河海大学物联网工程学院 许海燕 张 卓
[摘 要]嵌入式系统作为一门基础理论与工程实践相结合的课程，在计算机及电子信息类课程体系中占有非常重要的地位。文章对嵌入式系统课程项目式教学模式进行探讨，并对项目式教学模式在嵌入式系统课程实践教学过程中的应用和相应的教学评价体系进行思考与探索。
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关键词 ]项目教学；嵌入式系统；教学改革
中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1671-0568(2014)35-0064-02
随着嵌入式技术的逐步普及和应用，使得嵌入式系统的开发与应用成为当前学生必须掌握的技术之一，如何接受嵌入式技术带来的挑战，并通过对其进行研究、探讨与实践，逐渐形成适合学生特点的、完整的嵌入式系统课程教学体系已成为当前学校一个重要的教学研究课题。嵌入式系统涉及信息、计算机、自动化、通信等诸多专业相关课程的内容，是软件和硬件设计的结合。学生动手能力是嵌入式系统教学过程中的一个非常重要的环节，是一门实践性相当强的课程，在电子信息类课程体系中占有非常重要的地位。因此，建立一套嵌入式系统课程的教学模式，提高学生对嵌入式系统及其相关知识的理解与运用，使学生更好地掌握实用的开发方法和技能，让学生在学习相关理论知识之后能切实提高自己的实践水平，具备独立开发的能力，做到学有所用，学以致用，是该课程教学活动环节亟待解决的问题。
针对以上问题，笔者通过对项目教学法的模式进行研究，结合项目教学法在嵌入式系统课程中的具体应用，也就是师生通过共同实施完整的项目工作而展开的教学活动，调动了学生学习嵌入式系统的积极性，巩固和加深学生对基础理论的认识和理解，培养学生创新性思维、提高学生合作意识及实际设计项目的能力。
一、项目教学模式探讨
传统的嵌入式系统课程教学以教师讲课、学生听为主，师生间的互动较少，交流也不多，课堂气氛比较沉闷，学生学起来很困难，学生只有上实验课才能接触到设备，在教室只是单纯的理论教学，让学生觉得很抽象，经常出现教师在课堂上讲得非常辛苦而学生厌学的现象。这种单向传授知识的教育严重束缚了学生对课程学习的积极性、主动性，抑制了学生学习潜能的开发、思维能力的训练和创新精神、创新能力的培养。当前的教学实验平台没有与实际工程应用结合起来，基本上都是基础性的实验学习。学生做完实验之后还是不能具备独立开发的能力，动手能力不能得到提高。如何提高学生的学习主动性及创造性，能从实践的角度更好地掌握实用的开发方法和技能，让学生学习相关理论知识之后能切实提高自己的实践水平，是在规划、完善嵌入式系统教学体系中重点解决的主要问题。
所谓“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，充分发掘学生的创造潜能，提高学生解决实际问题的综合能力。整个教学过程见图1。
项目化教学模式的制定要真正做到以学生为中心，应在教学设计、教学方法、考察形式及奖惩措施等教学实施过程中赋予具体体现。 项目教学法的载体是项目，一个项目又可以划分多个任务；项目教学法的关键，是设计和制定一个项目的工作任务。教师需将原有的知识结构体系打散，分散到各个项目中，再重新装载到每个工作任务当中，使学生在实践过程中完成任务的同时加深对理论知识的理解。同时，在教学过程中，由原来以教师讲授为主导变成以学生自主学习、交流为主导，教师在学生完成项目过程中，给予以指导性建议的辅助性帮助，让学生的自主创新能力得以发挥。
二、项目式教学在嵌入式系统中的具体应用
1．项目任务的布置。项目任务的布置应简明扼要，主题突出，让学生明白项目任务的要求，需要达到的各个指标，并将任务分解阐述到位，点到即止。教师将项目任务打印成纸质文档分发给学生，向学生提供尽可能多的教育期刊网 http://www.jyqkw.com
