项目驱动法在嵌入式实践教学中的研究
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第1篇摘要:随着教育改革的不断深入,嵌入式教学作为一种新型的教学模式,越来越受到教育界的关注。
本文通过对嵌入式教学的理论与实践进行探讨,分析了嵌入式教学的优势和存在的问题,并提出了相应的改进措施。
一、引言嵌入式教学是指将专业知识融入实践教学过程中,让学生在真实的工作环境中学习和掌握知识。
这种教学模式有利于提高学生的实践能力和综合素质,培养学生的创新精神和团队协作能力。
本文旨在探讨嵌入式教学的理论与实践,以期为我国高校教学改革提供借鉴。
二、嵌入式教学的理论基础1.建构主义理论建构主义认为,知识是通过个体与环境的互动而建构起来的。
在嵌入式教学中,学生通过实践过程与知识互动,主动建构知识体系。
2.情境认知理论情境认知理论强调知识是在特定情境中产生的,嵌入式教学通过将学生置于真实的工作环境中,让学生在情境中学习,提高学习效果。
3.多元智能理论多元智能理论认为,每个人都有不同的智能优势,嵌入式教学关注学生的个性差异,激发学生的多元智能发展。
三、嵌入式教学的实践应用1.课程设置嵌入式教学要求课程设置与实际工作紧密结合。
高校应根据行业需求,调整课程设置,增加实践环节,提高课程实用性。
2.师资队伍建设嵌入式教学需要具备实践经验的教师。
高校应加强对教师的培训,提高教师实践能力,确保嵌入式教学的有效实施。
3.实践教学基地建设高校应与企业合作,建立实践教学基地,为学生提供真实的工作环境。
同时,企业也应积极参与实践教学,为学生提供实习机会。
4.教学方法改革嵌入式教学采用多种教学方法,如案例教学、项目教学、翻转课堂等。
教师应根据教学目标和学生特点,灵活运用教学方法,提高教学效果。
四、嵌入式教学的优势1.提高学生的实践能力嵌入式教学让学生在真实的工作环境中学习,提高学生的实践操作能力和解决实际问题的能力。
2.培养学生的创新精神和团队协作能力嵌入式教学强调学生之间的合作与交流,培养学生的创新精神和团队协作能力。
3.提高学生的就业竞争力嵌入式教学使学生具备较强的实践能力和综合素质,提高学生的就业竞争力。
渐进式项目驱动法在嵌入式系统课程改革中的应用摘要:在借鉴德国项目驱动式教学经验的基础上结合嵌入式自身特点,引入项目驱动的渐进式教学和实验方法,调整嵌入式系统的授课和实验内容使其适合渐进学习的原则,从企业中引进适合理论和实验教学的实际项目,改革现有课程评价体系使其更侧重于学生的实际动手能力。
关键词:德国经验;项目驱动;渐进;嵌入式系统;评价体系项目驱动式教学法起源于20世纪80年代的德国,是一种建立在建构主义学习理论基础上的有别于传统教学的新型教学方法。
建构既是对新知识的理解与掌握,同时又包含对原有经验和知识的改造和重组,综合形成新的知识建构。
笔者引入德国项目驱动式教学并对其加以改造,形成了渐进式项目驱动法。
首先,依据渐进式教学原则认真分析嵌入式课程内容,调整原始教学方案、理论和实践教学内容;其次,结合企业和行业需求,在实际教学过程中引入真实企业项目,实现理论教学和实际需求的无缝连接;最后,现有的“一卷定胜负”考核方式过于单一,不利于有效衡量学生对课程内容的掌握程度,因此笔者给出了一种综合考虑理论和实验教学各环节的多样化考核方式,逐步完善嵌入式系统课程1 渐进式教学法及其应用1.1 渐进式教学法在理论教学中的应用渐进法教学注重从低起点出发,强调“循序渐进”学习过程。
我们按照该原则对理论课程进行分类,分为嵌入式系统导论、嵌入式系统硬件、嵌入式软件编程、嵌入式操作系统和实用软件设计5部分内容。
嵌入式系统教学内容安排如图1所示。
嵌入式系统导论除了介绍嵌入式系统的产生、现状及发展外,还主要以实际产品的开发流程为例详细讲解开发产品的各个步骤及对应的嵌入式系统知识,使学生对嵌入式系统有深入的了解,提高学习的积极主动性。
