軟可以編寫程序”，既符合電子儀器儀表類企業(yè)或者工業(yè)控制類企業(yè)所要求的傳統(tǒng)實時嵌入式系統(tǒng)設(shè)計，又符合高端消費(fèi)類電子企業(yè)所要求的高端應(yīng)用編寫（比如信息家電、網(wǎng)關(guān)、手機(jī)應(yīng)用等的設(shè)計），是符合我校綜合實際情況的合理定位。

二、嵌入式教學(xué)改革

（一）課程體系設(shè)置

在課程體系方面，依據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)和定位，主要遵循“緊跟時代潮流，堅持軟硬兩條腿走路”的原則設(shè)計，可歸納為“三層遞進(jìn)，左硬右軟”的架構(gòu)。左半部分為偏硬件類課程，第一層以數(shù)電、模電和電路三門公認(rèn)的電子類經(jīng)典課程為基礎(chǔ)，讓學(xué)生打下良好的理論基礎(chǔ)；第二層通過8051單片機(jī)的學(xué)習(xí)，掌握微處理器的工作原理和編程方法。在學(xué)習(xí)51單片機(jī)的同時，開設(shè)電子線路CAD課程，讓學(xué)生掌握電路板的設(shè)計方法。因為嵌入式是專用的系統(tǒng)，往往每個項目都需要設(shè)計與之匹配的電路板，所以特別強(qiáng)調(diào)電路板設(shè)計的基本功。FPGA和SOPC的課程，則完全得益于2005年我校與Altera公司聯(lián)合建立的“山東科技大學(xué)―Altera SOPC/信息家電聯(lián)合實驗室”，該實驗室是目前Altera公司在全球設(shè)立的唯一信息家電聯(lián)合實驗室。通過FPGA課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅僅更加鞏固了數(shù)字電路知識，而且從更底層理解了處理器的設(shè)計原理，在該課程中以8051單片機(jī)的內(nèi)核設(shè)計為主導(dǎo)，逐步引導(dǎo)學(xué)生理解并設(shè)計出功能較為完善的8051單片機(jī)。與前面所學(xué)單片機(jī)知識相互印證，加深理解和應(yīng)用能力，在隨后的第三層次中，以嵌入式ARM原理為核心課程，重點講述ARM的體系結(jié)構(gòu)、匯編與C編程應(yīng)用，再結(jié)合“一高一低”兩款具體ARM處理器的具體學(xué)習(xí)和大量的實驗實踐，使學(xué)生既能從事實時工業(yè)應(yīng)用設(shè)計又能從事高端頂層軟件的開發(fā)。而在SOPC課程設(shè)計中，則強(qiáng)調(diào)嵌入式與可編程邏輯器件的結(jié)合應(yīng)用，以NIOS處理器為中心，結(jié)合各種外設(shè)IP核的運(yùn)用，使學(xué)生體驗到可編程硬件的靈活性，與ARM形成優(yōu)勢互補(bǔ)。右半部份課程則為軟件設(shè)計類課程，以嵌入式C語言、計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、信號與系統(tǒng)作為基礎(chǔ)。第二層則以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、面向?qū)ο缶幊?、?shù)字信號處理為主干課。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有利于學(xué)生理解操作系統(tǒng)的原理，面向?qū)ο笤O(shè)計使學(xué)生的編程思路發(fā)生轉(zhuǎn)變，可以很快適應(yīng)高級嵌入式操作系統(tǒng)例如linux、android等系統(tǒng)的高級圖形界面應(yīng)用編程。第三層次則以嵌入式操作系統(tǒng)為主，主要教授強(qiáng)實時的ucos-II和軟實時的linux兩種典型操作系統(tǒng)，使學(xué)生達(dá)到既可以編寫基于強(qiáng)實時的控制類應(yīng)用，也可以編寫類似手機(jī)應(yīng)用類的軟實時應(yīng)用。最后軟硬件課程匯集到嵌入式系統(tǒng)設(shè)計這門主課。在這門課中，以綜合應(yīng)用設(shè)計的方式，配以案例教學(xué)和大量的實踐實驗，使學(xué)生切實體會到一個項目的提出、方案選擇、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、調(diào)試等一系列過程，達(dá)到各種所學(xué)知識的高度融合，也更適應(yīng)于企業(yè)項目的開發(fā)方式，更加符合企業(yè)對設(shè)計應(yīng)用人才的實際需求，有利于其盡快適應(yīng)企業(yè)的工作要求。

（二）教學(xué)方法改革

嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為目的，尤其強(qiáng)調(diào)動手實踐能力的專業(yè)，能綜合運(yùn)用所學(xué)知識，解決實際問題是嵌入式教學(xué)的最終目的。嵌入式系統(tǒng)后期的專業(yè)課程具有理論較少，而需實踐應(yīng)用的內(nèi)容較多的特點，因而在教學(xué)方法上也不能再采用“滿堂灌”的形式。這種方式因為不夠直觀，又無理論推導(dǎo)，導(dǎo)致學(xué)生很容易失去方向感，進(jìn)而失去求知的欲望。還有些學(xué)生由于受到我國教育體制的影響，從小到大都是在教室學(xué)習(xí)，缺乏對外界事物的了解，導(dǎo)致不能理解老師講授的具體應(yīng)用。針對這些問題，我系提出“興趣+實踐”的教學(xué)方針，通過激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和進(jìn)行大量的實踐幫助學(xué)生學(xué)好嵌入式。圍繞教學(xué)方針，在教學(xué)手段上，盡量避免大量長時間的口頭授課，盡量采用形象直觀的多媒體技術(shù)，演示教授內(nèi)容，包括使用方法、具體現(xiàn)象、結(jié)果等，讓學(xué)生有個直觀的認(rèn)識，產(chǎn)生動手實踐的興趣。盡可能地采用先進(jìn)流行的教學(xué)手段，比如采用微課的方式，講解演示難點內(nèi)容；利用在線通訊QQ、論壇等，建立在線學(xué)習(xí)交流平臺，在老師積極解答學(xué)生提出的問題的同時，也鼓勵其他同學(xué)解答探討問題，經(jīng)過多年的積累，大多數(shù)學(xué)生提出的問題都能直接在平臺中找到答案。還有采用項目驅(qū)動的方式授課，比如在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計這門課中，圍繞信息家電這個項目，從需求的提出、可行性分析、硬件選型方案、軟件設(shè)計方案、操作系統(tǒng)的選擇等逐步細(xì)化展開。通過這種方式，學(xué)生解決實際問題的綜合能力得到提高，所學(xué)的方方面面的知識也得到了綜合利用，而且最終學(xué)生可以做出實物演示系統(tǒng)，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

配合“興趣+實踐”的方針，經(jīng)過綜合考量和多年實踐，對專業(yè)課的授課學(xué)時和實驗學(xué)時也做了調(diào)整。為此我系對一些專業(yè)課程的教學(xué)和實驗學(xué)時的設(shè)置，過程中可以發(fā)現(xiàn)，各課程大量減少了課堂授課時間，而增加了實驗時間，提高了實驗占比。如此一來，有些課程甚至可以達(dá)到一堂授課，接著下一堂就馬上實驗體會的效果，使學(xué)生及時消化吸收其所學(xué)知識。單片機(jī)原理與設(shè)計這門課是學(xué)生接觸到的第一種處理器，因而授課時間較多，又因單片機(jī)集成資源較少，20個學(xué)時的實驗也基本上能完全覆蓋其每個功能部件。對于電子線路CAD來講，其理論性較少，操作流程和操作技巧的內(nèi)容較多，因而實驗占比較大，可達(dá)1.1。嵌入式ARM原理這門課由于ARM體系結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，以及要講解ARM9和Cortex M3兩種架構(gòu)的芯片，因此總體授課學(xué)時設(shè)置為72，實驗授課比為0.8。嵌入式操作系統(tǒng)是一門理論與實踐并重的課程，既要講解操作系統(tǒng)的原理，又要讓學(xué)生能實際運(yùn)用UCOS-II和Linux操作系統(tǒng)的功能，因而課程總學(xué)時也為72，實驗授課比也為0.8。而嵌入式系統(tǒng)設(shè)計這門課則更強(qiáng)調(diào)實踐性，因而其實驗授課比可達(dá)1.4。

（三）評價機(jī)制

合理的評價考核機(jī)制可以引導(dǎo)促進(jìn)學(xué)生的實踐熱情，為了刺激學(xué)生的實踐積極性，我系考試成績的評定機(jī)制向?qū)嶒瀸嵺`方向上做了較大的傾斜。通過這種比例分配，學(xué)生不再只是死背硬記課本，而是花更多的時間在實驗室實際動手做實驗，徹底改變了過去學(xué)生對實驗課漫不經(jīng)心，應(yīng)付了事的態(tài)度，取得了良好的效果。

三、實驗環(huán)節(jié)改革

（一）實驗儀器建設(shè)

