李 冶, 高 源

(沈阳师范大学 科信软件学院, 沈阳 110034)

嵌入式专业方向实践实训类课程教学模式改革研究与应用

李 冶, 高 源

(沈阳师范大学 科信软件学院, 沈阳 110034)

实践实训类课程的开设在嵌入式专业方向的学生培养过程中具有重要作用,众多教师都在不断探索如何开展这类课程的教学,以使尽量多的学生在课程学习过程中真正获得实效。提出一种教学模式,以项目的形式构建课程内容,参考企业项目研发管理机制,设计项目布置、学生组织、方案设计、方案论证、项目设计、成果汇报、应用畅想各环节,并制定遍及各环节的详细的考核方式,充分以学生为主体,紧密围绕知识能力、实践能力、情感能力的培养目标,注重过程的实效性,将教师身份从主讲者变为督导、验收人员。该模式已试验性应用于单片机实训课程的教学中,在学生的专业素养、创新意识、企业能力等方面取得良好效果。

实践类课程; 教学模式改革; 创新意识; 企业能力

0 引 言

嵌入式方向是物联网工程专业的重要组成部分,后者是国家发展战略层面的重要选择[1]。嵌入式课程有相当大的比重属于实践甚至是实训类课程,这些课程在培养学生的的理论与实践的融合、创新意识、坚韧的钻研精神、责任心、团队能力等企业综合素养发挥决定性作用[2]。然而,由于嵌入式实践课程存在难度、相当数量学生的学习能力较差等原因,以教师为主,简单地布置任务,然后批阅实验报告这样的传统教学模式的效果距离期待越来越远。

嵌入式方向实践实训类课程的教学模式,应该向着如下目标进行改革[3-5]:

1) 理论知识的检验与应用;

2) 以学生为主体,注重过程督导,想办法使学生能够真正投放精力在实践过程中;

3) 培养锻炼提高知识水平、技能水平和情感水平;

4) 创建机制促进创新能力的培养;

5) 模仿企业组织实践实训项目的开发与验收,缩短学生培养与企业所需的距离。

1 嵌入式方向实践实训类课程教学模式的设计

为了实现前面所述教学目标,嵌入式方向实践实训类课程教学模式可如图1所示进行设计,涵盖理论、实践、辅助教学3个部分,理论与实践紧密结合,辅助环节拓展能力[6-8]。

图1 实践实训类课程教学模式

1.1 理论知识

无论是嵌入式方向的哪门实践实训类课程,理论知识作为基础,都是不能忽视的。在课程教学的各个阶段,都要时刻注意以理论作为指导,以实践加以印证,及时改变认知错误,提高各项能力。

1.2 以学生为主的实践实训课程主体

教学模式的变革,必然要调整教学内容。实践实训类课程内容以项目模块形式组织,项目模块的选择,不仅要实践理论,兼顾理论知识的逻辑顺序,更要体现相关领域的新技术、新方法,涵盖适应企业实际需要的工程实践性强的尽可能多的内容,要能适应创新型人才培养的需要。

1.2.1 课程组织

以项目或较大的项目模块为单元组织内容[9-10]。对于每个单元,教师大致可按“任务布置-学生分组与角色分配-方案设计-方案实施-成果答辩-报告总结”顺序组织课程,除“任务布置”由教师把握方向之外,其他各个环节均以学生为主,由学生决定怎么做,教师只负责如下几个事情[11]:

1) 提供有限度的技术支持;

2) 力所能及地提供设备、器件的帮助;

3) 严肃认真督导项目单元进展;

4) 科学、详细、权威、有效的多环节的考核评价。

1.2.2 课程实施

教师在实施课程教学过程中,模仿企业环境和机制,勇于创新,大胆放手,充分以学生为主,发挥学生的主观能动性,比如可做如下尝试:

1) 不否定学生确定的方案,即便发现设计方案错误,也不干涉,只要其他环节认真,最终认清问题所在并做深刻总结,甚至不过多影响成绩。

好处:发现问题、改正错误过程中对知识的掌握、技能的提高往往效果更好,还可以锻炼抗压能力,更何况,有时还存在教师想不到的应用创新。

2) 或随机、或自发、或由教师指定分组进行实践,模仿企业项目组,由学生分角色(比如项目经理、设计工程师、测试工程师等)配合完成各自职责;

