“双创”视域下嵌入式课程教学改革探讨

张娴静 褚含冰

（郑州工业应用技术学院，河南 郑州 451100）

0 引言

嵌入式课程作为高校数学、计算机、电子、通信等专业的基础理论课程，重点在于培养具备计算机、网络通信等领域工程技术知识的高级技术人才，对“大众创业、万众创新”社会的发展能起到巨大推动作用。然而目前传统的嵌入式课程教学更多是基于技术视角，对CPU结构、汇编语言、操作系统使用等知识内容进行讲解，未关注到学生创新创业能力方面的培养，可见并未完全发挥出该课程的优势。因此，本文将基于“双创”视域，对嵌入式课程教学改革展开全面讨论，希望能为高校教育改革提供实践参考。

1 当前嵌入式课程教学存在的不足

在当前“双创”时代背景下，Linux系统编程应当成为嵌入式开发的核心点，在专业教学中一定要重视更多创新实验训练的增设，才能契合时代发展需求。但是从当前嵌入式课程教学实际情况来看，学生所学内容依旧是基于Windows系统，以ARM处理器为微处理器，用C语言进行编程，对Linux知识仅有简单了解，实验也更多是验证性实验，并无太多创新。同时，教学方法也较为单一，以教师为主导的教学现象十分普遍，课程考核也更看重分数成绩，对学生学习过程、实验结果的考核有所缺失。同时，在课堂上师生互动不足，学生的积极性不高，再加上受到学校师资、实验室条件等各方因素的限制，教师与学生均呈现出实践经验不足的情况，导致其创新精神与创业能力未能得到有效培养。

1.1 教学内容滞后，难以适应社会发展

现如今的嵌入式技术发展日新月异，完全掌握相关知识较为困难，因此对教学内容的更新提出了更高要求，必须牢牢把握这一行业领域的前沿技术。但是目前嵌入式课程所用教材及安排的教学内容较为滞后，与行业用人需求不匹配。比如，嵌入式课程的内容主要包含嵌入式系统软件开发与调试、ARM体系结构知识学习、基于s3c2410系统的硬件设计以及简单介绍Linux基础知识等，而很明显以上内容很难配备上如今人工智能、物联网、大数据等技术的发展趋势。

此外，实践教学比较缺失，目前嵌入式课程教学内容依旧以理论为主，实践为辅，尽管教学活动安排了课内实验与课程设计，但是学生普遍不够重视，导致实验形式化现象严重。此外，大部分实验主要是验证性实验，不够创新；实验室环境较差，许多实验装置许久未更新，设备老旧且故障频发，严重影响实验结果的准确性，导致学生实验热情消磨殆尽。

1.2 教学方法传统，忽视创新能力培养

嵌入式课程教学方法存在明显的“重理论、轻实践”情况，大多数时间为教师主导，学生被动学习，完全是教师的“一言堂”，学生只能坐在座位上接受，如此灌输式教学模式不利于培养学生的创新能力，更谈不上创业思维的激发。此外，嵌入式课程的考核方式采取的是“平时成绩+期末成绩”的方式，其中平时成绩只占总成绩的20%，涵盖出勤、作业、课堂表现等，而期末成绩则占到80%，考核内容也主要为理论知识。这种课程考核方式同样忽视了实践内容，所以许多学生并不看重实践，认为只要在期末考试前“突击”划重点，基本都能通过。此外，嵌入式课程的实训也主要是在校内完成，形式化严重，学生的实践能力并没有得到切实增强。

2 “双创”视域下嵌入式课程教学改革策略

针对当前嵌入式课程教学中存在的不足，高校方面一定要组织教师多多展开教研工作，讨论课程教学改革方案，基于社会时代发展趋势以及“双创”视域，重点培养学生的创新创业能力，成长为应用型与创新型人才。

2.1 明确教学目标，创新教学模式

笔者认为嵌入式课程应当实施“三个层次，一个核心”的教学模式，其中“一个核心”指的是以创新创业能力培养为核心，而“三个层次”则是依据应用型人才培养需要所明确的基础理论知识、综合应用实践、创新创业实训三个层次的教学内容。详细来讲，在基础理论知识学习阶段，主要集中于嵌入式系统设计方法、微控制器基本结构与应用、嵌入式操作系统与应用等方面；在综合应用实践阶段，应当重点放在嵌入式课程设计方面，将学生进行小组划分，合作完成相应的软硬件实物以及完成设计报告，进行最终答辩。同时，还应多组织学生参加全国信息软件技术人才大赛嵌入式设计，以此培养学生的综合应用实践能力；在创新创业实训阶段，鼓励学生多多申报大学生科研项目、双创实训项目、“互联网+”创新创业比赛等，以此培养学生的创新能力及创业意识。

通过对教学模式的创新以及教学目标的明确，学生能够更全面地掌握嵌入式系统技术，实现理论知识与实践能力的同步提升，既能完成硬件方面的电路设计、PCB制作、电路调试等操作，也能完成软件方面的系统设计、RTOS系统应用以及常用算法应用等操作。由此可见，凭借着“三个层次、一个核心”的教学模式设计，对各个教学环节的教学目标任务予以明确，能实现嵌入式课程知识的系统化讲授，轻松达成“双创”教育任务目标。

2.2 优化教学内容，重视实践教学

对嵌入式课程教学内容的选择，学校方面需要组织教师队伍进行集中商议，尽可能保证教材内容涵盖到嵌入式开发相关内容，因为这方面学习内容与当前市场对人才的需求契合。目前市场对Linux系统编程、Cortex-A8与Linux平台开发、驱动程序设计等方面人才需求有所提升，教学内容应当聚焦这些领域，让学生学会在Linux环境下自主开发调试，解决Linux多任务编程的相关问题；掌握Cortex-A8与Linux平台开发知识，能够着手搭建底层平台；深入了解Linux内核机制以及学会开发驱动程序，自主进行软硬件调试。

