一、现状分析
作为智能科学与技术专业的一门专业课程，“嵌入式系统及应用”需要模拟电子技术、数字逻辑、电路理论基础、C语言程序设计等相关课程基础知识，另外还需要学生有较强的动手能力。因此这门课程是一门较难的课程，在教学过程中会遇到各种各样的问题，主要表现在以下几个方面。1.授课计划安排不合理。教学课时少，缺少“线下”的辅导答疑，独立完成实验效果较差，实践与理论没能很好地结合，导致了学生只掌握了理论知识，实际运用、动手编程的能力还有待提高。2.授课内容不合理。地方院校的嵌入式系统及应用课程缺少嵌入式操作系统的内容，而且教学内容陈旧，且理论知识多、实践操作课时少。3.实践环节少，学生动手能力差。嵌入式对于一般学校而言，由于经费投入不足，嵌入式实验设备不完善，使得课程教学过程中，偏重理论讲解，学生对课程知识的工程化应用了解少，缺乏现场观摩的认知度。4.师资力量薄弱。主讲老师偏重理论教学，学生缺乏工程设计及实践性引导，学生学习后仍不能进行相关应用开发。5.考核方式不全面。考核方式上，由于平时分只占总分的30%，导致一些学生不重视课后作业和实验，加上期末考试重点考核的是理论知识，学生只要掌握好理论知识，也一样可以通过考试。这样的考核方式很难反映出学生的真实水平和实际能力，也很难让学生的实际应用能力得到实质性提高。
二、改革思路
以提高学生的实践动手能力为导向，增大实践环节比重，将实验内容与课程设计内容相结合，采用课题驱动方式进行实验教学。采用多种改革形式，包括合理优化好教学内容，采用“课内+课外”、“线上+线下”、“课堂+现场”、“主讲+聘请”的教学手段和教学方法以及“平时+期末”的考核方式。1.合理优化好教学内容。“嵌入式系统及应用”是武汉工程大学智能科学与技术专业特色专业课程，针对以往课程教学内容陈旧的问题，利用好学生在处理器方面的开发经验逐步引导其了解嵌入式系统开发的方式方法、建立嵌入式系统设计的思维模式，便成为教学的首要任务。其工作重心是系统讲述32位嵌入式处理器ARM7的功能特点及与其他处理器的区别比较，介绍ARM7与嵌入式操作系统结合后的突出优点，注意与前期学习的开发知识相联系，适当介绍各类相关ARM处理器的特点以扩大学生的知识面，把培养学生的设计思维能力和动手能力贯穿于整个教学过程之中，最终达到学生能够熟练掌握嵌入式系统的共性技术并能针对ARM处理器做一些简单设计开发工作的目的。2.在教学手段和教学方法上，以“课内+课外”、“线上+线下”的形式，培养学生的学习兴趣，鼓励学生自学，让学生积极主动地进行有目的的学习，采用“产品任务驱动”教学法，在嵌入式人才的培养目标、职业规划、教学设备、教材、教学模式等方面彻底改变“重理论轻实践”的传统教学模式，不仅仅将理论教学与实践教学融为一体，更是将技能传授、行业规范与岗位素质培养融为一体。了解嵌入式系统的应用场景和方法，通过“主讲+聘请”的形式，让学生掌握基础理论和算法，扩展学生的知识面和眼界。3.改善现有的考核评价体系。通过“平时+期末”考核方式改革，增大平时分比重，强调平时学习的重要性，并且以实验考核为主，要求学生综合运用知识，独立完成以项目为导向的嵌入式系统。在评价学生学习的环节中，设计采用堂内学习、堂外实验、平时作业、上机实验、半期考试和期末考试相结合的学生全过程学习效果综合评价体系。学生课程最终成绩的构成为：平时成绩占10%、实验成绩占25%、期中考试占10%、期末考试占55%。该综合评价体系的设计，以“考试只是方法，知识学习和能力培养才是目的”的思想，督促学生重视知识获取和能力培养，有助于调动学生在实践训练、课堂讨论、师生互动、协作交流等方面的学习自主性，在课程学习的全过程中促进学生建立积极思考、努力进取的良好学习氛围。
三、综合改革设计