好处:营造企业实战氛围,锻炼团队能力,提高责任心。

3) 由学生确定一定比例的成绩,以项目完成后组内自评和互评打分求和的方式计算。

好处:正确定位自己、评价别人。

4) 应用方便的交流工具,鼓励学生进行技术经验交流,统计贡献大小,给予加分。

好处:培养奉献精神。

5) 在报告总结环节后增加“应用畅想”模块,明确其对成绩的影响方式。

好处:培养创新意识。

1.3 实战的课程辅助环节

鼓励学生积极参与教师科学研究、大学生创新创业项目、大学生科研项目、各级大赛以及实验工作区活动,以实战的形式印证所学。教师应注意尽可能地扩大学生覆盖面,加强组织性、纪律性管理,使得这些辅助环节发挥尽可能大的实效。

2 实践实训类课程主体教学模式的实践

这里以《单片机系统应用实践》课程为例,阐述实践过程[12],如图2所示,包括2个方面的内容。

图2 教学模式实践过程

2.1 实践项目的进行

1) 项目的布置

教师首先进行相关知识、技术、方法的讲解及简单实验演示,然后往往不固定题目(可以适当建议),只给出可提供的条件,提出目标要求,告知该项目的考核步骤和成绩给定方式。具体题目由学生分组后,各小组自己拟定。

2) 学生分组

学生以小组为单位设计实现项目。小组成员通常3到4人,人太多容易出现吃大锅饭的现象,人太少又缺乏企业模仿氛围。学生分组对于每一个项目不是固定的,教师可适当干扰小组的人员组成,避免“任人唯亲”或“强弱不均”,达不到团队能力培养的目的。分组后,进行组内人员分工,通常包括负责人、设计工程师、测试工程师、材料整理人员等,由学生自己规定不同分工者的职责[13]。

3) 方案的确定与论证

根据条件及要求,各小组自拟项目题目,设定方案并论证,教师从此步骤开始考核计分。

各小组设定实践步骤,结合理论,设定目标或需要取得的成果。要大量查阅资料,注重理论应用、新技术新方法应用等。正确性、完备性、工程的相关性、应用的创新性是考核的重点。学生的实训方案,教师只提供咨询、建议,不做强制性干扰,就是方案错误,也不制止,由学生自己发现、总结并加以改正。这么做,一方面模仿职场,另一方面锻炼学生抗压能力,而且在错误中往往能够学到更多技能。

4) 项目实现

学生按照自己的方案进展项目,教师负责监督、进度提醒、技术和设备支持。教师要注意记录学生的表现,不仅仅是纪律,包括在各自分工上的表现、实验技能的应用、创新能力的体现、团队协作的能力等等,不仅记录课上情况,还要设法了解课余表现。

5) 成果提交

学生以小组为单位提交成果。成果包括方案、代码、运行效果说明等,以电子文档和现场答辩演示2个环节提交。

6) 项目总结

学生完成实训题目后,以小组为单位进行项目总结,总结的内容教师不做规定,可以包括知识的应用、经验总结、分工角色作用的总结等,总结的材料需要提交。

7) 应用畅想

这一点不做强制要求,但必须作为一项实训的加分项。即是说,学生在完成某实训项目后,结合生产、生活实际(尤其是后者),或者查阅相关材料,能否构思一个与所进行实训内容相关的应用,为了实现这个应用,学生们还需要进行哪些设计。这一点对学生创新意识的培养与创新能力的提升有着重要作用,也是本教学模式的亮点之一。

8) 组内互评

设置组内互评环节,组内成员按照各自分工在项目结束后进行互评打分,教师按照自己了解的情况与成员的互评打分作比较,给出每名学生在这一环节上的成绩。这一环节的安排具有积极意义,可以使学生们取长补短,锻炼未来职场中,应该怎样做才能更好地发挥作用,展现自己的能力。

