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嵌入式课程设计总结范文1
中图分类号:G642
0 引 言
大规模在线开放课程(massive open online course, MOOC)是基于课程与教学以及网络和移动智能技术发展起来的新兴在线课程形式。MOOC是一种全新的、更公平的教育模式,它借助互联网,通过MOOC平台的课程讲座视频、嵌入式课程进行测试与评估以及师生在线互动,教与学随时随地都可以发生[1]。然而,MOOC在迅速发展的同时,由于其自身存在的一些不可避免的问题,使得MOOC饱受争议。没有规模限制、没有先修条件、MOOC注册率高而完成率低以及师生不能深入交流等问题日渐凸显,且难以得到有效解决[2]。因此,MOOC被不断改进,许多新的教学模式应用到MOOC中,弥补之前MOOC的不足,超越了原有的MOOC模式,MOOC已经进入后MOOC时代。
在后 MOOC时代涌现的一些新样式中,SPOC最为典型。SPOC(small private online courses,小规模限制性在线课程)表示小型的、私有的、在线课程,它是针对MOOC来说的,这一概念最早是由美国加州大学伯克利分校的阿曼多?福克斯教授提出的[3]。与 MOOC相比,SPOC吸收和传承 MOOC的先进思想,将 MOOC的潜能更好地发挥出来,变革传统的教学结构,实现对现行课堂的有效翻转,最终提高教学质量。SPOC把学习的人数进行了限制,通常限定在几十人到几百人之间,不同于MOOC同一课程拥有注册人数几十万甚至几百万,另外,SPOC在MOOC的基础上增加了教师和学生面对面的交流。相比之下, SPOC的学习活动更加灵活高效,能满足学习者个性化学习的需求[4]。
嵌入式课程是信息技术行业的核心课程,在国外信息类人才培养中尤其得到重视。目前,嵌入式软件市场的规模剧增,已形成一个充满商机的巨大产业,并且成为整个软件业的发展支柱[5]。在家电、手机、各种数码产品等都向智能化方向发展的今天,嵌入式技术越来越成为当前最热门、最具发展前景的IT应用领域,吸引越来越多的工程师投入到这一行业[6]。本文研究嵌入式课程教学模式,通过SPOC充分利用MOOC平台上的教学视频资源,并与翻转课堂有机结合应用到课堂教学中。SPOC与翻转课堂相结合的方式可以提高学生的学习主动性、增强学生的动手能力、培养学生的创新意识和创新能力,使学生能够独立地进行项目开发和编程。
1 传统教学模式存在的问题
嵌入式课程是计算机课程的重要组成部分,嵌入式课程包含Linux系统应用、嵌入式系统设计和嵌入式系统案例分析等实践性较强的多门课程,这些课程采用传统的教学模式存在以下问题:
(1)在传统的教学模式下,老师的授课时间有限,只能单方面把课程的内容传授给学生,没有与学生交流的机会。
(2)部分学生存在惰性,老师讲多少就听多少,并不实际动手练习,导致仅理解理论内容,却不会实际应用。
(3)大部分学生在实践活动中虎头蛇尾,一遇到困难就轻易放弃,没有解决难题的决心,从而也无法真正的掌握和理解所学知识。
(4)传统的教学模式只重视成绩和分数,泯灭了学生动手实践的欲望,导致学生缺乏创新能力。
SPOC和翻转课堂相结合的教学模式提供一个新的思路:如果学生能够在课前完成相关知识的学习,就会减少教师课堂讲授时间,从而留给学生更多的时间进行实践、参与交流讨论和获得教师的指导,解决学生只停留在对理论内容的理解、动手机会少、不会将所学内容应用到实际的项目开发中去的问题。
2 基于SPOC和翻转课堂的嵌入式课程教学方法
基于SPOC和翻转课堂的嵌入式课程教学方法可以分为四个阶段:前端分析、课程设计、课堂教学和评价,具体模式如图1所示。