嵌入式技術(shù)的發(fā)展日新月異，實驗儀器設(shè)備既要緊跟時代潮流的發(fā)展，又要沉淀積累共性的知識。2005―2010年，我系先后引進(jìn)了從低端的ARM7到高端的ARM11的實驗系統(tǒng)，在實際應(yīng)用過程中，我們發(fā)現(xiàn)這些實驗箱為了滿足各個高校的普遍需求，往往是大而全，缺少針對性，從而增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度。比如我系引進(jìn)的某款實驗設(shè)備，因為要集成的功能太多，廠家人為地增加了一款CPLD來擴(kuò)充CPU的功能，導(dǎo)致每屆學(xué)生在做這方面的實驗時都難于理解，老師不得不額外花費(fèi)功夫來講解CPLD所實現(xiàn)的功能，既浪費(fèi)了時間又偏離了實驗的核心內(nèi)容。自2010年后，我系就開始自行研發(fā)實驗開發(fā)板，定位為既能滿足我系的培養(yǎng)目標(biāo)又能用于教師學(xué)生科研競賽的需求。2013年底成功開發(fā)出基于三星蜂鳥S5PV210的雙核Cortex A8處理器的實驗板，主要用于基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)和Android系統(tǒng)的高端實驗應(yīng)用。2015年初又研制了基于STM32F103的Cortex M3實驗板，主要用于工業(yè)控制類、儀器儀表類實驗課。研發(fā)成果不僅節(jié)省了大量的設(shè)備經(jīng)費(fèi)，而且更符合我系的教學(xué)需求。以普通的AD轉(zhuǎn)換為例，我系原來引進(jìn)的實驗箱，都是直接把一個滑動電阻接在CPU的引腳上，沒做任何的信號調(diào)理，只能輸入0-3.3V的電壓信號，這種設(shè)計只能用作最初級的功能驗證，與實際工業(yè)現(xiàn)場的需求完全不符。而自行開發(fā)的系統(tǒng)中，則大量融入了老師們實際項目中積累的經(jīng)驗和設(shè)計，AD轉(zhuǎn)換部分加入了信號調(diào)理和濾波電路，完全符合工業(yè)的需求，輸入信號可以是0-10V或±10V的電壓、4-20ma或0-20ma的電流等標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)模擬信號，學(xué)生可以直接應(yīng)用于將來的工作中，最大程度地消除教學(xué)與企業(yè)實際應(yīng)用之間的差別，極大地提高了教學(xué)效果。

（二）實驗內(nèi)容建設(shè)

針對嵌入式系統(tǒng)“重實踐，重經(jīng)驗積累”的特點，對實驗內(nèi)容和實驗方式也做了相應(yīng)的調(diào)整，將每次實驗調(diào)整為為基本驗證、功能綜合擴(kuò)展、總結(jié)與測評三大部分?；掘炞C部分主要是對本次實驗涉及的功能部件的測試，比如串口部件、定時器部件等，這部分實驗內(nèi)容一般都提供參考例程，主要是讓學(xué)生迅速地掌握該部件的使用方法和特點，時間一般為30～40分鐘。在功能綜合擴(kuò)展階段，則要求學(xué)生在驗證例程的基礎(chǔ)上擴(kuò)充功能，時間為40～50分鐘，不提供參考例程，要求將多個功能部件綜合應(yīng)用或者將前幾次的實驗內(nèi)容進(jìn)行綜合，進(jìn)一步提高現(xiàn)有程序的功能等。例如學(xué)生第一次實驗內(nèi)容為按鍵控制的各種流水燈，第二次實驗為串口通信，那么在功能擴(kuò)展部分就要求學(xué)生用串口通信來控制流水燈和按鍵監(jiān)測，第三次實驗又學(xué)了液晶顯示，則功能進(jìn)一步擴(kuò)充，要求學(xué)生不僅僅會顯示字符，還要將前兩次實驗的內(nèi)容也整合進(jìn)來。如此一來，隨著實驗的不斷增加，學(xué)生的綜合運(yùn)用能力也在不斷的增強(qiáng)。第三階段要求每個學(xué)生總結(jié)本次實驗情況，實驗老師對實驗進(jìn)行打分，作為實驗成績的評定基礎(chǔ)。這樣就充分調(diào)動了學(xué)生的實驗積極性，取得了良好的實驗效果。

四、總結(jié)

經(jīng)過多年的實踐和不斷優(yōu)化，我系取得了可喜的成果，在歷年的大學(xué)生電子設(shè)計大賽、博創(chuàng)杯嵌入式設(shè)計大賽、齊魯軟件設(shè)計大賽中，每年都會獲得優(yōu)異成績；學(xué)生就業(yè)良好，一直保持需求旺盛的狀態(tài)。用人企業(yè)普遍認(rèn)為我系學(xué)生具有工作上手快、工作積極、適應(yīng)性強(qiáng)、善于動手、學(xué)習(xí)速度快的優(yōu)點，這也充分印證了我系“興趣+實踐”模式的特點。當(dāng)然嵌入式技術(shù)還在不斷發(fā)展，企業(yè)的需求也在不斷變化，何種模式才是最優(yōu)的培養(yǎng)方式，還需繼續(xù)研究與探索。

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篇6

〔關(guān)鍵詞〕信息素養(yǎng)；嵌入式教學(xué)；教學(xué)設(shè)計；教改研究

DOI：10.3969/j.issn.1008-0821.2015.10.027

〔中圖分類號〕G642〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕A〔文章編號〕1008-0821（2015）10-0147-04

Embedded Teaching Research Based on Information Literacy EducationZhang Bilan

（Library，Chongqing Technology and Business University，Chongqing 400067，China）

〔Abstract〕This paper summarized the development of domestic and overseas information literacy education status and trends.On this basis，combined with practical experience in information literacy education，this paper did a detailed research on embedded realization approach of specialized courses，curriculum design，teaching and research，and other incentives，and proposed the establishment of the teaching team and the importance of carrying out educational reform research.Thesis on information literacy embedded analysis and design of teaching，intended to provide reference of information literacy education for university learning，having a good practical significance.

〔Key words〕information literacy；embedded teaching；design of teaching；educational reform research

信息素養(yǎng)培養(yǎng)是當(dāng)今世界各國圖書情報界、教育界關(guān)注的重要課題[1]。發(fā)展至今，構(gòu)建了許多代表性的信息素養(yǎng)教育模式，如Big6信息素養(yǎng)培養(yǎng)模式、館員與教師協(xié)同教學(xué)模式、PBL信息素養(yǎng)培養(yǎng)模式等[1]。近年來，基于信息共享空間、媒介教育、嵌入式教育的信息素養(yǎng)培育研究逐步形成新的研究熱點[2-5]。

國內(nèi)的信息素養(yǎng)教育實踐，多以講座培訓(xùn)、文獻(xiàn)檢索課（或者信息檢索課）的形式，由圖書館作為主體單獨開展教學(xué)，一般為選修課。這種教學(xué)方式，由于學(xué)生來源的學(xué)科多樣性特點，一般只針對共性需求進(jìn)行培訓(xùn)，比較適應(yīng)大學(xué)生信息素養(yǎng)培育的初期教學(xué)。但這種教學(xué)模式，脫離了實際問題環(huán)境，對于想利用信息解決具體專業(yè)問題能力，準(zhǔn)確地獲取、跟蹤學(xué)科信息進(jìn)展的高年級本科生或研究生來說，就呈現(xiàn)很大不足。美國大學(xué)與研究圖書館協(xié)會（ACRL）制定的《高等教育信息素養(yǎng)能力標(biāo)準(zhǔn)》中強(qiáng)調(diào)大學(xué)生信息素養(yǎng)教育與專業(yè)課程整合教育的必要性，認(rèn)為“信息素養(yǎng)培養(yǎng)并非游離于學(xué)科課程之外，而是交織在其內(nèi)容、體系結(jié)構(gòu)與順序安排之中”[6]。要解決傳統(tǒng)信息素養(yǎng)教學(xué)模式的缺陷，增加教師和學(xué)生信息素養(yǎng)教育的主觀能動性和積極性，就需要將信息素養(yǎng)教學(xué)與專業(yè)課教學(xué)相結(jié)合，共同推進(jìn)信息素養(yǎng)培養(yǎng)模式的改革。一種有效的辦法是借鑒國外經(jīng)驗，把信息素養(yǎng)教育嵌入專業(yè)課程教學(xué)活動中，這，也被學(xué)界認(rèn)為是信息素養(yǎng)教育發(fā)展的方向[7]。

1信息素養(yǎng)培育的嵌入式教學(xué)途徑探尋

信息素養(yǎng)嵌入學(xué)科課程教學(xué)，這一教學(xué)模式已經(jīng)得到國內(nèi)外學(xué)者的認(rèn)同，但總體來說研究成果較少，目前實踐和研究的發(fā)起主體多為零散的學(xué)校或個別老師，較少有基于實踐的成熟案例或者嵌入專業(yè)課程的方案出現(xiàn)，因此，探尋信息素養(yǎng)培育的嵌入教學(xué)途徑，無論是對信息素養(yǎng)教育還是對專業(yè)課程的教學(xué)來說，都有其現(xiàn)實指導(dǎo)意義。

綜合現(xiàn)有的研究成果以及筆者的實踐研究，將信息素養(yǎng)對專業(yè)課程的嵌入式教學(xué)分為兩個途徑：嵌入專業(yè)課程的課程教學(xué)、嵌入專業(yè)課程的教改研究。

2015年10月第35卷第10期現(xiàn)？代？情？報Journal of Modern InformationOct，2015Vol35No102015年10月第35卷第10期信息素養(yǎng)教育的嵌入式教學(xué)研究Oct，2015Vol35No1011嵌入專業(yè)課程的課程教學(xué)

111信息素養(yǎng)嵌入專業(yè)課程教學(xué)模式及其本地化

信息素養(yǎng)嵌入專業(yè)課程教學(xué)模式實際上是一種館員―教師的協(xié)同合作教學(xué)模式，按嵌入程度的不同，有學(xué)者將其分為以下形式[7-8]：

（1）學(xué)科服務(wù)模式：這種模式基本上就是一種學(xué)科館員服務(wù)模式，館員根據(jù)學(xué)科教師和學(xué)生需求，提供信息服務(wù)，包括學(xué)科導(dǎo)航、資源推薦、專題講座等。這種模式，教師和學(xué)生處于一種被動服務(wù)模式，館員和服務(wù)主體關(guān)系比較松散。