参考文献和学习资料。教师利用多媒体投影仪设备和板书，并结合引导讲授、演示、讨论、案例等方法讲解任务中所需的相关知识点，学生通过学习和查阅相关技术资料获取相关信息进行自学，使其掌握正确获取理论知识的手段，培养学生自学理论知识的能力，课外学习应是学生在项目式教学模式中获取知识的必要补充。例如，在“基于ARM的嵌人式数据采集系统设计与实现”这个任务中，要求学生在嵌入式ARM平台下编写ADC接口的模拟输入采集程序，实现基于ARM平台的嵌入式3路模拟信号的数据采集，并将采集到的数据通过串口或液晶输出结果。该项目可以进行任务分解，在课堂教学的基础上，要求学生对相关的传感器、数据采集的原理及串口通信和键盘和液晶显示等个子任务相关的知识融会贯通，对于理论教学是有力的补充。学生在教师规定完成的任务基础上，还可以提出自己的想法，添加实现额外的功能，这样有利于发挥学生的积极主动性，尤其是对于学生的创新能力有很大的提高。
2．学生分组及项目实施。学生根据教师分发的项目任务单，根据自己感兴趣的方向选择相应的项目，每个项目保证2-3人一组，为方便项目的管理，选出一人为项目组长，由项目组长组织组员一起制定分工计划和工作任务实施步骤，完成项目计划书，交由教师审核。在教师审核过程中，要求教师及时与学生交流项目计划书中存在的问题，由学生对其设计方案进行整改，审核通过后开始实施项目。在具体的实践中，可以把教学安排在实训室，开展项目教学，学生实施项目任务，教师巡回检查并指导，及时纠正解答问题；学生通过项目的训练，使理论知识与实践相结合，更好地掌握专业知识，提高学生专业知识应用能力，使实践能力和自学能力得到培养。这不仅能大大提高学生学习的主动性，增强实际操作动手能力，而且增强了教学的互动与交流，使“教与学”有机地结合起来。
3．顾目成果展示与项目评价。各组学生完成项目任务后，采取统一展示和答辩的方式交由教师考核，将项目成果展示与项目评价结合起来。学生现场演示所完成项目，提交项目完成报告，并分别就自己所做任务及项目的总体情况回答教师所提出的相关问题。通过学生的自我评价、组内互评及教师考评（根据学生提交的项目报告及答辩情况）来核定项目完成等级。
在传统教育的模式下，对学生期末成绩的评定大部分取决于最终考试成绩。这种评价体系使学生只满足于理论知识的学习，对于创新能力不能作出准确的评估，严重束缚了学生学习的自主性、探索性、创造性。与项目式教学相匹配的考核方式是项目式教学的重要内容。教师对学习有效地评价，要依据一定标准和方法、要求评判前后一致、明确如何推进、找出学生的学习阻力等环节要素，对项目式学习模式进行具有前瞻性的有效评价。实现高效的项目式教学模式既需要实施过程中的科学安排调节，又需要科学合理的教学评价体系。要重视教学评价的动态性、发展性和多元性，笔者将嵌入式系统课程的总体评价分成两大部分：考试评价和项目评价。对于项目的评价上文已给出相关评定方法。无论对于考试评价还是项目评价，都需将日常观察与教学测验相结合，日常观察主要是记录学生的课堂表现行为和日常生活行为，从学生学习的参与状态、学习的思维状态、目标的达成状态等方面来加以评价。同时，要将学生的考试成绩纳入到教学发展性评价体系中来，使项目考核和理论考核相结合，重视考核的阶段性和过程性，把学生的实践能力、认知习惯、思维方式等因素渗透到评价中，更好地实现嵌入式系统的项目式教学。
三、结论
嵌入式系统作为一门基础理论与工程实践相结合的课程，广泛应用于许多科学领域，在计算机及电子信息类课程体系中占有非常重要的地位。本文通过基于项目式的教学理念，设计了嵌入式系统项目式教学模式。从项目任务的布置、学生分组、项目实施和项目评价等几方面阐述了将项目式教学引入嵌入式系统课程的教学实施过程。实践证明，改进后的教学模式使学生对嵌入式系统课程产生了浓厚的兴趣，教学重心自然而然地转到了专业知识的学习中，这种教学模式对学生其他专业类课程的学习也具有实际借鉴价值。
（编辑：易继斌）