2.1 前端分析
任何课程开始前都必须进行前端分析,这样设计出的教学资源才具有针对性、个性化,因此,前端分析对一门课程设计的成功与否起到非常关键的作用。本文中,前端分析涉及3个要素,分别为学习对象、教学内容和学习环境。
学习对象主要包括学生年级、学生已经学过的相关课程以及对学过课程的掌握情况。嵌入式课程分为硬件课程和软件课程,因此课程的设置应该分为3个阶段:第1阶段为嵌入式硬件开发,作为嵌入式软件开发的平台基础;第2阶段为嵌入式软件开发;第3阶段为嵌入式综合开发实践。单片机原理等基础理论课程是学好嵌入式硬件开发的基础,嵌入式软件课程包括嵌入式操作系统和Linux系统应用等课程,只有将以上课程学好才能进行嵌入式综合开发实践。
教学内容研究应该从理论和实际开发能力两方面入手。理论方面,对于C语言、数据库、数据结构、单片机原理、计算机网络等前导课程,教师要在保证理论授课学时的前提下,适当增加或强调嵌入式开发中必需的知识基础,以保证后续嵌入式开发课程的顺利进行。在实际开发能力方面,教师要强化和规范嵌入式硬件课程、嵌入式软件课程、嵌入式综合开发实践课程中的实践环节,为学生配备齐全的软、硬件开发环境,让学生通过动手实践掌握所学的内容。
学习环境主要包括传统的课堂教学环境和基于MOOC的在线学习环境,将课堂教学和在线学习结合起来,提高教学质量。
2.2 课程设计
课程设计主要包括教学视频、教学大纲、拓展资源、测试作业几个部分。根据教学需要,教师可以充分利用MOOC平台上优质丰富的教学资源,对其进行编辑和整合,设计成富有逻辑结构的视频资源上传到网络教学平台。教师还可以将电影录像、电子书、其他资料等作为拓展资源提供给学生。测试作业包含测试题和大作业,测试题至关重要,学生可以带着问题去观看教?W视频,也可以看完教学视频后做测试题,这样有助于学生对重点、难点的理解与掌握,进而提高学生的学习效率和学习质量;大作业用来综合性的测试学生的学习情况,需要由一组学生来共同完成,大家一起讨论,相互激发灵感,这种方式可以提高学生们的创新意识和团队意识。
2.3 课堂教学
课堂教学阶段在整个教学模式中的地位十分重要。在课程开始前,根据学生原有的知识基础、学习个性和风格等信息将学生进行异质分组,并选出每个学习小组的组长。
课堂教学的实施过程借鉴翻转课堂模式,翻转课堂是推动师生互动、激发学生学习兴趣的有力手段,真正体现“以学生为中心”的教育理念。本文将翻转课堂分为两种形式:一种侧重于分析本次课的重点和难点;另一种侧重于对实际项目进行分析和讲解。
第一种形式要求学生在课前通过MOOC平台上提供的教学视频,学习嵌入式课程的基础知识,然后,通过完成测试题验证对知识点的掌握情况。在课堂教学过程中,学生针对教师在课前提出的问题进行讨论,并采用轮流的方式对本次课的重点和难点进行讲解。在该门课程的课堂教学中,每名学生至少有一次机会讲解知识点。最后,教师对课程内容的重点、难点进行说明,并对知识内容进行系统化的总结和梳理。
第二?N形式通过大作业的方式,以小组为单位,共同完成一个项目。大作业是对学生学习本门课程的综合性考察,嵌入式软件开发的作业可以是多进程程序编写、管道通信、Linux环境下“生产者与消费者”的实现等。嵌入式实践开发的作业可以是智能家居、智能停车场等。在课堂教学过程中,小组组内成员之间、各小组成员之间针对大作业的内容相互讨论,并每组选出一个代表对自己组的作业完成情况进行汇报展示,学生之间共同鉴赏、互相评价。教师可以在每名学生展示作品或学习成果后进行逐一评价,也可在所有学生成果展示完毕后做最后的总结,教师最终对学生的学习成果进行总结和评价。