（2）嵌入教學(xué)模式：館員和教師共同合作，全程參與課程教學(xué)結(jié)構(gòu)和內(nèi)容設(shè)計，將信息素養(yǎng)教育嵌入課程教學(xué)中，提高教學(xué)質(zhì)量。

12嵌入教學(xué)團(tuán)隊的教改研究及實踐

信息素養(yǎng)嵌入專業(yè)課的教學(xué)實踐，不但體現(xiàn)在課堂教學(xué)的實踐中，也體現(xiàn)在課后與教師、學(xué)生的交流和輔導(dǎo)中以及實踐者在教學(xué)實踐過程展開的研究中。館員與教師密切合作，置身于同一研究環(huán)境中，總結(jié)實踐經(jīng)驗和教訓(xùn)、升華理論知識的總結(jié)和拓展，形成有指導(dǎo)和推廣意義的教學(xué)實踐方案和案例。

重慶工商大學(xué)圖書館開展信息素養(yǎng)嵌入式教學(xué)實驗研究已經(jīng)開展6年，從個別學(xué)院的高年級本科生逐漸拓展到研究生群體，區(qū)別于一般本科生的《信息檢索課》，這種嵌入式教學(xué)因課時短，時間安排靈活，針對性強(qiáng)，備受師生好評。目前，主要采取自行預(yù)約方式開展，圖書館主要安排有教學(xué)和研究經(jīng)驗比較豐富的研究館員負(fù)責(zé)，并與學(xué)校相關(guān)專業(yè)教師成立了信息素養(yǎng)教育研究團(tuán)隊，從2009年以來，取得一定的研究成果，并將這些研究成果反饋到教學(xué)中，指導(dǎo)獲得更好的教學(xué)效果。

研究團(tuán)隊一共7人，其中專業(yè)課教師3人。圖書館和3名專業(yè)課教師聯(lián)合開展嵌入教學(xué)的實驗研究，并取得了一定的研究成果。根據(jù)教學(xué)實踐，2009年，申報了重慶工商圖2選題方法與流程詳圖

大學(xué)教改項目《信息素質(zhì)教育嵌入專業(yè)課的實驗研究》、2010年成功申報重慶市教委教改項目《信息素質(zhì)教育嵌入專業(yè)課的實驗研究――以電力拖動自動控制系統(tǒng)為例》；在此團(tuán)隊已經(jīng)成果基礎(chǔ)上，2011年，在此成功申報重慶市教委項目2項、2012年成功申報國家社科基金項目《農(nóng)轉(zhuǎn)城新市民信息素養(yǎng)及促進(jìn)模式研究》、2013年成功申報教育部項目《基于觀點勢場演化的輿情極化預(yù)測模型研究》，并出版信息素養(yǎng)專著1部。

2結(jié)語

信息素養(yǎng)嵌入式教育的開展，不僅需要在課程設(shè)計明確教學(xué)的目的和原則，設(shè)計好教學(xué)內(nèi)容和方案，更為重要的是應(yīng)當(dāng)建立一個教學(xué)研究團(tuán)隊。一個良好的教學(xué)研究團(tuán)隊的形成，對信息素養(yǎng)教育可以起到事半功倍的效果，在豐富的理論研究成果指導(dǎo)下，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法才能更能契合教學(xué)實際、切合學(xué)生需求。這是嵌入式信息素養(yǎng)教學(xué)有效推進(jìn)的關(guān)鍵因素。同時，與代表性專業(yè)課教師教學(xué)和科研的固定教學(xué)研究合作，也能使整個信息素養(yǎng)嵌入式教學(xué)不脫離需求實際，也更能在合作中促進(jìn)交流分享，讓館員在了解師生需求的同時，教師也更加認(rèn)識信息素養(yǎng)對教學(xué)、對學(xué)生職業(yè)可遷移能力培養(yǎng)、對終身學(xué)習(xí)的重要性，從而提高參與的主動性和積極性，共同推進(jìn)信息素養(yǎng)教育的開展。

參考文獻(xiàn)

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[6]王樸.為信息素養(yǎng)而合作――來自美國的啟示[J].大學(xué)圖書館學(xué)報，2005，（1）：84-88.

篇7

【關(guān)鍵詞】專業(yè)建設(shè) 人才培養(yǎng) 課程體系 實踐教學(xué)

【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）09-0212-01

物聯(lián)網(wǎng)是我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，人才需求與缺口巨大。國內(nèi)高校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的開設(shè)時間較短，專業(yè)建設(shè)經(jīng)驗積累較少，急需對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)與教學(xué)體系進(jìn)行研究。我校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)于2011年經(jīng)教育部批準(zhǔn)設(shè)立，由計算機(jī)科學(xué)與軟件學(xué)院負(fù)責(zé)具體專業(yè)建設(shè)與人才培養(yǎng)工作?，F(xiàn)就專業(yè)建設(shè)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行以下闡述。

一、人才培養(yǎng)目標(biāo)

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)前承計算機(jī)、通信與網(wǎng)絡(luò)、電子等傳統(tǒng)信息學(xué)科，銜接移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、智能嵌入式設(shè)備等新興技術(shù)學(xué)科，體現(xiàn)出“學(xué)科復(fù)雜交叉，技術(shù)高度集成，應(yīng)用綜合廣泛”的特征。在充分研究了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)特色和計算機(jī)類學(xué)院開辦該專業(yè)的優(yōu)勢與特色的前提下，將該專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)定位為：培養(yǎng)掌握數(shù)學(xué)等相關(guān)自然科學(xué)基礎(chǔ)知識以及物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、傳感和軟件工程方面的基本理論、基本知識、基本技能和基本方法，具有較強(qiáng)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成與應(yīng)用開發(fā)能力和良好外語運(yùn)用能力，能夠在工業(yè)生產(chǎn)、商貿(mào)流通、民生服務(wù)等領(lǐng)域中從事物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的研發(fā)及物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)分析、設(shè)計、開發(fā)、管理與維護(hù)等工作的高級工程技術(shù)人才。

通過研究與制定物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，逐步發(fā)現(xiàn)并總結(jié)出4個專業(yè)人才培養(yǎng)的基本要求，即知識要求、能力要求、素質(zhì)要求和職業(yè)素養(yǎng)要求。在制定和實施人才培養(yǎng)方案過程中重點圍繞這4個方面進(jìn)行。

1.知識要求

掌握英語、數(shù)學(xué)和計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等方面的基本理論和基本知識，具有扎實的自然科學(xué)基礎(chǔ)、較好的外語綜合能力，掌握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、傳感器技術(shù)、無線通信網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理等的基本知識和基本技能，具有較寬廣的專業(yè)知識面，較強(qiáng)的工作適應(yīng)能力。掌握本專業(yè)所需的計算機(jī)、軟件、通信與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)學(xué)科的基本理論和基本知識，系統(tǒng)地掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域的基本理論、基本知識，掌握物聯(lián)網(wǎng)感知與標(biāo)識的基本理論與技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)；掌握數(shù)據(jù)傳輸與安全技術(shù)；掌握物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的硬件、軟件設(shè)計和開發(fā)知識。

2.能力要求

具備進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的使用、設(shè)計和制造能力，具有典型物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的維護(hù)和管理能力，具備較好的軟件編程能力以及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分析、設(shè)計能力，有從事物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)軟硬件產(chǎn)品的開發(fā)能力，具備在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)及其應(yīng)用方面進(jìn)行設(shè)計、集成與研發(fā)的能力；有獲取最新科學(xué)技術(shù)知識和信息的能力；能夠熟練閱讀英文專業(yè)科技文獻(xiàn)、并運(yùn)用英語進(jìn)行溝通和交流的能力；了解相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，具有一定的國際視野和跨文化的交流、競爭與合作的能力。

3.素質(zhì)要求

了解物聯(lián)網(wǎng)的理論前沿、應(yīng)用前景和最新發(fā)展動態(tài)，具有獲取新知識的基本能力，了解國家科學(xué)技術(shù)政策、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)政策、知識產(chǎn)權(quán)、網(wǎng)絡(luò)安全等方面的法律、法規(guī)，具有高度的社會責(zé)任感，具有全球視野及可持續(xù)發(fā)展理念；具有鍥而不舍、追求真理的精神。

4.職業(yè)素養(yǎng)要求

職業(yè)素養(yǎng)包括：職業(yè)認(rèn)知、職業(yè)道德和職業(yè)規(guī)劃能力。了解從事物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)行業(yè)的技能要求、工作內(nèi)容，行業(yè)規(guī)范和章程，及發(fā)展遠(yuǎn)景等內(nèi)容。職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)和養(yǎng)成，對于學(xué)生本身，行業(yè)和全社會健康和可持續(xù)發(fā)展都有重大的意義。

為實現(xiàn)上述專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的培養(yǎng)模式采取“寬口徑、厚基礎(chǔ)、重實踐”的理念與方式。所謂“寬口徑”是指專業(yè)領(lǐng)域畢業(yè)生既具備服務(wù)管理機(jī)構(gòu)、服務(wù)產(chǎn)業(yè)所需求的知識結(jié)構(gòu)和能力，又能夠勝任相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)的工作?！昂窕A(chǔ)”是指建立公共基礎(chǔ)課、學(xué)科基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、公共選修課、基礎(chǔ)教育平臺的基礎(chǔ)知識結(jié)構(gòu)。“重實踐”體現(xiàn)在增加本專業(yè)學(xué)生的實驗、實習(xí)的時間和機(jī)會，鼓勵動手實踐，理論應(yīng)用于實際，解決企業(yè)和社會的實際問題。