嵌入式系统硬件内容针对一种主流的处理器,按照由浅入深的步骤讲解嵌入式最小系统、嵌入式各个硬件功能模块及其设计,帮助学生了解和掌握硬件知识。
嵌入式软件编程主要针对具体功能对嵌入式的各个寄存器进行编程并实现其功能,以达到学生能够熟练编程的目标。
嵌入式课程中项目教学法的应用研究与实践嵌入式系统是当前最热门、最具发展前途的IT应用领域之一。
手机、电子字典、可视电话、数码相机等都是典型的应用嵌入式系统的产品。
嵌入式系统是一门实践性很强的课程,它需要软件、硬件等多方面知识的综合运用。
传统的理论教学方式不能很好地使学生掌握此门课程内容。
在嵌入式课程中引入适当的实际项目,引导同学们掌握嵌入式系统开发的方法和技巧就显得非常重要。
在建设创新型国家的进程中,高等工程教育变革的核心是实现从传统的知识传授主导型向能力培养主导型的转变。
回归实践、面向产业现状及发展需求是当前国内外工程教育改革的主要目标。
针对目前高等教育培养方式的不足之处,本文提出以项目为桥梁,使学校与企业和科研机构紧密结合,充分利用两者之间不同教育环境的互补和资源优势,在项目驱动下完成人才培养的一种开放式教学模式。
[1]一、目前嵌入式课程讲授中存在的问题1.实践内容与人才要求之间的矛盾随着计算机学科自身的迅速发展,知识更新换代的速度也越来越快。
嵌入式课程作为一门交叉学科,更新的速度更是日新月异。
同时,面对越来越严峻的就业压力,学生对教学过程中的“质”和“量”都提出了更高的要求,这就使得很多新的教学内容和思想需要及时地充实到各门课程中。
但是目前学校开设的实践内容还基于一些基本的实验,远不能满足社会对嵌入式人才的要求。
如何对课程的实践内容进行更新,在有限的课时内,既能保证学生对基本教学内容的理解,又能提高学生的创造性是广大教育工作者应认真思考的问题。
2.各个专业课程之间缺少交融嵌入式系统涉及到硬件和软件等多方面的知识。
涉及到的课程包括模拟电子电路、数字电子电路、C语言、数据结构和操作系统等。
当前计算机专业课的实践环节均是以课程为单位,实践内容大都围绕本课程进行设计,而忽略了多门课程之间的联系。
通过分析计算机科学与技术的专业课程设置,笔者发现其中不乏有联系紧密、互为基础课和提高课的课程,这为解决上述问题提供了思路,即将多门联系紧密的专业课实践环节组成有机整体,通过调整、规划和整合实践内容,让学生有计划、分阶段、循序渐进地完成实践环节。
项目驱动教学法在“嵌入式系统技术”课程中的改革探索摘要:项目驱动教学法是以项目任务为教学单元、通过完成项目来开展的一种教学方式。
文章将项目驱动教学法的学习模式引入到嵌入式系统技术的教学过程中,为应用型本科院校进一步深化实践教学改革提供参考。
关键词:项目驱动;嵌入式系统;创新型人才一、背景与理念嵌入式系统是当前最热门最有发展前途的it应用领域之一。
[1]汽车电子、家电控制系统、医疗仪器、航天航空设备等都是典型的嵌入式系统。
学习嵌入式系统技术具有较好的市场前景,但是嵌入式是软硬件结合的技术,且该领域发展太快,学习掌握相关的知识和技术的难度较高。
采用传统的教学方法教学,学生难以掌握嵌入式系统的开发技术。
嵌入式系统课程改革以“面向工程、项目驱动,能力培养、全面发展”的教育理念为指导,以教学内容改革、教学方法研究为切入点,抓好“三条主线”,即以培养学生的实践能力为主线、以素质教育为主线、以提高教学质量为主线,充分把学生转为学习的主动体,培养自主学习的能力,沟通、协作和组织能力。
二、“嵌入式系统技术”教学改革目标“嵌入式系统技术”课程注重理论与实践相结合。
“项目驱动”教学法具有针对性(针对具体工程项目),教学过程中将“项目引导、任务驱动”教学模式引入到“嵌入式系统技术”课程,将过去以传授知识为主的传统教学理念,转变为以解决问题、表达情感、完成任务为主的多维、互动式的教学,有利于实现教学目标。
[2] 教学改革的目标包括6个方面。