2.2 论坛应用

充分利用网络交流工具,教师可以发表话题,可以发问或回答学生的问题,学生也可以如此。话题和问题可以任意,甚至不直接与课程相关。这么做,一方面可以活跃学生的学习气氛,提高学习主动性,扩展相关知识和见识,另一方面,可以作为整个课程的一个重要加分项,统计学生的发帖数量、发帖质量进行加分,锻炼学生的贡献精神。

以上2个方面充分体现了“以学生为中心”“以学生为主体”的特征。充分利用现代化网络技术和广袤资源,丰富课堂教学手段,倡导自主学习、合作学习、探究式学习的学习方式,构建高效自主的课堂教学模式。注重学生的全员参与,体现生生互动和师生互动,关注学生的兴趣、动机、情感和态度,突出思维能力、实践能力、创新能力的培养。

3 考核与成绩给定方式

改革传统的出勤、实验、期中、期末的考核方式,增大学生的参与度,模仿一些大公司定级、分红的考核方式,为课程的总体目标服务[14]。

课程的最终成绩由所有项目成绩的平均值确定。对于每一个项目,成绩给定方案[15]如表1所示。

说明:

1) 根据各项目的培养目标不同,不同项目各指标的权值不固定;

2) 方案评价与成果评价指标上,组内成员成绩相同,其余指标体现组内成员成绩差异性;

3) 指标成绩按百分制给定,权值按如下公式设定:

表1 考核指标与成绩给定方案

非加分项满分设定90分,表示基本工作完成还不足以满分,加分项的权值使总权值超过1,模仿了企业绩效和奖励思想;

4) 项目成绩的计算公式为

5) 每个项目的成绩给定方案要在项目布置阶段确定并告知每一名学生。

4 总 结

4.1 效 果

本模式在《单片机系统应用实践》课程上的实现,取得了较好的效果,比起传统模式而言,对于教学目标中的各项确实大大提高了实效。同时对教师的教学水平、个人的专业素养、与学生的情感交流等方面都起到了良性作用。

4.2 问题与举措

1) 本教学模式增加了教师的工作量。应该坚持“强调平时、注重过程、倡导贡献、鼓励创新”的宗旨,标准化课程考核指标;控制选课人数;从学生中择选教学助手。

2) 部分后进学生存在自甘放弃的现象。对这部分学生要做到耐心,细心,同时科学设置项目,保证他们对最基础内容的掌握。

3) 本教学模式涉及到的信息过于繁多,要求教师手工处理是一种灾难,将挫伤教师积极性,达不到预期效果。利用强大的计算机信息处理能力,开发符合本教学模式的网络化教学管理平台,提高本教学模式的可实施性,保证科学、准确、权威性。

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Research and spplication on teaching mode reform of practical training curriculum in embedded direction

LIYe,GAOYuan

(Software College, Shenyang Normal University, Shenyang 110034, China)

The curriculum of practical training plays an important role in students developing process of embedded direction of computer major. Many teachers have been explored constantly that how to develop the teaching of such curriculum to gain practical achievements. This paper proposes a teaching mode which is to build the curriculum content according to the form of the project, and to reference researching management mechanism of enterprise project, layout of design project, organize students, design and demonstration the project, report results, imagine applications and so on. Changing the identity of the teacher from the speaker to the supervisor and the inspector, this teaching mode is also to develop detailed assessment methods throughout all steps which is to pay attention to the effectiveness of the process in order to take the student as the main body,and to around the training objectives of the ability on knowledge, practical and emotional closely. The teaching mode is applied to the teaching of MCU training courses and achieved good effects in the teaching practice of ability on professionalism, innovation, enterprise, etc.

the curriculum of practical training; the reform of teaching mode; Innovation consciousness; the ability in enterprises

2017-03-18。

2016年辽宁省教育厅教学改革项目(41600101009)。

李 冶(1974-),男,辽宁葫芦岛人,沈阳师范大学副教授,硕士。

1673-5862(2017)03-0380-05

G642.0

A

10.3969/ j.issn.1673-5862.2017.03.024