二、專業(yè)課程體系

對物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)體系與層次化認(rèn)知是課程體系建設(shè)的前提和基礎(chǔ)。專業(yè)課程建設(shè)首先研究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系和關(guān)鍵技術(shù)，對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系進(jìn)行層次化建模與分析，按照自底向上方式建立對應(yīng)的層次化認(rèn)知模型，完成物聯(lián)網(wǎng)理論與技術(shù)的層次化漸進(jìn)式的認(rèn)知方案的設(shè)計，建立分階段的認(rèn)知能力評價標(biāo)準(zhǔn)作為認(rèn)知里程碑。抓住能夠體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)特色的專業(yè)核心課和實踐環(huán)節(jié)作為課程體系建設(shè)的突破口，重點建立了分層次的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程群和具備頂層設(shè)計的實踐教學(xué)體系。

我們以《普通高校本科專業(yè)目錄和專業(yè)介紹（2012年）》和教育部高等學(xué)校計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)知識體系與課程體系的規(guī)范為依據(jù)，參照培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)要求，確定了專業(yè)核心課程及主要實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，并根據(jù)課程與實踐內(nèi)容的內(nèi)在邏輯劃分為4個專業(yè)課群組，與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系的各個層次形成對應(yīng)關(guān)系：硬件平臺類課程（感知層）、通信網(wǎng)絡(luò)類課程（網(wǎng)絡(luò)層）、數(shù)據(jù)處理類課程（公共管理層）、應(yīng)用開發(fā)類課程（應(yīng)用層）。各課程群組中的具體課程與實踐環(huán)節(jié)如下：

？S硬件平臺類：微機(jī)原理與接口技術(shù)（45學(xué)時）、傳感器節(jié)點與RFID技術(shù)（45學(xué)時）、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用（45學(xué)時）、物聯(lián)網(wǎng)感知綜合課程設(shè)計、嵌入式系統(tǒng)綜合課程設(shè)計。

？S通信網(wǎng)絡(luò)類：計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（60學(xué)時）、物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)（30學(xué)時）、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)（30學(xué)時）、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與融合（30學(xué)時）應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)程序分析與設(shè)計實習(xí)，物聯(lián)網(wǎng)傳輸綜合課程設(shè)計。

？S數(shù)據(jù)處理類：物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)（45學(xué)時），物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理課程設(shè)計、云計算與云存儲技術(shù)（45學(xué)時）、物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術(shù)（30學(xué)時）、物聯(lián)網(wǎng)安全與管理課程設(shè)計。

？S應(yīng)用開發(fā)類：面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計（45學(xué)時）、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理（45學(xué)時）物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)技術(shù)（45學(xué)時），物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)分析（30學(xué)時）、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計課程設(shè)計、數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)課程設(shè)計、物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用設(shè)計。

篇8

關(guān)鍵詞:創(chuàng)新精神;實踐能力;計算機(jī)專業(yè);硬件課程

隨著我國高等教育改革的不斷深入,高等教育由原來的畢業(yè)教育轉(zhuǎn)向就業(yè)教育,要求畢業(yè)生要有創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)能力,具有一技之長。合格大學(xué)生的標(biāo)準(zhǔn)不再是完成學(xué)校規(guī)定的課程及取得相應(yīng)的成績,就業(yè)成為評價畢業(yè)生優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn),也是評價高校辦學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)[1]。畢業(yè)生就業(yè)工作,直接關(guān)系到高校的生存與發(fā)展。在我國人才培養(yǎng)方面有一種現(xiàn)象值得注意:一方面是大量計算機(jī)專業(yè)的學(xué)生難以找到合適的職位,另一方面卻是相關(guān)用人單位難以找到滿意的人才,其中一個重要的原因是學(xué)生缺乏必要的創(chuàng)新精神和實踐能力[2]。如何提高學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力,一直是計算機(jī)學(xué)科教學(xué)的難點問題。幾年來,我們轉(zhuǎn)變教育觀念,不斷創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,探索出一條培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力的有效途徑。

1現(xiàn)狀分析

從專業(yè)的角度,計算機(jī)類專業(yè)學(xué)生具備的創(chuàng)新能力應(yīng)該從計算機(jī)軟、硬件兩個方面體現(xiàn)。我們以培養(yǎng)學(xué)生在硬件方面的創(chuàng)新能力出發(fā),推進(jìn)在計算機(jī)硬件環(huán)節(jié)方面的教育,從課程群設(shè)置、教學(xué)大綱、實驗設(shè)置、課程設(shè)計設(shè)置、畢業(yè)設(shè)計訓(xùn)練等方面,構(gòu)建硬件類課程教學(xué)與實踐體系等,著力培養(yǎng)學(xué)生獨立思考問題的能力和創(chuàng)新意識,提高學(xué)生的實踐能力。

經(jīng)過2004年教學(xué)評估過程以及近幾年的質(zhì)量工

程實施,我校在相關(guān)專業(yè)都增加了綜合設(shè)計型實驗項目,從教學(xué)大綱、實驗內(nèi)容上都有所體現(xiàn),但是實際的執(zhí)行情況并不樂觀,部分綜合設(shè)計型實驗從實驗項目確定、實驗內(nèi)容以及實驗的開放模式等,還不能成為真正的創(chuàng)新型實驗。以計算機(jī)組成原理實驗室提供的綜合設(shè)計型實驗項目為例,實驗室開出了時序邏輯電路分析與設(shè)計、存儲器設(shè)計、運(yùn)算器設(shè)計、總線設(shè)計等綜合設(shè)計型實驗項目,但是從實驗效果來看,并不十分令人滿意。其中的原因是多方面的,一是實驗內(nèi)容本身的問題。從學(xué)生的角度,實驗內(nèi)容本身的可實施性較差,學(xué)生學(xué)到的知識與綜合設(shè)計型實驗的內(nèi)容存在較大的差距,有些實驗雖然是綜合設(shè)計型的,但到學(xué)生真正操作階段,難于下手,實驗起不到預(yù)想的效果;其二,實驗室的管理模式,實驗人員的配備不能滿足綜合設(shè)計型實驗的正常高水平開出。實驗室雖然列出了綜合設(shè)計型實驗項目,但是這些實驗項目大多是從公司引進(jìn)的裝置,對實驗項目內(nèi)容的開發(fā)有待進(jìn)一步深化。

針對上述存在的問題,我們從計算機(jī)硬件類課程的角度,建立一套培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的教學(xué)及實驗系統(tǒng),包括培養(yǎng)方案中的課程設(shè)置,課程實施機(jī)制,從實驗項目的確定、開發(fā),到實驗項目實施過程中的管理,提出一系列具體的管理辦法和措施,以期做好計算機(jī)專業(yè)硬件類實踐性課程綜合設(shè)計型實驗的管理模式,為創(chuàng)新型實驗提供一種可以借鑒的模式。

作者簡介:馬禮(1968-),男,教授,博士,研究方向為分布式系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng);張永梅(1967-),女,教授,博士,研究方向為人工智能、圖像處理;宋麗華(1979-),女,講師,博士,研究方向為嵌入式系統(tǒng)。

2具體做法

結(jié)合目前的狀況和實驗條件,通過調(diào)研、分析和比較等研究,從以下幾個方面作了一些工作。

2.1研究課程設(shè)置與修課序列

以計算機(jī)硬件類課程群相關(guān)課程為依托,通過與國內(nèi)兄弟院校溝通、交流,建立了更趨合理的硬件課程群設(shè)置方案。從課程群的內(nèi)涵出發(fā),以培養(yǎng)學(xué)生獨立思考問題和創(chuàng)新意識為出發(fā)點,設(shè)置相應(yīng)的課程并調(diào)整為合理的先后修課程順序。針對計算機(jī)專業(yè)的特點,結(jié)合當(dāng)前課時數(shù)相對緊張的實際情況,將“數(shù)字邏輯電路”、“計算機(jī)組成原理”、“匯編語言程序設(shè)計”、“計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”、“接口技術(shù)”、“嵌入式系統(tǒng)”等幾門課程的實踐環(huán)節(jié)合理有機(jī)結(jié)合,深入探究課程之間的邏輯關(guān)系,設(shè)置循序漸進(jìn)的教學(xué)內(nèi)容和實驗,通過“驗證型―設(shè)計型―綜合型”實驗環(huán)節(jié),為學(xué)生學(xué)好硬件類課程奠定一個良好的基礎(chǔ)。

對于“數(shù)字邏輯電路”課程,受總學(xué)時和課程實際需求關(guān)系制約,我們認(rèn)為以滿足后續(xù)課程學(xué)習(xí)夠用為止,安排并講述數(shù)字電路的核心基礎(chǔ)部分,并在集成電路特性方面重點加強(qiáng),目的是讓學(xué)生能夠應(yīng)用集成電路芯片完成硬件電路的初步設(shè)計。