一是完善并强化课程管理:组合课程教学模块、设计课程能力训练项目、收集课程活动训练素材是实现课程管理的关键;二是对课程内容的改进与开发:基本要求是依据市场和时代发展趋势取舍教学内容,安排教学模块,保证课程能力训练项目和训练素材切合实际;三是改进教学方式与方法:即破除“以讲为主、先讲后练、讲练分离”的传统窠臼,切实突出学生的主体地位,切实突出项目训练;四是改进并完善学习评价体系:教学过程控制和课程考核设计等方面要进行创新和发展,体现专业和课程特色,并具体规定课程成绩考核的项目、内容、时间、方式、分值,考核的方法与标准见表1所示;五是加强信息技术与课程的整合:在整合课程内容时注意课程间的衔接,避免重复,注意知识的更新和新知识、新技术、新工艺的补充,同时利用现代化教育技术和手段(网络更新最新的知识要点),增大信息量,使学生打下扎实的理论基础;六是强化教师培训与考核,促进教师专业发展:一名教师仅具有教育理论素养和学科教学知识是远远不够的,还必须掌握一定的教学方法和教育技术应用能力,通过这些方法和手段把先进的教育理念和教学内容贯彻到教育教学过程之中,融入到教学实践活动中去。
184教育现代化传媒品牌投稿邮箱:chinajyxdhzzs@课程与教学项目驱动的嵌入式系统教学方法研究田金琴,王晓峰(北方民族大学 计算机科学与工程学院,宁夏 银川 750021)摘 要:针对培养具有工程实践能力的嵌入式系统人才的问题,依据卓越工程师教育培训计划和CDIO 工程教育模式的要求,提出基于项目驱动的计算机专业嵌入式系统方向应用型人才实践能力培养模式,包括培养目标定位、课程群体系架构设置、项目驱动的实践教学模式设计、实训项目设计四个方面,形成一套较为完善的嵌入式系统实践能力的培养体系。
关键词:项目驱动;CDIO;嵌入式系统;实践能力培养根据麦可思《2013年大学生就业报告》报告中的“2013年度就业黄牌预警本科专业”调查显示,计算机科学与技术专业位列其中,其主要原因是人才培养质量达不到产业的要求,一方面应届毕业生找不到专业岗位,另一方面企业招不到合适人才。
[1]这种现象反映出了国内很多的高校所设置的计算机专业教学内容、采用的教学模式和人才培养定位与当前的就业需求产生了很大的偏差。
如何根据社会对人才的需求,及时探索符合工程型人才的培养模式迫在眉睫。
依据实际出发,我校将计算机科学与技术专业设立了嵌入式系统和计算机图形图像处理两个专业方向。
嵌入式应用是计算机技术、电子技术、传感器技术、通信技术、网络技术,控制技术等技术综合应用体,也是当前最为热门的应用领域,社会对嵌入式人才需求量很大,2013年华清远见教育集团推出的《2012——2013年中国嵌入式开发从业人员调查报告》(第五届)指出,嵌入式人才需求目前仍然是供不应求,74%工程师认为左右参与调查的一线工程师均表示,自己所属的公司目前都急缺嵌入式开发方面的专业技术人才。
一 存在问题分析嵌入式系统是一个综合性很强的知识学科体系,发展时间短,国内很多高校的嵌入式专业是在计算机专业或者电子工程专业的基础上发展而来,并通过增设部分嵌入式系统相关课程来进行嵌入式人才培养,其结果往往是学生掌握的知识点零散,综合应用知识解决问题的能力欠佳。
项目驱动法在嵌入式实践教学中的研究
【摘要】根据嵌入式系统课程的特点,提出了在嵌入式实践课程中实施项目驱动教学,文中给出了具体的项目实施方案,实践证明项目驱动的教学方法极大提高了学生学习积极性,取得较好的教学效果。
【关键词】项目驱动;嵌入式;教学方法
1.引言
嵌入式系统是我院电子,通信和计算机专业的一门专业课程,该课程的目标是培养嵌入式方面的工程师,注重提高学生的动手实践能力,使学生获得一定的项目工程经验。
针对该门课程的特点,在《嵌入式系统》实践课上采用项目驱动教学模式,使学生学习的积极性得到了极大提高,取得了良好教学效果。
2.项目驱动教学模式介绍
项目驱动教学模式[1-4]是指:在教学过程中,以具体的一个项目为例,在整个教学过程中始终贯穿其中,将相关知识点融入到项目的环节中,从而激发学生的求知欲,在这个过程中,让学生由被动学习变主动学习,最终完成项目。
