摘要：针对该科院校培养高质量应用型人才的目标，为有效提升教学质量，提出了嵌入式微处理器结构与应用课程的教改研究。首先，激发学生学习兴趣;然后利用项目驱动式教学，引入“赛”“课”结合的思想;最后采用信息化教学手段，提升教学机制。结果表明，该方法在提高学习热情的同时，大大增强了学生的实践和专业应用能力。

关键词：嵌入式微处理器结构与应用;应用型人才;项目驱动;“赛”“课”结合

中图分类号：G642      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）05-0164-02

1 引言

随着“新工科”的推进，以及社会对信息化教育发展形势的需求，结合电子信息类学科专业特色和人才培养需求，切实以教育信息化为契机推动教学改革和课程改革[1]，提出了对嵌入式微处理器结构与应用课程进行改革，以进一步推进加快建设“教育强国”和“制造强国”，并在培养学生独立思考能力及动手能力起到积极的推动作用。与此同时，通过课程改革，提高学生在智能硬件技术中应用创新设计能力，促进智能硬件行业技术的应用升级，更好地为市场推送优秀的智能硬件行业人才，这也是高等教育发展的核心。

嵌入式技术是一门综合多领域知识的工程应用技术，具有很强的技术性和实践性，而嵌入式微处理器结构与应用作为我校电子信息类嵌入式方向的一门专业必修课，是培养学生实践应用能力的关键。我校此课程是在单片机原理及应用和嵌入式操作系统课程的基础上开设的，掌握其方法是后期嵌入式系统开发必不可少的。嵌入式技术是物联网、智能穿戴和智能仪表等产业的重要组成部分，在工业和商业应用中占有重要地位[2]。从早期通用计算机中的CPU演变来的嵌入式微控制器，到近年来，随着移动互联网、物联网的迅猛发展，嵌入技术日渐普及，日常生活中也处处可见其身影，从随身携带的手机，到家庭中的智能冰箱，再到工业生产、汽车电子等，无不采用嵌入式技术[3]，随着技术的发展进步，以及不断提高的工业领域的智能化程度，嵌入式系统的重要性愈发凸显。在当今世界，嵌入式技术发挥着越来越重要的作用。目前，当代大学生大多应用能力不强，难以适应社会的发展，因此，基于嵌入式微处理器结构与应用课程的改革对学生而言，是极为重要的，也是提升学生综合竞争力的有效途径。此外，随着企业对嵌入式人才需求越来越大，也侧面促使嵌入式系统的相关课程教学会迎来一个新的发展机遇。而对于重视培养应用实践能力的本科院校来说，这更是完美契合了我校深化实践教学改革，致力于培养具有实践精神和创新能力的应用型人才的宗旨。

2 课程教学方式的改革

2.1 激发学生自身学习兴趣

信息化时代，电子产品纵横，随着短视频泛滥，多数大学生容易沉迷于网络娱乐，导致大部分学生缺乏学习的自觉性，尤其是对于难度较大实用性强的专业课程，而嵌入式微处理器结构与应用课程所涉及的原理内容、专业知识较多，且需要学生从实践的角度去掌握嵌入式的知识。所以，课堂上，很多同学容易出现注意力不集中的现象，教师与学生互动相对较少，学习效果不佳。针对此现象，本文建议授课教师可以在教学过程中，利用信息化教学手段，以进一步提升学生的学习热情，同时将教学融入实际生活，在课件或授课过程中，加入形象生动的视频或产品实物演示，让教学更贴近生活，学生明白学为所用，学有所用，从而学习目标更为明确。此外，为进一步有效提高学生的学习兴趣和能力，应注重前沿科技，教师有机会可以向学生展示紧跟时代发展趋势的嵌入式技术相关项目的成果，并以直观演示，这种理论与科技的融合方式，结合视觉上带来的冲击，可以充分激发学生的兴趣和创新欲。与此同时，将思想育人、道德育人贯穿教学过程，在课堂加入思政元素，培养学生求真务实、探索创新的科学精神，树立为建设科技强国奋斗的理念，进一步加强社会主义核心价值观。