“計算機(jī)組成原理”是計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)及相關(guān)專業(yè)的核心硬件類專業(yè)基礎(chǔ)課程,需要“數(shù)字邏輯電路”、“計算機(jī)導(dǎo)論”、“程序設(shè)計”等先修課程支持。該課程是學(xué)生接觸計算機(jī)硬件核心的第一門主干課程,以講述通用計算機(jī)原理為重點,包括計算機(jī)硬件各主要組成部分的組成原理,實現(xiàn)方法等。多年來的教學(xué)實踐和交流溝通,學(xué)生們普遍認(rèn)為“計算機(jī)組成原理”是較為抽象和難于掌握的課程之一。我們從課程的內(nèi)容入手,結(jié)合計算機(jī)發(fā)展的現(xiàn)狀,進(jìn)行分析認(rèn)為:“計算機(jī)組成原理”之所以學(xué)起來困難,主要原因就是課程內(nèi)容比較抽象,講述的都是實實在在的計算機(jī)原理,但學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中卻根本無法進(jìn)行具體的操作實踐。例如,計算機(jī)組成原理中最為核心和重要的知識點是“控制器內(nèi)部組成原理”,同學(xué)們接觸到PC機(jī)時,往往看不到,摸不著其心臟。學(xué)起來就很枯燥,不易掌握。針對這種情況,我們嘗試在“計算機(jī)組成原理”課程中將功能部件的實現(xiàn)部分加強(qiáng),

具體的做法就是通過采用VHDL(超高速硬件描述語言)描述功能部件,將功能具體化到FPGA(現(xiàn)場可編程邏輯陣列)電路中,學(xué)生在掌握各功能部件基本原理的基礎(chǔ)上,通過具體的實驗設(shè)計完成控制單元的設(shè)計,并調(diào)試通過。這樣就把抽象的概念和內(nèi)容具體化,學(xué)生就容易接受,從而也就容易掌握。

在完成課內(nèi)實驗的基礎(chǔ)上,專門設(shè)置了依托“計算機(jī)組成原理”的硬件課程設(shè)計。利用VHDL技術(shù)和FPGA技術(shù),將組成原理的各功能部件進(jìn)一步綜合和具體化,從而為后續(xù)課程的深入學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

在“計算機(jī)組成原理”學(xué)習(xí)完成之后,設(shè)置并逐步學(xué)習(xí)“匯編語言”、“接口技術(shù)”、“嵌入式系統(tǒng)”等課程,并逐漸接觸并學(xué)習(xí)具體的應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計,完成從理論到實踐的系統(tǒng)訓(xùn)練。為學(xué)生參加電子設(shè)計競賽和科技活動提供良好的基礎(chǔ)訓(xùn)練,為學(xué)習(xí)計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)奠定良好基礎(chǔ)。

2.2界定課程內(nèi)容

計算機(jī)硬件系列課程教學(xué)內(nèi)容多,技術(shù)發(fā)展快,而各課程學(xué)時數(shù)緊張。硬件類相關(guān)課程在課程內(nèi)容上存在著一定的相互交叉和依賴關(guān)系[2],單純考慮某一門課程,從課程的系統(tǒng)性角度,往往力求知識點完備,但結(jié)合多門課程綜合考慮,課程之間又具有內(nèi)容重復(fù)設(shè)置的實際。在這一課程群中,我們認(rèn)真研究課程的內(nèi)涵,合理確立各門課程的授課內(nèi)容,構(gòu)建知識內(nèi)容前后銜接、實驗環(huán)節(jié)密切配合的一體化教學(xué)與實驗體系,寫出合格的教學(xué)大綱,為教學(xué)實施提供具體合理的依據(jù)。硬件課程群各門課程的內(nèi)容界定以基礎(chǔ)知識在某門課程中體現(xiàn)即可,避免在多門課程中重復(fù)出現(xiàn)相同的內(nèi)容,從而對課程內(nèi)容進(jìn)行精煉。通過整合,我們將“數(shù)字邏輯”、“計算機(jī)組成原理”、“匯編語言”、“接口技術(shù)”、“嵌入式技術(shù)”等課程的內(nèi)容進(jìn)行了界定,具體如下。

(1) “數(shù)字邏輯”主要講述數(shù)字邏輯的基礎(chǔ)門電路、邏輯表達(dá)式與化簡、編碼器/譯碼器、組合邏輯電路、時序邏輯電路、集成電路基礎(chǔ)等內(nèi)容。

(2) “計算機(jī)組成原理”主要講述通用計算機(jī)主要組成部分的組成原理。講述數(shù)據(jù)表示與編碼,運(yùn)算方法與運(yùn)算器實現(xiàn),一般意義上的指令系統(tǒng)及其設(shè)計方法,控制單元構(gòu)成原理與實現(xiàn),存儲器基本原理與存儲器構(gòu)成、存儲系統(tǒng)的構(gòu)成,輸入輸出部件與輸入輸出系統(tǒng),總線系統(tǒng)等。特別指出,數(shù)據(jù)表示中的各種進(jìn)制數(shù)表示與相互轉(zhuǎn)化,由于已經(jīng)在計算機(jī)導(dǎo)論等課程中已經(jīng)講過,在本課程中不講,但是要求學(xué)生熟練掌握。只提示,不深入講述。

(3) “匯編語言”主要講述Intel x86系列CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與寄存器組織、尋址方式、指令系統(tǒng)、匯編語言的語句格式、匯編語言程序設(shè)計方法與技巧等。本課程中不講二進(jìn)制數(shù)及其各種編碼。

(4) “接口技術(shù)”以Intel x86系列CPU為原型機(jī)核心,講述處理器與存儲器、與IO設(shè)備之間的接口方法,具體存儲器的擴(kuò)展、地址分配等,IO端口及編程方法,串行接口與并行接口,A/D與D/A接口等內(nèi)容。學(xué)生通過學(xué)習(xí)掌握基本的接口實現(xiàn)方法。

(5) “嵌入式系統(tǒng)”從應(yīng)用角度出發(fā),直接結(jié)合目前廣泛使用的嵌入式系統(tǒng),講述一般的組成原理,以一種具體的嵌入式系統(tǒng)為例,從其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)定制、驅(qū)動程序編寫、具體的IO接口等部分,實現(xiàn)具體應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)。

2.3研究創(chuàng)新實驗項目

硬件類課程的后續(xù)知識點,可以有很多具體實用的項目。為提高學(xué)生創(chuàng)新實踐能力提供保障,我院聘請相關(guān)教師作為創(chuàng)新能力培養(yǎng)的指導(dǎo)教師。有針對性地建立適當(dāng)?shù)墓芾砗图顧C(jī)制,以支持實踐教學(xué)指導(dǎo)教師持續(xù)有效地實施實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。在實驗項目的制定上,充分考慮學(xué)生的需求。通過學(xué)生參與提出實驗項目,教師深入研究設(shè)置有意義的、實用的、學(xué)生感興趣的實驗項目,通過這些項目逐漸培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。

開始時,實驗項目主要由教師根據(jù)實驗條件和技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r提供,在學(xué)生熟悉實驗環(huán)境后,根據(jù)自己的興趣提出實驗項目,與實驗室協(xié)商配套,完成實驗。這種方式,可以啟發(fā)學(xué)生積極思維、主動解決問題,最終形成完整的思路和方法。同時,增強(qiáng)學(xué)生的責(zé)任感和成就感,為創(chuàng)新人才的培養(yǎng)提供了新思路。

2.4研究實踐環(huán)節(jié)的模式

建立一套適合管理綜合設(shè)計型、創(chuàng)新型實驗項目的管理辦法,為實施創(chuàng)新型實驗提供制度上的保證。實踐環(huán)節(jié)從“課內(nèi)實驗―單獨實驗課―畢業(yè)設(shè)計”三個環(huán)節(jié)貫穿實踐教育的各個環(huán)節(jié),從第4～5學(xué)期開始,逐漸將實踐環(huán)節(jié)滲透到教學(xué)過程中,從“驗證型

實驗―設(shè)計型實驗―綜合創(chuàng)新型實驗”三個層次,循序漸進(jìn)地設(shè)置實驗項目,鍛煉學(xué)生的實際動手能力。

(1) 基礎(chǔ)驗證型實驗:依托課程,完成課內(nèi)的基本實驗,以演示、驗證實驗為主。通過這些實驗使學(xué)生建立起基本的科學(xué)研究和創(chuàng)新理念。

(2) 設(shè)計提高性實驗:通過課內(nèi)綜合設(shè)計型實驗、課程設(shè)計、大型實驗周等環(huán)節(jié),以設(shè)計型、綜合型實驗為主,培養(yǎng)學(xué)生對依托課程進(jìn)一步深入理解,熟練掌握課程核心理論,訓(xùn)練綜合應(yīng)用課程知識的技能,具備獨立思考和解決問題的基本能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。通過該層次的培養(yǎng),使學(xué)生具備獨立思考問題的能力,具備初步的創(chuàng)新意識。

(3) 綜合創(chuàng)新型實驗:第三層次的實驗結(jié)合課程群,綜合運(yùn)用相互關(guān)聯(lián)的幾門課程內(nèi)容,獨立完成具有具體應(yīng)用背景和一定難度的實驗內(nèi)容,為學(xué)生提供一些與科研項目緊密結(jié)合的題目,項目可以滲透到課外和畢業(yè)設(shè)計過程中,使學(xué)生在具體項目的設(shè)計中,參加實際的科研過程,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力。

在實踐環(huán)節(jié)的具體安排上,結(jié)合課程,以課內(nèi)實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計的形式具體體現(xiàn)到教學(xué)過程的各個環(huán)節(jié)。在經(jīng)過這一系列環(huán)節(jié)的綜合訓(xùn)練之后,通過參加各級電子設(shè)計競賽等形式,將學(xué)習(xí)到的能力具體運(yùn)用,增強(qiáng)學(xué)生的成就感,從而達(dá)到培養(yǎng)初步的創(chuàng)新意識和能力。

