摘要：針對該科院校培養(yǎng)高質(zhì)量應(yīng)用型人才的目標(biāo)，為有效提升教學(xué)質(zhì)量，提出了嵌入式微處理器結(jié)構(gòu)與應(yīng)用課程的教改研究。首先，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣;然后利用項目驅(qū)動式教學(xué)，引入“賽”“課”結(jié)合的思想;最后采用信息化教學(xué)手段，提升教學(xué)機制。結(jié)果表明，該方法在提高學(xué)習(xí)熱情的同時，大大增強了學(xué)生的實踐和專業(yè)應(yīng)用能力。

關(guān)鍵詞：嵌入式微處理器結(jié)構(gòu)與應(yīng)用;應(yīng)用型人才;項目驅(qū)動;“賽”“課”結(jié)合

中圖分類號：G642 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）05-0164-02

1 引言

隨著“新工科”的推進，以及社會對信息化教育發(fā)展形勢的需求，結(jié)合電子信息類學(xué)科專業(yè)特色和人才培養(yǎng)需求，切實以教育信息化為契機推動教學(xué)改革和課程改革[1]，提出了對嵌入式微處理器結(jié)構(gòu)與應(yīng)用課程進行改革，以進一步推進加快建設(shè)“教育強國”和“制造強國”，并在培養(yǎng)學(xué)生獨立思考能力及動手能力起到積極的推動作用。與此同時，通過課程改革，提高學(xué)生在智能硬件技術(shù)中應(yīng)用創(chuàng)新設(shè)計能力，促進智能硬件行業(yè)技術(shù)的應(yīng)用升級，更好地為市場推送優(yōu)秀的智能硬件行業(yè)人才，這也是高等教育發(fā)展的核心。

嵌入式技術(shù)是一門綜合多領(lǐng)域知識的工程應(yīng)用技術(shù)，具有很強的技術(shù)性和實踐性，而嵌入式微處理器結(jié)構(gòu)與應(yīng)用作為我校電子信息類嵌入式方向的一門專業(yè)必修課，是培養(yǎng)學(xué)生實踐應(yīng)用能力的關(guān)鍵。我校此課程是在單片機原理及應(yīng)用和嵌入式操作系統(tǒng)課程的基礎(chǔ)上開設(shè)的，掌握其方法是后期嵌入式系統(tǒng)開發(fā)必不可少的。嵌入式技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)、智能穿戴和智能儀表等產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，在工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用中占有重要地位[2]。從早期通用計算機中的CPU演變來的嵌入式微控制器，到近年來，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，嵌入技術(shù)日漸普及，日常生活中也處處可見其身影，從隨身攜帶的手機，到家庭中的智能冰箱，再到工業(yè)生產(chǎn)、汽車電子等，無不采用嵌入式技術(shù)[3]，隨著技術(shù)的發(fā)展進步，以及不斷提高的工業(yè)領(lǐng)域的智能化程度，嵌入式系統(tǒng)的重要性愈發(fā)凸顯。在當(dāng)今世界，嵌入式技術(shù)發(fā)揮著越來越重要的作用。目前，當(dāng)代大學(xué)生大多應(yīng)用能力不強，難以適應(yīng)社會的發(fā)展，因此，基于嵌入式微處理器結(jié)構(gòu)與應(yīng)用課程的改革對學(xué)生而言，是極為重要的，也是提升學(xué)生綜合競爭力的有效途徑。此外，隨著企業(yè)對嵌入式人才需求越來越大，也側(cè)面促使嵌入式系統(tǒng)的相關(guān)課程教學(xué)會迎來一個新的發(fā)展機遇。而對于重視培養(yǎng)應(yīng)用實踐能力的本科院校來說，這更是完美契合了我校深化實踐教學(xué)改革，致力于培養(yǎng)具有實踐精神和創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才的宗旨。

