以大学生科技竞赛为导向的嵌入式系统教学改革探索教育文档

以大学生科技竞赛为导向的嵌入式系统教学改革探索【基金项目】山东交通学院教学改革项目（JG201415），山东交通学院应用型人才培养改革重大项目（鲁交院高发〔2014〕1号），山东省青少年教育科学规划课题（15AJY132，15AJY133）。一、嵌入式系统课程介绍嵌入式系统是当今信息技术发展的热门之一，所谓嵌入式系统是软硬件结合紧密的综合系统，由嵌入式硬件和嵌入式软件组成，它是面向用户、面向应用、面向产品的专用计算机系统。嵌入式系统拥有软件硬件可裁剪、对可靠性、成本、体积和功耗严格要求的特点。近年来，随着信息技术尤其是物联网技术的飞速发展，嵌入式系统在智慧城市、医疗电子、智能家居以及智能交通等领域得到了广泛的应用。在此背景下，企业对嵌入式系统人才的需求日益增大，带动了全国各高校开展嵌入式系统教学的热潮[1]。二、嵌入式系统课程教学现状嵌入式系统课程涉及电子信息、计算机等诸多专业相关课程内容，软件设计和硬件设计均包含其中，教学计划中涉及了与嵌入式学习相关的单片机原理、数据结构、程序设计、嵌入式系统原理、操作系统等基本的概念理论和专业知识，课程内容涉及面广、知识内容多，授课量大。这种大容量的教学计划的设定也带来了一定的弊端：（1）大部分的教师采用课堂传授理论知识、课下实验的传统教学模式，但是大容量的授课内容使得很多知识点只能浅显的介绍或者一味的灌输给学生，忽视了学生的接受能力，如此下来，学生看似掌握了很多知识，但其实缺乏真正的融会贯通。（2）传统的以教师讲授为核心的教学模式无法满足嵌入式系统课程综合实践性强的要求，而且大部分教材中的理论知识偏多，从概念、原理讲起，缺乏实例和直观性，学生感到抽象、枯燥，被动的接受知识更容易造成学生缺乏学习主动性、丧失学习兴趣等不利影响。（3）目前实验课程主要以验证性实验为主，实验课时较少，无法令学生的动手操作能力得到充分的锻炼，导致不能充分培养学生的动手能力、独立开发能力及实践创新能力。三、以竞赛为导向的嵌入式系统课程教学体系建设针对嵌入式系统教学中存在的问题，从切实培养学生的实践能力、创新能力出发，在借鉴了国内外先进教学方法和有效经验后，提出了“以竞赛为导向，以市场为驱动、以项目为支撑”的教学体系建设和改革方案，引导学生自主学习，全面提高学生的综合素质。鼓励学生运用嵌入式系统的有关知识参与竞赛，在竞赛中学习、提高[2]。（1）转变教师教学理念、教学方式，变被动灌输为主动求知以大学生科技竞赛为导向促进教师教学理念的转变。教师在教学过程中，由讲授者向指导者过渡，鼓励学生参加科技创新小组等科技创新活动，吸引学生提出自己的创意分小组参赛，教师在学生作品设计中给予相应的指导，“参赛”可以锻炼学生实践创新能力，让学生在实战中检验并进一步提高自己的实践创新能力，激发他们学习嵌入式系统课程的兴趣[3]。（2）开发应用型课程，根据市场需要动态调整授课内容嵌入式系统的高实践性特点决定了本课程的目标是培养有创新精神的应用型工程师，而市场对嵌入式系统人才的需求又决定了我们授课内容的整体方向，所以我们应该摒弃现有的理论性强，可操作性差的教材，开发以应用性为主线，以实例项目为引导的应用型精品课程，通过借鉴相关开发板使用手册、系统移植手册、项目案例等，有针对性的编制实验指导书，使得嵌入式系统课程的教材既有基础的理论知识，又有实用性、趣味性比较强的项目案例开发内容。（3）改革课程考核方式，突出竞赛驱动实践过程成绩，激发学生创新潜能课程考核可以直接检验出老师教授和学生学习的效果，是教学活动的重要组成部分。在成绩评定中，我们应该改变单一的期末考试成绩评定，在竞赛作品制作中，指导老师对成员定期进行技能考评，考评成绩作为学生期末成绩的一部分。同时，以学生的参赛作品作为最终的考核作品，采用与竞赛相似的答辩方式对学生进行最终的考核。这样可以加强对学生基本知识、基本技能和创新水平的检查。四、实施效果“以竞赛为导向，以市场为驱动、以项目为支撑”的教学体系实践改革在我校电子信息工程专业应用以来取得了比较好的成果，学生的