2.5綜合、客觀地評價學(xué)生的創(chuàng)新能力

一個學(xué)生的創(chuàng)新能力體現(xiàn)在許多方面,在對學(xué)生評價時,僅考察少數(shù)幾個方面是難以做到公平公正的[3]。針對大學(xué)生創(chuàng)新能力的評價無法進(jìn)行量化,而且存在大量的人為因素這種情況,我們給出了各種創(chuàng)新因素,以及各個因素的重要程度,開發(fā)了大學(xué)生創(chuàng)新能力評價系統(tǒng)。建立學(xué)生創(chuàng)新能力的評價體系,確立評價模型,利用模糊數(shù)學(xué)將定性指標(biāo)定量化,設(shè)計了多級綜合加權(quán)評價算法,從評價因素中提取大量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計、存儲、計算,并給出了考核分?jǐn)?shù)進(jìn)行量化,采用定性與定量相結(jié)合的方式準(zhǔn)確地評價學(xué)生的創(chuàng)新能力,有效地減少人為因素的干擾。并對比分析改革前后學(xué)生的創(chuàng)新能力,以調(diào)整改革中出現(xiàn)的弊端。

3結(jié)語

在全面推進(jìn)大學(xué)生素質(zhì)教育的過程中,高等學(xué)校的本科教育必須強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實際動手能力和創(chuàng)新精神[4]。實踐性課程的加強(qiáng)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)在質(zhì)量工程

中必將起到十分重要的作用。本文對培養(yǎng)計算機(jī)類專業(yè)學(xué)生硬件方向創(chuàng)新能力進(jìn)行了探討,希望能夠更好地對本科生進(jìn)行培養(yǎng),從而更好地滿足國家和社會的需要。本研究得到北方工業(yè)大學(xué)2009年教育教學(xué)改革項目資助,在此表示感謝!

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Research and Practice on Innovation Ability Training in Hardware of Computer Major Students

MA Li, ZHANG Yong-mei, SONG Li-hua

(College of Information Engineering, North China University of Technology, Beijing 100144, China)

篇9

論文關(guān)鍵詞：智能儀器；教學(xué)實踐；教學(xué)改革

《智能儀器設(shè)計》是為測控技術(shù)與儀器專業(yè)本科生開設(shè)的一門專業(yè)必修課，主要講授智能儀器的開發(fā)、設(shè)計方面的專業(yè)知識，是儀器儀表應(yīng)用、開發(fā)、生產(chǎn)單位及科研院所技術(shù)人員必備的專業(yè)知識。使學(xué)生了解、掌握智能儀表設(shè)計的原理和方法，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際、獨立分析解決實際問題的能力。該課程是一門融合多項新技術(shù)且對實踐性要求很高的核心課程。教學(xué)內(nèi)容分為課堂教學(xué)、課內(nèi)實驗及課程設(shè)計三部分。課堂教學(xué)與實踐環(huán)節(jié)緊密結(jié)合，并與之前進(jìn)行的微機(jī)原理、單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)等教學(xué)內(nèi)容相互銜接，對該課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深化、延伸、補(bǔ)充，使學(xué)生加深對所學(xué)理論知識的理解，達(dá)到對教學(xué)內(nèi)容的熟練掌握。通過本課程的學(xué)習(xí)和實踐，可有效地提高學(xué)生的動手能力，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。學(xué)生從課堂教學(xué)中學(xué)到的設(shè)計方法可以在實踐環(huán)節(jié)中加以檢驗和提高。從理論教學(xué)、設(shè)計題目任務(wù)的分析、方案設(shè)計、硬件設(shè)計及實現(xiàn)、編程環(huán)境的掌握、軟件設(shè)計直到調(diào)試運(yùn)行，形成一個重實踐類課程教學(xué)體系。通過該課程的教學(xué)和實踐，既提高了學(xué)生的創(chuàng)新意識，又為畢業(yè)設(shè)計奠定了堅實的基礎(chǔ)。為不斷提高課程的教學(xué)質(zhì)量，我們在教學(xué)研究與實踐中，不斷總結(jié)經(jīng)驗，在課堂教學(xué)、實驗、課程設(shè)計及成績考核等具體環(huán)節(jié)中采取了一些有效措施，取得了較好的效果。

一、課堂教學(xué)內(nèi)容體系及教學(xué)方法改革

課堂教學(xué)內(nèi)容與先修課程微機(jī)原理、單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)相銜接，主要講授：數(shù)據(jù)采集技術(shù)、模擬量與控制信號輸出技術(shù)、人機(jī)接口技術(shù)、通信接口技術(shù)、數(shù)字濾波方法、誤差校正和量程自動切換等數(shù)據(jù)處理算法、智能儀器的軟件結(jié)構(gòu)及程序設(shè)計方法、儀器自檢與抗干擾技術(shù)及其他常用的提高儀器儀表可靠性的硬軟件設(shè)計方法等。

1.以應(yīng)用為主線結(jié)合大作業(yè)組織教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)過程中，為強(qiáng)調(diào)儀器儀表的整體概念，以大作業(yè)形式給出若干儀表設(shè)計的實際案例，結(jié)合課堂教學(xué)的不同階段，分模塊設(shè)計完成。大作業(yè)包括：自動供水系統(tǒng)設(shè)計、多路溫度采集系統(tǒng)設(shè)計、電參數(shù)測量儀表設(shè)計等。以電參數(shù)綜合測量儀為例，首先明確測量儀的功能和技術(shù)指標(biāo)，由此得到測量儀的整體構(gòu)成框圖，設(shè)計則結(jié)合授課章節(jié)分階段完成，電參數(shù)綜合測量儀可分為：信號調(diào)理部分、多路A/D采樣、人機(jī)接口、通信接口、數(shù)字濾波、標(biāo)度變換與數(shù)據(jù)計算處理、量程自動切換、抗干擾技術(shù)等。每個模塊均有多種設(shè)計方案或算法可供選擇，教學(xué)中對學(xué)生完成的幾種典型方案或算法進(jìn)行分析，比較其優(yōu)缺點及設(shè)計方案的合理性，使學(xué)生能從工程化的角度理解和掌握課堂講授的理論和設(shè)計方法。這樣，既可使學(xué)生掌握每個環(huán)節(jié)的設(shè)計方法，也使其了解一個實際工程化的儀器儀表功能要求的多樣性和實現(xiàn)的復(fù)雜性。

2.強(qiáng)化儀器儀表智能化及相關(guān)新技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容。課堂教學(xué)中，除介紹智能儀器可以自動選擇量程、自動存儲測量結(jié)果、顯示/打印、自校準(zhǔn)、自診斷等初級智能外，加強(qiáng)了具有更高層次智能水平儀器方面的知識，如：分析、判斷、推理、學(xué)習(xí)等在智能儀器中的實現(xiàn)。同時，將模糊數(shù)學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等方面的知識引入到智能儀器設(shè)計。結(jié)合火電廠的一些控制設(shè)備，介紹智能控制方面知識的應(yīng)用，如：模糊控制、專家控制、自適應(yīng)控制等。智能儀器的發(fā)展與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)密切相關(guān)，因此教學(xué)中也應(yīng)關(guān)注與儀器儀表有關(guān)的新理論和新技術(shù)及其發(fā)展動向。包括現(xiàn)代傳感技術(shù)、新型元器件及智能芯片、可編程器件、網(wǎng)絡(luò)及通信技術(shù)等。如通信部分，除介紹常規(guī)的RS232/422/485、GP-IB通信接口外，還介紹USB通用串行總線、以太網(wǎng)接口技術(shù)、現(xiàn)場總線（CAN、HART、Profi_bus等）、藍(lán)牙接口技術(shù)等內(nèi)容，利用Internet、GSM/GPRS等公共網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)儀器儀表數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸方法。微處理器芯片部分除介紹單片機(jī)外，也講解DSP、ARM、SoC等作為嵌入式CPU用于智能儀器的設(shè)計方法。另外，結(jié)合火電廠熱工參數(shù)的測量，介紹軟測量技術(shù)等新的測量方法及其應(yīng)用。

3.課內(nèi)設(shè)計型、綜合型實驗教學(xué)內(nèi)容。課內(nèi)實驗設(shè)置要注意兩個方面的問題，一是學(xué)時少，二是要避免實驗內(nèi)容與先修課程重復(fù)。因此我們將課內(nèi)實驗與大作業(yè)相結(jié)合，如要求設(shè)計一個配用熱電偶的溫度測量智能儀表，對毫伏級電壓信號進(jìn)行定時采集，設(shè)計信號調(diào)理、多通道采集、人機(jī)接口等硬件電路，并綜合運(yùn)用數(shù)字濾波、非線性特性線性化、零點及量程自動校正、標(biāo)度變換等技術(shù)，實時計算顯示出溫度測量值。將其中更有助于智能儀器概念理解部分中的硬、軟件由學(xué)生設(shè)計實現(xiàn)方案，自主選擇芯片，用Protel畫出硬件部分原理圖，軟件部分用Visio畫出程序流程圖。將設(shè)計方案與智能儀器實驗箱及實訓(xùn)模塊所采用的方案相比較，分析自己設(shè)計方案存在的問題及優(yōu)缺點，并進(jìn)行改進(jìn)。最后用匯編或C51編寫程序，并利用實驗學(xué)時在實驗裝置上進(jìn)行調(diào)試。實驗報告內(nèi)容包括設(shè)計方案說明、硬件原理圖、軟件流程圖及主要程序清單。