2 課程教學(xué)方式的改革

2.1 激發(fā)學(xué)生自身學(xué)習(xí)興趣

信息化時代，電子產(chǎn)品縱橫，隨著短視頻泛濫，多數(shù)大學(xué)生容易沉迷于網(wǎng)絡(luò)娛樂，導(dǎo)致大部分學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的自覺性，尤其是對于難度較大實用性強的專業(yè)課程，而嵌入式微處理器結(jié)構(gòu)與應(yīng)用課程所涉及的原理內(nèi)容、專業(yè)知識較多，且需要學(xué)生從實踐的角度去掌握嵌入式的知識。所以，課堂上，很多同學(xué)容易出現(xiàn)注意力不集中的現(xiàn)象，教師與學(xué)生互動相對較少，學(xué)習(xí)效果不佳。針對此現(xiàn)象，本文建議授課教師可以在教學(xué)過程中，利用信息化教學(xué)手段，以進一步提升學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，同時將教學(xué)融入實際生活，在課件或授課過程中，加入形象生動的視頻或產(chǎn)品實物演示，讓教學(xué)更貼近生活，學(xué)生明白學(xué)為所用，學(xué)有所用，從而學(xué)習(xí)目標(biāo)更為明確。此外，為進一步有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和能力，應(yīng)注重前沿科技，教師有機會可以向?qū)W生展示緊跟時代發(fā)展趨勢的嵌入式技術(shù)相關(guān)項目的成果，并以直觀演示，這種理論與科技的融合方式，結(jié)合視覺上帶來的沖擊，可以充分激發(fā)學(xué)生的興趣和創(chuàng)新欲。與此同時，將思想育人、道德育人貫穿教學(xué)過程，在課堂加入思政元素，培養(yǎng)學(xué)生求真務(wù)實、探索創(chuàng)新的科學(xué)精神，樹立為建設(shè)科技強國奮斗的理念，進一步加強社會主義核心價值觀。

2.2 提升動手實踐能力

在本科院校人才培養(yǎng)體系中，常見的嵌入式系統(tǒng)課程主要側(cè)重于技術(shù)原理的學(xué)習(xí)以及實踐能力的培養(yǎng)[3]。本課程是一門以理論為引導(dǎo)，實踐應(yīng)用性較強的課程，整個課程體系中，其理論教學(xué)課時分布相對較多，而傳統(tǒng)的實際課堂中，主要以介紹或鞏固理論知識為主，灌輸式現(xiàn)象嚴(yán)重;實踐部分主要由單獨的主題實驗構(gòu)成，導(dǎo)致學(xué)生記憶相對零散，極易造成一種理論和實踐分離的錯覺，從而很容易導(dǎo)致學(xué)生對課程的整體把握不強。對于實踐性較強的電子信息類學(xué)生而言，所學(xué)專業(yè)知識希望能與可視化實踐操作無縫連接，但學(xué)生難以抽離課堂進行相關(guān)知識項目實踐操作。因此，為更好地融合課程，促進課程的整體意識，建議將課堂分成兩部分，線下以實體課堂為主，注意以理論課的理論知識主為主，線上課堂則主要用于放置預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)以及重難點知識視頻，讓學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí)，并及時引入學(xué)生實踐視頻或產(chǎn)品制作流程，確立以實踐為重點的理念，注重知識的新穎性，實用性。例如增加一些外設(shè)的應(yīng)用，實驗課再進行理論的鞏固，其中，由于實踐過程中，會需要完成一個具體功能小項目的綜合性實驗，通常包含幾個章節(jié)的內(nèi)容，可以由指導(dǎo)教師指定或讓學(xué)生自由選擇組隊共同完成項目，鍛煉其團隊合作能力，并讓理論的實踐成為可能，這樣不但便于知識的整體掌握，而且還能激發(fā)創(chuàng)造力和想象力。最后，指導(dǎo)老師根據(jù)每個學(xué)生的實踐表現(xiàn)，實驗過程的參與度以及實驗完成情況進行評價和評分，確保實踐成績的公平性。因此，課程改革的主要目的在于培養(yǎng)學(xué)生的實際操作能力，促進學(xué)生個體實踐能力與理念思想的全面提高。

3 課程體系的改革

3.1 以學(xué)生為中心

針對以往教學(xué)過程中的灌輸式為主，對學(xué)生主體和學(xué)習(xí)過程缺乏關(guān)注的教學(xué)現(xiàn)象，為了讓學(xué)生學(xué)習(xí)更為自主，本課程改革強調(diào)以學(xué)生為主，灌輸性與啟發(fā)性相統(tǒng)一的理念。因此，高校教師需要樹立以學(xué)生為中心的教學(xué)理念。學(xué)生學(xué)習(xí)過程中，教師是導(dǎo)航者、輔導(dǎo)者，而學(xué)生則是學(xué)習(xí)的主體，鼓勵給學(xué)生提供更多的時間和空間去自主探索，開拓思維。如：采用翻轉(zhuǎn)式課堂，上課前，學(xué)生通過平臺學(xué)習(xí)教師事先錄制的視頻，并完成其測試，有不懂或需要擴展的地方，學(xué)生可自行在論壇上提出或通過同學(xué)間討論，然后查詢相關(guān)資料，帶著思考性去學(xué)習(xí)或上課，這樣有助于提高學(xué)生的啟發(fā)性，進一步提升學(xué)生的課堂專注力和學(xué)習(xí)效率。然后，課堂上，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體性，教師給予足夠的時間互動，讓學(xué)生及時反饋預(yù)習(xí)中遇到的問題，并逐一答疑，針對學(xué)習(xí)基礎(chǔ)好的同學(xué)，進行拓展式教學(xué)，鼓勵學(xué)生擴展學(xué)習(xí)視野，與此同時，課堂交流的過程中，讓學(xué)生和教師的關(guān)系進一步升華，有效促進學(xué)習(xí)效率。因此，這種學(xué)生為主，教師為輔的教學(xué)方式， 重點關(guān)注了學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)，同時將預(yù)習(xí)的灌輸性學(xué)習(xí)與課堂的啟發(fā)性教學(xué)相結(jié)合，充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性，為課程改革的順利開展奠定了基礎(chǔ)。