2.2 提升动手实践能力

在本科院校人才培养体系中，常见的嵌入式系统课程主要侧重于技术原理的学习以及实践能力的培养[3]。本课程是一门以理论为引导，实践应用性较强的课程，整个课程体系中，其理论教学课时分布相对较多，而传统的实际课堂中，主要以介绍或巩固理论知识为主，灌输式现象严重;实践部分主要由单独的主题实验构成，导致学生记忆相对零散，极易造成一种理论和实践分离的错觉，从而很容易导致学生对课程的整体把握不强。对于实践性较强的电子信息类学生而言，所学专业知识希望能与可视化实践操作无缝连接，但学生难以抽离课堂进行相关知识项目实践操作。因此，为更好地融合课程，促进课程的整体意识，建议将课堂分成两部分，线下以实体课堂为主，注意以理论课的理论知识主为主，线上课堂则主要用于放置预习和复习以及重难点知识视频，让学生带着问题学习，并及时引入学生实践视频或产品制作流程，确立以实践为重点的理念，注重知识的新颖性，实用性。例如增加一些外设的应用，实验课再进行理论的巩固，其中，由于实践过程中，会需要完成一个具体功能小项目的综合性实验，通常包含几个章节的内容，可以由指导教师指定或让学生自由选择组队共同完成项目，锻炼其团队合作能力，并让理论的实践成为可能，这样不但便于知识的整体掌握，而且还能激发创造力和想象力。最后，指导老师根据每个学生的实践表现，实验过程的参与度以及实验完成情况进行评价和评分，确保实践成绩的公平性。因此，课程改革的主要目的在于培养学生的实际操作能力，促进学生个体实践能力与理念思想的全面提高。

3 课程体系的改革

3.1 以学生为中心

针对以往教学过程中的灌输式为主，对学生主体和学习过程缺乏关注的教学现象，为了让学生学习更为自主，本课程改革强调以学生为主，灌输性与启发性相统一的理念。因此，高校教师需要树立以学生为中心的教学理念。学生学习过程中，教师是导航者、辅导者，而学生则是学习的主体，鼓励给学生提供更多的时间和空间去自主探索，开拓思维。如：采用翻转式课堂，上课前，学生通过平台学习教师事先录制的视频，并完成其测试，有不懂或需要扩展的地方，学生可自行在论坛上提出或通过同学间讨论，然后查询相关资料，带着思考性去学习或上课，这样有助于提高学生的启发性，进一步提升学生的课堂专注力和学习效率。然后，课堂上，充分体现学生的主体性，教师给予足够的时间互动，让学生及时反馈预习中遇到的问题，并逐一答疑，针对学习基础好的同学，进行拓展式教学，鼓励学生扩展学习视野，與此同时，课堂交流的过程中，让学生和教师的关系进一步升华，有效促进学习效率。因此，这种学生为主，教师为辅的教学方式， 重点关注了学生学习过程中的表现，同时将预习的灌输性学习与课堂的启发性教学相结合，充分发挥了学生的主观能动性，为课程改革的顺利开展奠定了基础。

3.2 项目驱动，“赛”“课”结合

随着科技强国战略的提出，对创新应用型人才的培养尤为重要 [4]。为进一步增强学生的创新和实践能力，在嵌入式微处理器结构与应用课程改革过程中，应兼顾原理注重实用，确立以实践为重点的理念，利用项目驱动式教学，注重知识的新颖性、实用性，让学生有尽可能多的机会进行实践，加深理解和记忆。同时，采用项目式教学的形式推进教学方法的改进，提高教学质量，增加课程建设的实用性。此外，根据学生的个性化发展需求，让学生在“学中做，做中练”，鼓励走出“第一课堂”，投入“第二课堂”，利用课余时间，参加课程相关的电子竞赛，进行“赛”“课”结合，在实际比赛中进一步巩固理论所学，培养学生的团体协作意识。同时，把加强学科竞赛工作纳入实践教学建设中，改革课程体系，以达到充分激发学生的兴趣，提高学生的动手实践和创新能力的目的。

此外，教师可进行探究式、企业实践项目教学，积极引入校企合作，鼓励本校导师和企业导师一起参与实训，对学生进行教学、指导和评分;使学生所学的知识紧跟时代的步伐，让学生的工程创新意识和运用理论解决实际问题的能力得以形成，有助于学生全面掌握嵌入式技术的应用内容，明确社会对人才的需求，促进企业人才的转变，符合应用型人才的培养目标。