二、課程設(shè)計實踐教學(xué)內(nèi)容組織及改革

1.課程設(shè)計內(nèi)容。本課程設(shè)計學(xué)生要利用單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)、實訓(xùn)擴(kuò)展模塊及所需的芯片和元器件完成一項設(shè)計任務(wù)，也可以利用虛擬儀器實驗平臺設(shè)計開發(fā)智能儀器或結(jié)合大學(xué)生科技創(chuàng)新項目、參加教師科研工作選擇設(shè)計題目。為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，并考慮到學(xué)生個體之間的差異，總結(jié)多年實踐教學(xué)中的經(jīng)驗，我們在以下幾個方面對設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行了改革：設(shè)計題目的形式：《智能儀器設(shè)計》課程設(shè)計所涉及的內(nèi)容包括測控技術(shù)與儀器專業(yè)主要的專業(yè)課和專業(yè)基礎(chǔ)課，如：智能儀器設(shè)計、單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)、微機(jī)原理、測量儀表、數(shù)字信號處理、電路、電子技術(shù)基礎(chǔ)等。為了提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識分析問題和解決問題的能力，在題目形式的選擇上，我們重點突出了設(shè)計內(nèi)容的綜合性、完成設(shè)計任務(wù)時方法的靈活性和創(chuàng)造性。給出的設(shè)計題目大部分包括：信號調(diào)理電路的設(shè)計、輸入/輸出通道的設(shè)計和軟件設(shè)計，并且要在實驗裝置的基礎(chǔ)上由學(xué)生自己動手實現(xiàn)信號調(diào)理電路，完成硬、軟件功能的調(diào)試。鑒于虛擬儀器技術(shù)的發(fā)展，并相應(yīng)開設(shè)了選修課，設(shè)計題目中增加了利用虛擬儀器實驗平臺設(shè)計開發(fā)智能儀器的內(nèi)容，學(xué)生可以利用LabVIEW軟件及相應(yīng)信號調(diào)理、數(shù)據(jù)采集模塊來完成，如：環(huán)境參數(shù)檢測、振動信號分析、無損檢測、距離與位移檢測、環(huán)形輸送線檢測與控制、電參數(shù)綜合檢測及質(zhì)量分析等設(shè)計任務(wù)。設(shè)計題目的難易程度：為了使不同的學(xué)生均得到一次完整的鍛煉機(jī)會，在題目的難易程度的選擇上，我們將題目分成了難、中、易三類。難題是指涉及內(nèi)容多、綜合性強(qiáng)的設(shè)計題目，如：設(shè)計中包括信號調(diào)理電路的設(shè)計、A/D通道設(shè)計、數(shù)字濾波、非線性特性線性化、標(biāo)度變換、人機(jī)接口設(shè)計等。設(shè)計題目中多數(shù)是中等難度的題，如在上述內(nèi)容中去掉數(shù)字濾波或非線性特性線性化等要求。設(shè)計題目中也有少量較容易做的題，這類題在內(nèi)容上只是完成了智能儀表的某一部分功能，如：鍵盤/顯示設(shè)計、時鐘設(shè)計、數(shù)字I/O等。這樣，學(xué)習(xí)成績較落后的同學(xué)可以做相對容易、功能固定的設(shè)計題目，而成績較好且動手能力強(qiáng)的同學(xué)可以做難度高、功能靈活且具有創(chuàng)造性的題目，盡可能發(fā)揮每個學(xué)生的主動性，使各種學(xué)生都能得到最大的鍛煉，達(dá)到最好的教學(xué)效果。設(shè)計完成的最終結(jié)果：課程設(shè)計不僅要求學(xué)生按照選定的題目完成設(shè)計任務(wù)，而且要包括對開發(fā)系統(tǒng)、實驗系統(tǒng)及編程語言的掌握。設(shè)計方案既要考慮功能的實現(xiàn)、實現(xiàn)方法、結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、選用元器件的合理性、運(yùn)行結(jié)果的正確性，也要考慮測量的準(zhǔn)確度、可靠性、可移植性及參數(shù)調(diào)整的方便程度。如：題目中需要設(shè)計電流/電壓轉(zhuǎn)換電路，設(shè)計方案有直接采用標(biāo)準(zhǔn)電阻、采用運(yùn)算放大器的簡單電路及考慮調(diào)零調(diào)量程的實用電路等。設(shè)計方案直接反映了學(xué)生對所學(xué)知識的綜合應(yīng)用能力。最終完成的課程設(shè)計報告應(yīng)包括總體方案、軟硬件功能分配、硬件原理圖、軟件流程圖、調(diào)試結(jié)果結(jié)論，并附程序源代碼。報告的書寫可以培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)和論述能力，為以后的工作和學(xué)習(xí)打下一定的基礎(chǔ)。

2.輔導(dǎo)方式。指導(dǎo)教師給出若干設(shè)計題目后，由學(xué)生自主選擇，受實驗設(shè)備數(shù)量的限制，一般需2名同學(xué)共用一套設(shè)備。指導(dǎo)教師在布置設(shè)計任務(wù)時，主要介紹應(yīng)完成的功能和要求，而實現(xiàn)方法可以有多種，由學(xué)生自己選擇。對學(xué)生的指導(dǎo)也以提示性為主，鼓勵學(xué)生自己查閱有關(guān)資料，結(jié)合已學(xué)知識分析給定的設(shè)計任務(wù)，并最終完成課程設(shè)計。仍以前面提到的電流/電壓轉(zhuǎn)換電路為例，一部分同學(xué)開始想到的是電子技術(shù)基礎(chǔ)中學(xué)過的簡單的放大電路，沒有與測量儀表或智能儀表中學(xué)過的知識結(jié)合，針對這種情況，指導(dǎo)教師提示同學(xué)測量電路應(yīng)具有調(diào)零及調(diào)量程的功能來引導(dǎo)同學(xué)查閱資料設(shè)計出合適的電路。

三、考核方法改革

篇10

關(guān)鍵詞：課程設(shè)計；創(chuàng)新意識；考核機(jī)制

作者簡介：馮濟(jì)琴（1973-），女，四川雅安人，重慶理工大學(xué)電子信息與自動化學(xué)院，副教授；魯進(jìn)（1980-），女，重慶人，重慶理工大學(xué)電子信息與自動化學(xué)院，講師。（重慶 400054）

基金項目：本文系重慶理工大學(xué)2011年高等教育項目“測控技術(shù)與儀器專業(yè)課程設(shè)計模式改革研究”（項目編號：11002）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）22-0121-02

課程設(shè)計是一個通過把所學(xué)知識和技能綜合運(yùn)用，最后實現(xiàn)課程目標(biāo)的過程，它是本科教學(xué)的一個重要實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。課程設(shè)計水平不僅能夠反映課程理論研究的成果，更是制約教育、教學(xué)質(zhì)量的一個重要因素。有計劃的、高質(zhì)量的課程設(shè)計培養(yǎng)，不僅有利于學(xué)生對基礎(chǔ)理論課程的深入理解，提高學(xué)生的動手能力，也有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力，提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量，使學(xué)生了解畢業(yè)后的就業(yè)方向，為其走向工作崗位做好前期鋪墊。因此，實施好課程設(shè)計環(huán)節(jié)，提高課程設(shè)計的教學(xué)質(zhì)量對學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)能力培養(yǎng)起著決定性作用，因此對課程設(shè)計教學(xué)也提出了巨大挑戰(zhàn)。

一、教學(xué)現(xiàn)狀

重慶理工大學(xué)測控技術(shù)與儀器專業(yè)的課程設(shè)計種類較多，包括已經(jīng)存在的測控電路及裝置課程設(shè)計、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用課程設(shè)計、測控系統(tǒng)課程設(shè)計及精密機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計，各課程設(shè)計也都有自己的培養(yǎng)目標(biāo)和實踐內(nèi)容，旨在培養(yǎng)學(xué)生實際實踐能力。近年來筆者一直參與多門課程設(shè)計的指導(dǎo)工作，通過各種方式與學(xué)生交流，認(rèn)為目前測控技術(shù)與儀器專業(yè)課程設(shè)計還存在以下問題：

1.選題內(nèi)容單一

目前測控技術(shù)與儀器專業(yè)許多課程的教學(xué)計劃延續(xù)多年，其課程設(shè)計內(nèi)容也比較規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。課程設(shè)計每一年的內(nèi)容和方法更新較少，指導(dǎo)教師也是同一個或同一批人，導(dǎo)致每一屆學(xué)生的設(shè)計理念都相差無幾，限制了學(xué)生的設(shè)計思維。另外，由于課程設(shè)計是對理論知識的鞏固，所給出的選題大部分是依據(jù)教材理論知識設(shè)計的，題目內(nèi)容單一陳舊，學(xué)生不感興趣。

2.學(xué)生創(chuàng)新意識無法得到培養(yǎng)

傳統(tǒng)的課程設(shè)計重點放在“進(jìn)一步鞏固和加深所學(xué)理論知識”上，設(shè)計題目往往是多年不變的舊課題，對學(xué)生實踐能力的提高沒有多大的作用。教師在指導(dǎo)過程中，又無形地把自己的設(shè)計理念和思路傳遞給學(xué)生，學(xué)生在設(shè)計中只需按題目中給定的數(shù)據(jù)、方案及規(guī)定的設(shè)計方法完成一定的工作量即可，整個設(shè)計過程中缺乏方案構(gòu)思等設(shè)計能力的訓(xùn)練，使學(xué)生的思維限定在固定模式中，主觀能動性不能得到充分的調(diào)動和發(fā)揮，學(xué)生的創(chuàng)新意識也就無法得到培養(yǎng)。