3.2 項目驅(qū)動，“賽”“課”結(jié)合

隨著科技強國戰(zhàn)略的提出，對創(chuàng)新應(yīng)用型人才的培養(yǎng)尤為重要 [4]。為進一步增強學(xué)生的創(chuàng)新和實踐能力，在嵌入式微處理器結(jié)構(gòu)與應(yīng)用課程改革過程中，應(yīng)兼顧原理注重實用，確立以實踐為重點的理念，利用項目驅(qū)動式教學(xué)，注重知識的新穎性、實用性，讓學(xué)生有盡可能多的機會進行實踐，加深理解和記憶。同時，采用項目式教學(xué)的形式推進教學(xué)方法的改進，提高教學(xué)質(zhì)量，增加課程建設(shè)的實用性。此外，根據(jù)學(xué)生的個性化發(fā)展需求，讓學(xué)生在“學(xué)中做，做中練”，鼓勵走出“第一課堂”，投入“第二課堂”，利用課余時間，參加課程相關(guān)的電子競賽，進行“賽”“課”結(jié)合，在實際比賽中進一步鞏固理論所學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的團體協(xié)作意識。同時，把加強學(xué)科競賽工作納入實踐教學(xué)建設(shè)中，改革課程體系，以達(dá)到充分激發(fā)學(xué)生的興趣，提高學(xué)生的動手實踐和創(chuàng)新能力的目的。

此外，教師可進行探究式、企業(yè)實踐項目教學(xué)，積極引入校企合作，鼓勵本校導(dǎo)師和企業(yè)導(dǎo)師一起參與實訓(xùn)，對學(xué)生進行教學(xué)、指導(dǎo)和評分;使學(xué)生所學(xué)的知識緊跟時代的步伐，讓學(xué)生的工程創(chuàng)新意識和運用理論解決實際問題的能力得以形成，有助于學(xué)生全面掌握嵌入式技術(shù)的應(yīng)用內(nèi)容，明確社會對人才的需求，促進企業(yè)人才的轉(zhuǎn)變，符合應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

3.3 采用信息化教學(xué)模式

傳統(tǒng)的嵌入式課程的，側(cè)重于知識原理的學(xué)習(xí)，課堂上，教師侃侃而談，滔滔不絕，主要任務(wù)是進行知識的灌輸，而嵌入式微處理器結(jié)構(gòu)與應(yīng)用課程涵蓋內(nèi)容廣泛，課程學(xué)時又相對緊張，學(xué)生很難在課堂教學(xué)中掌握并精通所涉及的硬件、軟件，且教學(xué)資源陳舊、短缺、乏味，大學(xué)生或睡覺者、或發(fā)呆者、或看閑書者、或心不在焉等，而教師在講臺上或視而不見，或置之不理，始終保持著“教”和“學(xué)”的這種關(guān)系[5]。而專業(yè)課的講授，應(yīng)有效避免陷入單一的專業(yè)知識介紹或?qū)I(yè)技能訓(xùn)練模式，應(yīng)該側(cè)重專業(yè)思想、方法乃至興趣性學(xué)習(xí)。所以，課程改革過程中，應(yīng)有效使用多媒體進行課堂教學(xué)，讓抽象、內(nèi)容繁多的課堂教學(xué)生動形象化，從而打破這種缺乏積極性的學(xué)習(xí)狀態(tài)。除此之外，還可以將嵌入式微處理器的硬件結(jié)構(gòu)與程序設(shè)計的過程采用動態(tài)模擬給予直觀展示，讓抽象的難理解的內(nèi)容變得更加生動，將傳統(tǒng)講授法與多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合進來，利用多媒體網(wǎng)絡(luò)模擬現(xiàn)實環(huán)境，實現(xiàn)信息共享、人機交互和即時反饋。