综合改革设计：实行“课内+课外”、“线上+线下”、“课堂+现场”、“主讲+聘请”教学模式改革和“平时+期末”考核方式改革，多种形式并行。1“.课内+课外”一体化教学改革做法为精简课内讲授学时，增加课外学时数，将原有的32课堂学时缩减为现有的24学时，将原有的8课外学时增加为40学时。课堂教学贯彻“少而精”原则，理论知识要讲透，还要与实践相结合，结合具体实例讲解嵌入式系统的应用场合。重视基础，以嵌入式系统基础以及软件的核心嵌入式实时操作系统为重点，全面介绍嵌入式系统概况、硬件和软件、嵌入式操作系统内核设计和应用、嵌入式系统的设计和开发。强调实践的重要性，注重基本训练与创新能力的培养。培养和训练学生掌握基本的嵌入式软件开发能力，实现教学方式的几个转变：从纯软件到硬/软件结合、从“纸”上谈兵（编程序）到“板”上谈兵、从“懂”怎么做到“会”做、从讲/听到讲/听/做。注重课程内容的时效性，处理好经典与现代的关系，不断跟进嵌入式系统、基础软件等相关领域的最新发展状况，把科研成果和教研成果引入教学。2“.线上+线下”教学改革做法是将教学内容和过程“网络化”，请讲课经验丰富的老师录制课堂教学视频，开发具有特色的线上课程，利用网络平台组织教学，指导和管理学生进行自主学习。使用现有网络教学资源辅助课程教学，督导学生在课外观看学习，教师在课堂内组织辅导、讨论、答疑及专题讲座。3“.主讲+聘请”联合教学改革做法是聘请企事业单位相关专业人士、校外专家或工程师共同讲授这门课，将专家们的工程、社会实践经验与学生分享，扩展学生的知识面和眼界。每年拟聘请4位专家讲授8学时，每一位专家２学时，给学生作一次专题讲座。4“.课堂+现场”教学改革做法是在课堂讲授相关理论部分之后，在实际生产、工作现场或校内外实习实训基地进行现场教学，通过现场示范，让学生身临其境。重视与相关企业的联系，善于利用各种资源，为学生建立若干实习基地与创新基地。武汉立科特智能科技有限公司嵌入式软件工程中心、武汉软帝科技有限公司等均已成为学生的实习基地和创新基地，学生可以在那里开展一些实训项目，通常采用将毕业设计内容与具体的研发项目相结合的方式。近年的尝试表明，这样的方式可以大大增强学生的实际开发能力，所完成的毕业设计内容具有一定的实用价值，学生普遍反映能够学到更多的知识和掌握更实际的技能。5“.平时+期末”考核方式改革做法是增大平时分比重，将平时考核所占的分数比重由30%提高至50%，强调平时学习的重要性，并且以实验考核为主，要求学生综合运用基本理论知识，独立完成一个有意义的实例项目嵌入式系统（如工业控制、数据采集、数据通信、智能仪表、DCS控制系统等）。平时成绩组成：课堂讨论表现及课外作业完成情况；实验成绩组成：上机实验及实验报告完成情况和上机考试成绩；半期考试成绩：测试学生对前半期授课内容的掌握情况；期末考试成绩：测试学生基础知识及综合应用能力，进而从思想深处改变学生在其他课程中重理论轻实践的现象。
四、改革效果
“嵌入式系统与应用”课程从武汉工程大学计算机学院智能科学与技术专业2010级开始开设，已经开设三届。根据每届学生的考试成绩统计分析，其开课及格率平均为96%。通过本课程的理论知识学习及综合实验设计，学生的动手能力有了很大提高，很多感兴趣的学生在课外自己购买相应的嵌入式开发板，做出了很多小课题实验，部分学生更是应用学到的课程知识参与各项课外科技比赛，获得了较好的成绩。
五、结论
“嵌入式系统及应用”课程特点是知识点很多、实践性很强。为解决传统教学中学生学习效果差的问题，我们对该课程提出来几点改革意见，希望为培养符合创新型社会需要的高素质人才给予一定的有益参考。
作者：曾祥进 王海晖 王子维 章刘斌 单位：武汉工程大学 计算机科学与工程学院
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