邓超 赵小亚 郭辉

随着信息化、智能化、网络化的发展，嵌入式系统得到广泛的应用。根据嵌入式系统课程的特点，简要分析目前课程教学过程中存在的问题，提出“以案例促学习，以联系促理解，以应用促掌握，以项目促精通”的教学改革方案。实践表明这种教学模式在提高学生的动手实践能力、培养应用型人才方面具有积极有效的作用。

1 嵌入式系统课程的现状与问题分析

随着现代信息技术和Internet技术的飞速发展，嵌入式系统有着广泛的应用前景和发展潜力。从技术角度来讲，嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。大多数包含电气信息类专业的高校都会开设此课程，该课程具有知识内容综合、面向应用、动手实践性强等特点。近些年来，我国嵌入式系统的市场需求快速增长，嵌入式领域中对具有能够适应社会需求的创新性设计人才的需求日益旺盛，人才缺口问题日益突出，高等学校对嵌入式人才的培养远远跟不上嵌入式系统方向新形势的要求。

而目前嵌入式系统课程教学过程中存在一些问题，一是传统的以教师为主的教学模式，虽然老师保证了教学任务和教学进度能按时完成，但学生只是被动地接受知识，缺乏学习主动性，动手能力得不到锻炼;二是课程内容涉及的面广、知识内容较多，在有限的课时内，很多内容只是浅显地介绍，最终学生只是了解了很多关于嵌入式系统的内容但并没完全掌握相关知识。三是各高校教师的教学水平参差不齐，教学生“学会”的教师多一些，教学生“会学”的教师相对很少，不少教师也缺乏及时更新相关知识的动力。

随着高效与社会的联系日益紧密，过去的“象牙塔”已经不能满足社会的发展需要和学生的就业需求。大部分地区高校也提出要大力培养地方和行业急需的应用型人才，并在其人才培养方案培养目标中明确规定：培养适应社会经济发展需要的，具有科学素质、创新精神和实践能力的高级应用型专门人才。因此在教学过程中，需改革其教学方法和实验建设，更多的侧重应用型人才的培养。而人才培养是以社会需求为导向，突出所培养毕业生从事社会工作的适应能力和竞争能力，这就要求所有的教学环节都以实践能力培养为出发点和归宿点。

2 以应用型为向导的嵌入式系统改革策略

2.1  以案例促学习，激发学生课堂积极性

案例教学是指在教师的指导下，对案例提供的客观事实和问题，运用所学的相关理论知识进行分析研究，提出自己的见解，做出判断和决策，达到提高学生分析问题、解决问题能力的一种理论联系实际的启发式教学方法。它是一种开放性强且互动性高的教学方式，例如以嵌入式系统课程中的“中断”概念为例，首先教师在嵌入式系统实验开发板上编写实现四个LED灯以不同顺序闪烁的程序并展示给学生，指导他们针对该案例开展讨论并提出是什么控制着LED灯的亮灭，从而引发学生进行讨论分析，最终教师对案例讨论的过程进行总结和评价。此外，如果学生肯在课后花时间对此课堂案例教学进行归纳整理，将对知识的有效掌握有着非常重要的帮助。

因此笔者在嵌入式系统课程中应用案例教学，引导对案例进行深入的讨论和分析，不仅能提高课堂的教学效率，还有助于激发学生的学习激情。从而有效的提高学生对问题的分析能力和解决问题的能力。