在项目实施过程中,要注意对项目题材的选取,既要包含基本的教学知识点,也要根据学生特点,选择有趣的,实用性的项目。
在学生组织方面,以小组为单位,合作完成项目,根据学生能力不同,设计难度系数不同的项目。
表1 项目所涉及知识点
项目名称组成知识点
远程温湿度监控系统温湿度传感器温湿度传感器原理,温湿度传感器驱动
web服务器(目标板端)Boa服务器的移植
Web浏览器(PC端)Html,cgi编程
3.项目具体设计
3.1 实践课程体系设置
传统的实验课程做法是按部就班的先做基础实验,然后再进行综合性实验。
在项目驱动教学过程中,为了激发学生的求知欲和学习兴趣,是先给出目标,即最终要完成的项目任务,然后将项目分解,进而完成项目。
以下笔者就以所教计算机专业的学生为例,介绍项目驱动教学法的具体实施。
针对计算机学生已修网页制作这门课程,设计了“远程温湿度监控系统”这一项目。
项目具体要求是,用
户可以通过网页远程获得宿舍的温度和湿度情况。
教师在实践课开始之初,就给学生给出期末要完成的任务,并对要完成的任务进行剖析,指出该项目完成所涉及的知识点如表1所示。
在给学生分析此项目基本情况后,教师给出对应知识点所需要完成的相关实验,即实训任务书,以及需要补充自学的知识。
如表2所示:
表2 项目所需完成实验
知识点必做实验
Boa服务器的移植linux系统安装,Linux基本命令
vi编辑器使用
gcc,gdb,makefile使用
linux开发环境搭建
bootloader,kernel,文件系统制作和烧写
Webserver的移植与网络通讯实验
温湿度传感器驱动驱动程序结构实验
温湿度传感器驱动
Html,cgi编程Html,Cgi编程(自学)
这样学生并不需要每个实验都要做,可根据自己的项目完成相应的基本实验。
3.2 项目拓展设计
项目拓展就是指在学生完成基本实验以后,根据自己小组所完成的项目任务的不同,需要额外完成的实验部分,这部分实验需要学生通过互联网和学院的开放实验室,通过自学,查找文献完成的实验。
如在“远程温湿度监控系统”这个项目中,温湿度传感器驱动程序的编写,boa服务器的移植,CGI程序的编写这些都是这个项目特有的内容,需要做该项目的学生单独学习。
通过这样的一种方式,使学生较好的完成了嵌入式知识体系的学习。
3.3 教师的作用
在项目驱动教学实践过程中,笔者从自身体验中,认为教师需要做以工作:
(1)项目内容设置要紧扣教学大纲和教学内容,根据课程特点来设置;
(2)项目难易程度要适度,这样学生才会有信心和兴趣去完成项目;
(3)基础实验部分,教师需要边讲边做,这样学生更容易理解,也加强了学生对知识点的掌握,对学生问的比较多的问题,需要重点讲解;
(4)项目拓展部分,教师应给出相应的参考文献给学生学习,引导学生如何查找文献,如何充分利用互联网;
(5)监管机制,由于是以小组为单位完成项目,难免会有一些学生不作为。
因此,需要每次实践课,对学生进行相应抽查,了解学生对知识点掌握情况。
(6)成绩评定。
对项目成绩的评定,从三个方面进行考核:一是作品效果,这个成绩可由各个小组组长对作品给定成绩,采用互评机制,取各小组组长评分的平均分;二是项目报告,项目报告的书写可以考察学生对各个知识点的掌握情况;三是作品答辩,通过答辩可以更清楚的了解每个学生在项目做所担当的角色。
通过这种考核方式有助于学生综合素质的提高。
4.结论
实践表明,通过项目驱动教学,学生学习的积极性大增,取得较好的教学效果。
同时也为学生参加各种大赛打好了平台。
在近2年的“博创杯”嵌入式物联网全国大赛中,学生分别获得了全国二等奖,三等奖的好成绩。
不少学生毕业后也走上了嵌入式开发的技术岗位。
参考文献
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