引入信息化教學(xué)后，課堂可由課前、課中、課后三大環(huán)節(jié)組成。課前，為改善預(yù)習(xí)效果，通過教師錄制視頻，并在相關(guān)教學(xué)平臺將課堂所需的教學(xué)內(nèi)容和視頻上傳，對學(xué)生觀看視頻情況進行監(jiān)控和督促，然后學(xué)生不管是在宿舍，還是食堂，都可以不受時間地點的限制進行學(xué)習(xí)，有了視頻作為載體，不同層次學(xué)習(xí)能力的學(xué)生可根據(jù)自身理解對視頻進度進行掌控，陣地個別忘記觀看的同學(xué)，教師端系統(tǒng)可發(fā)送提醒消息。課中，教師根據(jù)學(xué)生觀看視頻以及重難點知識的掌握情況，進行二次傳授，并將大部分時間用于教師跟學(xué)生互動以及引導(dǎo)學(xué)生進行反思以及拓展性學(xué)習(xí)，然后，針對學(xué)生難以理解的重難點內(nèi)容，不斷強化練習(xí)，并結(jié)合實際應(yīng)用展開，以便學(xué)生理解。課后，通過發(fā)起話題討論，以及課后作業(yè)，及時考查學(xué)生對課堂知識的理解和運用能力。

4 課程考核方式的改革

為改變傳統(tǒng)單一卷面單一方式的考核方法，本課程改革過程中，需要建立全面完整的成績評定體系，充分利用仿真平臺，并結(jié)合硬件電路，增加試題的多樣性，以更真實地反映學(xué)生的知識掌握情況。因此，考核手段和考核方式應(yīng)多元化、合理化。在理論考試的基礎(chǔ)上，增加對實踐能力的考核，并適當(dāng)調(diào)節(jié)理論考試成績在最終成績中的比例，增加實踐成績的比重，以鼓勵學(xué)生積極參與實踐，重在運用知識，向培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)前進。因此，建議最終的成績由理論考試成績、實踐成績以及平時成績組成[6]，其中，三者所占比例分別為6：3：1。此外，平時成績的組成主要體現(xiàn)在線下課堂點名、網(wǎng)站視頻學(xué)習(xí)程度以及課后作業(yè)三部分組成，分別占比為：1：3：3。

5 結(jié)束語

結(jié)合學(xué)校培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高水平應(yīng)用型人才的宗旨以及嵌入式系統(tǒng)課程的特點，本文提出嵌入式微處理器結(jié)構(gòu)與應(yīng)用的課程改革。將此課程改革運用于教學(xué)中，“賽”“課”結(jié)合的手段，也有助于課堂知識的掌握和運用;信息化教學(xué)的引入，側(cè)重學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，更契合新時代的要求。目前，嵌入式微處理器結(jié)構(gòu)與應(yīng)用已經(jīng)得到了全面優(yōu)化，實踐證明，該課程改革在培養(yǎng)學(xué)生獨立思考能力及動手能力起到了積極的推動作用，在有效鍛煉了提升學(xué)生應(yīng)用創(chuàng)新能力的同時，還促進了線上線下教師與學(xué)生的互動交流，以及提升老師線上組課、管理課堂的能力。結(jié)合我校培養(yǎng)人才的目標(biāo)以及新時代對應(yīng)用型人才的需求，對課程的教學(xué)方式和體系和進行了新的探索和改革，旨在改善教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)高質(zhì)量應(yīng)用型人才，大力推動新工科建設(shè)。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 李佳，吳同金，龐志華.應(yīng)用型本科電子信息工程專業(yè)嵌入式課程教改研究[J].北華航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報，2021，31（4）：54-56.

[3] 張凱龍，吳曉，苗克堅.面向新工科的嵌入式系統(tǒng)知識體系創(chuàng)新研究[J].無線互聯(lián)科技，2019，16（9）：110-114.

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[5] 武娟紅.應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)下的單片機課程教學(xué)改革[J].現(xiàn)代職業(yè)教育，2021（47）：68-69.

[6] 羅珍珍.獨立院校微信小程序開發(fā)與應(yīng)用課程的教改研究[J].科技與創(chuàng)新，2019（22）：154-155.

【通聯(lián)編輯：謝媛媛】

收稿日期：2021-11-08

基金項目：廣西高等教育本科教學(xué)改革工程項目（項目編號：2019JGA390）;2020年度校級應(yīng)用型課程建設(shè)項目-嵌入式微處理器結(jié)構(gòu)與應(yīng)用（項目編號：2020YYY29）

作者簡介：羅珍珍（1992—），女，湖南永州人，講師，碩士，研究方向為嵌入式系統(tǒng)以及信號處理。