理论知识内容的教学要合理选择案例，结合行业实例展开教学，让学生一边接触行业发展前沿信息，一边深入钻研理论知识，培养学生的创新与探索精神。而实践方面的教学，一定要明确实践目的，尝试问题导向教学方式，通过问题的提出、分析、解决，让学生亲历知识形成的过程，并形成系统性的思维模式，全方位培养学生的创造性、创新性思维，实现全面发展。当然，做好实践教学还离不开学校相关经费的投入，多购入嵌入式开发产品，为学生的创新创业实践打造平台，选择有一定难度的开发项目，让学生以小组合作的形式进行创新研究。同时，也鼓励学生参加各种竞赛以及课题申报，重点发展学生实践动手能力。

2.3 改进教学方法，重视产教融合

为了提高教师的教学能力，学校方面需要组织教师通过学习培训、专家讲座、企业实习等方式，提高教师理论与实践方面的教学能力，通过亲身感受企业的创业、运作过程，才能在指导学生理实结合以及创新创业方面更有说服力。

在课堂教学过程中，要更多使用信息化教学手段，重视“案例+实践”的教学方式激发学生的创新意识。同时，在移动互联网广泛普及的年代，还可打造更多线上课程，为学生构建在线学习平台，以微课视频的方式引导学生自主学习，完成课堂内外的有效联动，提升教学效果。

而实践教学则要注重产教融合，力求促进学生所学知识的有效内化。学校可诚邀企业管理人员为学生讲解行业的最新发展信息以及未来发展趋势，拓宽学生视野，激发学生创业意识。同时，也应与企业合作建设培养渠道，为学生安排实习通道，让学生在实践中不断积累经验，为今后创业做足准备。嵌入式课程的实践教学大部分为基本验证试验与综合应用设计实验，后者实验内容可直接引入企业的项目，企业方面可派人指导，与师生一起完成项目设计。在教学过程中，需要所有学生参与到项目需求分析、方案设计、测试调试等各个环节，让每一位学生都能掌握产品设计开发过程，进而实现学习内容的有效内化。

2.4 理实结合教学，培养双创能力

“双创”背景下嵌入式课程教学改革，需要重视学生创新创业能力的培养，一方面需要实现理论教学与实践教学的一体化以及教学内容安排的项目化，另一方面则要针对嵌入式设计开展校内赛、参加全国比赛。理实结合教学离不开项目化的教学内容，如上文所言可直接引入企业的真实项目，基于CDIO理念，让学生进行项目可行性分析、软硬件设计、电路调测等操作，学校实验室应当为各个项目小组提供开发板套件，保证学生顺利完成第二次开发，实现教学时间与空间的有效延伸。同时，在不同的教学阶段，要鼓励学生参加更多竞赛活动，比如在基础阶段可鼓励学生参加学校举办的嵌入式设计大赛，在实践实训阶段则鼓励学生参加全国大学生电子设计竞赛，通过课程与竞赛有机结合的方式，激发学生的实践动手积极性，有助于其创新意识与创业能力的培养。

2.5 改革考核体系，合理评价学生

在以往的嵌入式课程教学当中，针对实践教学并未进行单独考核，所以许多学生对实践环节不够重视，直接导致实践教学成效难有提升，所以笔者认为应当将嵌入式课程的考核按照理论与实践进行拆分评价，其中理论考核依旧采取笔试形式，而实践考核则由教师依据学生的项目完成情况或是现场实验测试情况进行打分，如此能更全面地评判学生的项目完成能力以及学习目标完成情况。详细来讲：（1）理论成绩=平时成绩×30%+期末考试成绩×70%。其中，平时成绩包含作业、出勤、课堂提问等方面，并且对作业完成情况进行A、B、C、D四个等级的评定，通过百分比折算累计为平日作业成绩；而期末考试的试题则由教师从试题库中选择或自主出题，要至少保证有一道综合性试题。（2）实践成绩=平时成绩×50%+期末考试成绩×50%。而平时成绩主要分为考勤、课内实验、实验报告三个方面，其中课内实验则主要考核学生实验的完成度与结果，实验报告的评定与作业相类似。

2.6 完善保障机制，夯实教学基础

一方面，完善实验实训保障。基于“双创”背景的嵌入式课程教学改革，需要重视实验实训方面的保障。首先，要打造嵌入式计算机实验室，负责课内实验教学内容的讲授；其次，校企共建Altium电子设计实训基地与ARM-ST嵌入式创新实践基地，负责双创项目的开发研究；最后，建设大学生创新创业中心，负责所有学生双创计划训练项目，对学生参加的竞赛项目进行指导。

另一方面，完善师资力量保障。嵌入式课程教师队伍应当与企业展开合作，致力于构建双师型教师队伍，所以可利用寒暑假期时间，让教师前往企业进行顶岗工作，积累经验有助于教学科研以及嵌入式系统产品项目设计，完善校本教材的编写。

3 结语

综上所述，在“双创”社会环境背景下，高校嵌入式课程教学改革正在稳步推进，逐步形成了以创新意识与创业能力培养为目标、以课程内容建设为抓手、以“双创”教育理念为指导的课程教学体系，旨在适应社会与行业发展，培养更多应用型与创新型人才。当然，嵌入式课程教学改革还有许多探索空间，在今后课程教学中，针对教学内容、教学方式、教学实践等方面还应顺应时代的发展变化深入探究，向社会输送更多具有创新精神与创业能力的优质人才。