2.2 以练习促理解，提高学生自主学习能力

练习是教师课堂教学中学生实践的主要形式，也是学生巩固新知、熟练掌握技能必不可少的教学环节。一个好的练习不但能培养学生敢于探索、积极进取的精神，而且也能发展学生的创造性思维。但值得注意的是教师在设计习题时，不仅要围绕教学的知识点来设计，内容要清晰;还应充分地考虑到不同学生之间存在的个体差异性，既要落实因材施教，又要体现习题的价值。对于学习能力较强、基础知识较好的学生布置稍难的练习题目，让学生认识到学习的差距并产生继续努力的动力和目标;对于基础薄弱的学生可进行案例练习，让学生认识到自己努力用功，树立学习的信心和目标。例如，在嵌入式系统课程中介绍嵌入式系统硬件结构中的实时时钟内容时，让学生练习设计一个简单的定时报警程序，一些学习能力较强、基础较好的学生可根据生活需要设计一个老人防摔倒和失踪的报警系统装置，而基础薄弱的学生就只设计一个简单的定时报警装置。因此，教师在设计练习时应着眼于学生的基础和实际需要，要照顾到每一名学生的练习感受和接受效果，让每一名学生在嵌入式系统课程的学习中得到练习和提升。此外，练习还应建立在知识数量的基础上，以量变求质变，但同时要把握习题的质量，促进活学活用，培养学生的质疑意识及批判的学习方法。

2.3 以应用促掌握，实现知识向实践技能的转化

由于嵌入式系统是资源开销小的高性能价格比的一类应用系统，它的发展离不开应用。嵌入式系统这门课程最主要的教学目标是让学生能够通过所学的知识以及所掌握的嵌入式系统开发的工具解决一个具体的实际问题。所以嵌入式系统的实验与一般的课程实验不同，它是以实际应用为中心，让学生在了解开发环境和开发流程的情况下，通过修改、组合和补充应用程序来完善、更改现有的功能，构建一个具有实际意义的嵌入式应用系统。通过此应用方法能使学生更深入的掌握嵌入式系统的理论知识，并有更多的实践机会进行嵌入式系统的设计，从而培养学生的科研能力、创新能力和实践能力。

因此“应用”作为地方高校办学的立足点，不仅要求课程体系具有应用性，还要求构建完善的理论与时间相融合的教学体系。应用型教学应以“应用”为主导，以满足社会需求为导向，强调实践性、应用型和技术性，培养基于有系统的理论知识，又具有较强的实践能力的及较高综合素质的应用型人才。

2.4 以项目促精通，培养学生团队合作意识

项目教学法是通过实施一个完整的项目而进行的教学活动，其目的是在课堂教学中把理论与实践教学有机地结合起来，培养学生利用所学知识解决实际问题的能力。在教学过程中，把全班学生分为若干个小组，教师再根据课程设计的内容给出若干个综合性的工程项目，学生可结合自己的兴趣爱好自行拟定，并在选择项目后，根据平时表现选出每个小组的“项目经理”，负责协作团队分工、明确成员任务、分析实验数据等。这样每名学生都会带着自己的问题查阅相关资料进行更深入的了解嵌入式系统课程的内容。最终期末结课时根据考卷的分数和学生最终完成的论文以及演示的成品对学生成绩进行综合评定。在该课程结束时可选择一些学习成绩优异且有从事科研实践热情的学生参加嵌入式系统設计竞赛。通过教师的指导与学生的设计开发产生参赛作品，根据作品的优异对挑战者给予奖励，并在毕业时优先考虑推荐免试研究生。

在教学过程中以团队作为教学合作单位，不仅能培养学生的创新能力，还能培养学生的团队合作意识，这样培养出来的学生能与产业所需求的工程型、创新型人才相接轨。同时，教师的角色也从传统的教学者转变成学生解决问题的合作者，达到互帮互学、互助合作的教学目的。

随着嵌入式系统应用的飞速发展，社会上对嵌入式系统设计的人才的需求是多样的，因此在教学中加强对学生动手能力的培养，是学生从事复杂的嵌入式系统设计的基础，我们通过对具体的案例的剖析、相关练习的理解、典型应用的掌握和创新项目的实践，让学生能够具备嵌入式系统设计的基本知识，将学生培养成为具有实践创新思维的高素质专业应用型人才，满足社会发展的需要。

项目：河南理工大学2016年度研究生精品课程建设项目，编号：2016YJP02。河南理工大学2017年度双语课程建设项目，编号：2017YSY03。2017年教育教学改革研究与实践项目，编号：2017JG035。2016年河南省研究生教育优质课程“编码理论”，负责人：张长森。

（作者单位：河南理工大学物理与电子信息学院）