3.3 采用信息化教学模式

传统的嵌入式课程的，侧重于知识原理的学习，课堂上，教师侃侃而谈，滔滔不绝，主要任务是进行知识的灌输，而嵌入式微处理器结构与应用课程涵盖内容广泛，课程学时又相对紧张，学生很难在课堂教学中掌握并精通所涉及的硬件、软件，且教学资源陈旧、短缺、乏味，大学生或睡觉者、或发呆者、或看闲书者、或心不在焉等，而教师在讲台上或视而不见，或置之不理，始终保持着“教”和“学”的这种关系[5]。而专业课的讲授，应有效避免陷入单一的专业知识介绍或专业技能训练模式，应该侧重专业思想、方法乃至兴趣性学习。所以，课程改革过程中，應有效使用多媒体进行课堂教学，让抽象、内容繁多的课堂教学生动形象化，从而打破这种缺乏积极性的学习状态。除此之外，还可以将嵌入式微处理器的硬件结构与程序设计的过程采用动态模拟给予直观展示，让抽象的难理解的内容变得更加生动，将传统讲授法与多媒体网络技术结合进来，利用多媒体网络模拟现实环境，实现信息共享、人机交互和即时反馈。

引入信息化教学后，课堂可由课前、课中、课后三大环节组成。课前，为改善预习效果，通过教师录制视频，并在相关教学平台将课堂所需的教学内容和视频上传，对学生观看视频情况进行监控和督促，然后学生不管是在宿舍，还是食堂，都可以不受时间地点的限制进行学习，有了视频作为载体，不同层次学习能力的学生可根据自身理解对视频进度进行掌控，阵地个别忘记观看的同学，教师端系统可发送提醒消息。课中，教师根据学生观看视频以及重难点知识的掌握情况，进行二次传授，并将大部分时间用于教师跟学生互动以及引导学生进行反思以及拓展性学习，然后，针对学生难以理解的重难点内容，不断强化练习，并结合实际应用展开，以便学生理解。课后，通过发起话题讨论，以及课后作业，及时考查学生对课堂知识的理解和运用能力。

4 课程考核方式的改革

为改变传统单一卷面单一方式的考核方法，本课程改革过程中，需要建立全面完整的成绩评定体系，充分利用仿真平台，并结合硬件电路，增加试题的多样性，以更真实地反映学生的知识掌握情况。因此，考核手段和考核方式应多元化、合理化。在理论考试的基础上，增加对实践能力的考核，并适当调节理论考试成绩在最终成绩中的比例，增加实践成绩的比重，以鼓励学生积极参与实践，重在运用知识，向培养应用型人才的目标前进。因此，建议最终的成绩由理论考试成绩、实践成绩以及平时成绩组成[6]，其中，三者所占比例分别为6：3：1。此外，平时成绩的组成主要体现在线下课堂点名、网站视频学习程度以及课后作业三部分组成，分别占比为：1：3：3。

5 结束语

结合学校培养具有创新精神和实践能力的高水平应用型人才的宗旨以及嵌入式系统课程的特点，本文提出嵌入式微处理器结构与应用的课程改革。将此课程改革运用于教学中，“赛”“课”结合的手段，也有助于课堂知识的掌握和运用;信息化教学的引入，侧重学习能力的培养，更契合新时代的要求。目前，嵌入式微处理器结构与应用已经得到了全面优化，实践证明，该课程改革在培养学生独立思考能力及动手能力起到了积极的推动作用，在有效锻炼了提升学生应用创新能力的同时，还促进了线上线下教师与学生的互动交流，以及提升老师线上组课、管理课堂的能力。结合我校培养人才的目标以及新时代对应用型人才的需求，对课程的教学方式和体系和进行了新的探索和改革，旨在改善教学质量，培养高质量应用型人才，大力推动新工科建设。

参考文献：

[1] 王莉，苏波，崔立志，等.新工科建设背景下“单片机”课程教学改革[J].教育现代化，2019，6（77）：61-63，80.

[2] 李佳，吴同金，庞志华.应用型本科电子信息工程专业嵌入式课程教改研究[J].北华航天工业学院学报，2021，31（4）：54-56.

[3] 张凯龙，吴晓，苗克坚.面向新工科的嵌入式系统知识体系创新研究[J].无线互联科技，2019，16（9）：110-114.

[4] 吴爱国，刘林山.嵌入式应用面临的挑战与ARM嵌入式微处理器发展现状[J].组合机床与自动化加工技术，2004（9）：1-3，12.

[5] 武娟红.应用型人才培养目标下的单片机课程教学改革[J].现代职业教育，2021（47）：68-69.

[6] 罗珍珍.独立院校微信小程序开发与应用课程的教改研究[J].科技与创新，2019（22）：154-155.

【通联编辑：谢媛媛】

收稿日期：2021-11-08

基金项目：广西高等教育本科教学改革工程项目（项目编号：2019JGA390）;2020年度校级应用型课程建设项目-嵌入式微处理器结构与应用（项目编号：2020YYY29）

作者简介：罗珍珍（1992—），女，湖南永州人，讲师，硕士，研究方向为嵌入式系统以及信号处理。