3.缺乏健全的課程設(shè)計考核機(jī)制

指導(dǎo)課程設(shè)計需要一定的管理措施，其中最重要的是健全考核機(jī)制。如果課程設(shè)計沒有嚴(yán)格的要求和健全的考核手段，有些學(xué)生就很難全身心地投入到課程設(shè)計中。同時，有些課程設(shè)計需要先修的課程較多，因此只能安排在比較靠后的學(xué)期。例如測控系統(tǒng)課程設(shè)計一般安排在大四上學(xué)期，而該學(xué)期學(xué)生又忙于找工作或者考研，因此部分學(xué)生的心思不能完全放在課程設(shè)計上，這時如果又缺乏考核機(jī)制，那么就更不能約束學(xué)生。此外，雖然大多數(shù)學(xué)生對課程設(shè)計較為重視，但也有部分學(xué)生對課程設(shè)計的重要性認(rèn)識不夠，態(tài)度不夠端正，平時不認(rèn)真，最后抄襲別人的設(shè)計資料“交差”，這樣勢必難以達(dá)到課程設(shè)計最初預(yù)想的設(shè)計目的。

由此可見，只有對測控技術(shù)與儀器課程設(shè)計從多方面進(jìn)行模式改革和實踐探索，才能從根本上提高課程設(shè)計質(zhì)量，讓學(xué)生真正了解所學(xué)專業(yè)內(nèi)容，同時提高其設(shè)計理念和創(chuàng)新能力。

二、教學(xué)改革與實踐

針對以上問題，重慶理工大學(xué)測控技術(shù)與儀器在課程設(shè)計中進(jìn)行了改革與實踐。

1.課程設(shè)計內(nèi)容

為了激發(fā)學(xué)生的興趣，使課程設(shè)計能達(dá)到一個良好的效果，從以下幾個方面入手予以解決。首先，為了更好地讓學(xué)生了解自己所學(xué)的專業(yè)方向，同時為學(xué)生建立一條從學(xué)校到企業(yè)的連接橋梁，對測控技術(shù)與儀器專業(yè)的學(xué)生來說，其課程設(shè)計選題盡量貼近企業(yè)項目，甚至可以直接從企業(yè)中選題。其次，課程設(shè)計題目一般兩年或三年一換。為了讓學(xué)生更好地了解目前本學(xué)科的發(fā)展現(xiàn)狀，課程設(shè)計應(yīng)選擇具有代表性的前沿課題，并盡量選擇綜合性強(qiáng)的設(shè)計題目。最后，考慮到學(xué)生的現(xiàn)狀，課程設(shè)計題目應(yīng)難易適中，適合不同層次的學(xué)生，甚至可以讓學(xué)生自擬題目，通過指導(dǎo)教師審批即可選擇自己感興趣的內(nèi)容作為課程設(shè)計題目。課程設(shè)計題目的總量應(yīng)小于學(xué)生人數(shù)，通常由3到5位學(xué)生一組[1]共同完成一個課程設(shè)計。

通過選擇前沿和貼近企業(yè)項目的選題，學(xué)生都比較感興趣，充分調(diào)動了他們的積極性，學(xué)生在以后的具體設(shè)計過程中充滿熱情和動力。

2.課程設(shè)計指導(dǎo)書設(shè)計

當(dāng)課程設(shè)計題目選定后，教師將理論教學(xué)內(nèi)容以及學(xué)生對知識掌握的程度和工程實際的應(yīng)用需求結(jié)合起來，進(jìn)行分析和研究，精心組織和合理選擇，從而對每一題目設(shè)計不同的課程設(shè)計指導(dǎo)書。而且在課程設(shè)計指導(dǎo)書中，將題目細(xì)化分工成不同部分，每位學(xué)生應(yīng)該完成不同的任務(wù)。例如在“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用”課程設(shè)計中，對于某設(shè)計題目，可分為方案及原理設(shè)計、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計四部分，這四部分分別由四位學(xué)生來完成，因此在指導(dǎo)書就應(yīng)明確每位學(xué)生的任務(wù)、目標(biāo)以及完成設(shè)計的指導(dǎo)步驟。同時在指導(dǎo)書中盡可能多地提供或指出有關(guān)參考書籍和資料，以幫助學(xué)生直接查閱與課程設(shè)計相關(guān)參考資料。

測控系的課程設(shè)計在改革之前是由一位學(xué)生完成一個題目，這樣在較短時間內(nèi)完成一個題目有一定難度，因此學(xué)生往往一接到課程設(shè)計任務(wù)就從心里上畏懼，進(jìn)而越來越?jīng)]信心完成設(shè)計，最后只能靠抄襲、拼湊來完成設(shè)計報告，學(xué)生在課程設(shè)計中沒有得到應(yīng)有的鍛煉，自然就無收獲。改革之后一個題目分解成幾個任務(wù)，相對變得簡單，學(xué)生比較明確自己的目標(biāo)，他充滿自信，因此就有飽滿的熱情和信心去接受任務(wù)，同時因為每個題目都有設(shè)計指導(dǎo)書，學(xué)生可參考指導(dǎo)書上步驟一步一步完成自己的任務(wù)，達(dá)到課程設(shè)計目標(biāo)。

3.創(chuàng)新意識和團(tuán)隊精神的培養(yǎng)

為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，在整個課程設(shè)計過程中，應(yīng)充分引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生。從查資料到方案設(shè)計、元件選擇，都應(yīng)讓學(xué)生獨立完成任務(wù)。當(dāng)學(xué)生在設(shè)計中遇到問題時，應(yīng)鼓勵學(xué)生刻苦鉆研，自己去找資料，具體情況具體分析，同時因勢利導(dǎo)，啟迪學(xué)生的創(chuàng)造思維，盡可能找到比較好的解決問題的方法。

當(dāng)學(xué)生選中自己中意的題目后，在同一題目下一般由3到5位學(xué)生共同一組，同組學(xué)生雖是同一題目，但任務(wù)不同，任務(wù)之間彼此卻又相互關(guān)聯(lián)。這種方法和企業(yè)項目設(shè)計的步驟基本相同，讓學(xué)生提早適應(yīng)社會需求，有利于為學(xué)生將來進(jìn)入企業(yè)從事科研設(shè)計工作打下良好的基礎(chǔ)。在設(shè)計過程中，學(xué)生互相交流、共同討論協(xié)同完成同一設(shè)計題目，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作精神和工程應(yīng)用能力。教師在整個過程中也可組織學(xué)生討論，互相交流，更促進(jìn)學(xué)生團(tuán)隊精神的培養(yǎng)。

4.改進(jìn)管理措施，健全考核機(jī)制

由于重慶理工大學(xué)實行三學(xué)期制后，課程設(shè)計一般放在第三學(xué)期，這時學(xué)生一學(xué)年的理論課已全部結(jié)課，暑期也臨近，學(xué)生往往比較散漫，因此必須建立嚴(yán)格的考核機(jī)制。重慶理工大學(xué)測控專業(yè)的課程設(shè)計成績一般由平時成績、答辯成績、和撰寫報告成績組成。其中平時成績占總成績的30%，由指導(dǎo)教師給出；答辯成績[2]占總成績的30%，由評閱小組教師給出；撰寫報告成績占總成績的40%，由評閱教師給出。

平時成績里面應(yīng)包括學(xué)生考勤以及平時在實驗室做設(shè)計情況，只有這樣才能杜絕學(xué)生只以撰寫報告為目標(biāo)，最后交差了事，根本沒有達(dá)到課程設(shè)計的目標(biāo)。

測控系的課程設(shè)計一般安排3周左右的時間，在教師指導(dǎo)下學(xué)生一般都能完成設(shè)計內(nèi)容。為了充分了解學(xué)生完成情況，測控系每門課程設(shè)計最后都會將所有學(xué)生進(jìn)行交叉分組，答辯小組成員由3位以上教師組成。答辯過程中，學(xué)生先自述，再由教師提問，學(xué)生答辯，最后由答辯小組給出成績，其中指導(dǎo)教師不參與自己所指導(dǎo)學(xué)生的答辯。

學(xué)生完成所有設(shè)計后撰寫設(shè)計報告，學(xué)生的設(shè)計報告教師之間交叉評閱，由評閱教師給出成績。

因為有了健全的考核機(jī)制，學(xué)生必須在整個課程設(shè)計期間，通過查閱資料和教師的指導(dǎo)完成題目設(shè)計，參加答辯，最終撰寫報告，才能完成整個課程設(shè)計任務(wù)。因為成績不合格考核不過的學(xué)生只能參與下一屆的課程設(shè)計。這樣的考核方式給學(xué)生一定壓力，這種壓力最終轉(zhuǎn)換成學(xué)生的動力，激發(fā)他們分析問題和解決問題的能力，最終培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識和團(tuán)隊意識，有利于將來的就業(yè)。

三、總結(jié)

重慶理工大學(xué)測控技術(shù)與儀器專業(yè)課程設(shè)計改革已經(jīng)實踐兩屆，通過課程設(shè)計內(nèi)容的改變提高了學(xué)生的興趣，指導(dǎo)書的設(shè)計給予學(xué)生完成課程設(shè)計的信心，在設(shè)計過程中注重學(xué)生創(chuàng)新意識和團(tuán)隊意識的培養(yǎng)，最后采用類似畢業(yè)設(shè)計的考核機(jī)制。其增強(qiáng)了學(xué)生的動手能力，也是適合企業(yè)需求的人才培養(yǎng)模式。在課程設(shè)計中完成較好的學(xué)生，畢業(yè)設(shè)計必然也完成較好，到工作崗位后也能較好適應(yīng)企業(yè)的工作方式。因此這些方法使學(xué)生創(chuàng)新能力、實踐能力和團(tuán)隊協(xié)作能力得到較好的培養(yǎng)，對測控系的教學(xué)水平整體提高起到很大作用。

參考文獻(xiàn)：