课后主要是学生对学习进行复习和巩固,检验自己掌握知识的情况,分享课中学习的感悟与收获。教师则针对大家课上提出的问题进行反思和总结,对课程知识进行系统化的梳理和总结,并根据学生课上的表现、反应以及学生在学习过程中的意见对课前、课中阶段进行及时调整。
2.4 评 价
评价环节既要体现评价主体的多元化又要注重评价样式的多样化,关注学生的效果,采用形成性评价和总结性评价两种评价相结合的方式。
形成性评价包括多个因素:登录网络教学平台的次数、下载教学视频的次数、课堂出勤情况、课堂讨论的积极程度以及小组成员间互评等多个方面。小组成员间互评主要从学生与对小组其他成员讨论问题的情况、参与小组活动情况以及对小组的贡献等方面出发,对自己和小组成员作出评价。这种评价方式有利于学生更好地参与到小组学习活动中,能够提高组内成员间合作学习的积极性,同时,教师对学生的评价也同等重要,教师应该根据以上因素对学生进行评价,给出学生的平时成绩。
总结性评价则主要包括学生的平时测验、作业完成质量和期末考试成绩。最后,教师根据形成性评价和总结性评价的一定比例给学生最终量化分数。
嵌入式课程设计总结范文2
关键词:嵌入式技术; 教学方法
0前言
嵌入式技术是当今计算机技术中发展最快最热门的技术,嵌入式技术在当今得到了极其广泛的应用,已深入到各个应用领域,几乎是无所不及,主导应用的潮流,以致一些学者断言嵌入式技术将成为后PC时代的主宰。另伴随着巨大的产业需求,我国嵌入式系统产业的人才需求量也一路高涨,嵌入式开发将成为未来几年最热门最受欢迎的职业之一。嵌入式课程也在各个高校中逐步展开,我校《嵌入式技术与应用》课程在2009年12月作为校级精品课程申报,于2010年3月被批准为校级在建的精品课程,精品课程的建设过程中遇到许多的困难与问题,精品课程的建设过程也是我们解决这些问题与困难的过程。我们主要从以下几个方面做了一些工作。
1有针对性的制定培养目标,确定对学生的职业能力要求
嵌入式技术的涉及领域有几个方面常见的智能仪表、工业控制领域,机顶盒、路由器等方面的应用,个人电子产品的应用(这些产品往往需要友好的GUI图形界面),高端智能设备(涉及到智能机器人,医疗仪器、军事领域,航空航天领域)。为此,我们基于本专业学生毕业后大多就业于珠三角和长三角及湖北地区的中小型企业的现实,我们将学生将来就业的定位于中小型企业,经过我们专业教师的调研,我们对这些企业技术部门设置的岗位及岗位要求有了较好的认识,我们对每一个嵌入式行业相关必需具备的职业能力进行分解,然后再分析选取相应的教学内容,对不同的应用岗位所对应的不同的能力与知识要求作出了归纳与总结(如图1),为教学目标与教学内容的确定提供了依据。
图1职业岗位与能力要求
2让课程具有非常强的时效性,本课程是近来才刚刚设立的一门新兴课程,应该让学生接触与掌握社会上最新和最前沿的应用技术
IT领域的新技术发展令人应接不暇,虽然大学生在校期间需要学习的都是一些基础知识,但他们毕业走向社会后,必然要面对这些新技术,如果我们的教学内容陈旧,就会加长学生毕业后的适应周期;如果我们能够提供给学生更多接触这些新知识、新技术的机会,就会使学生毕业后能够迅速地融入到社会实际中。同时也能使我们的教学内容与这些新技术基本保持同步。
例如,在以往单片机的学习中只涉及到静态存储器的扩展,而在嵌入式系统中就会使用到动态存储器DDR技术,DDR技术的动态刷新、行列扫描和地址线的接法上都是比较新又比较有有用的技术,会让一些没有经验的学生感到困惑,在教学过程中,我们利用S3C44B0X芯片来构建最小系统的过程中来教给学生动态存储器的使用(如图2)。
图2 SDRAM HY57V641620与S3C44B0X的硬件接口电路
3本课程是一门综合性的课程,要学会它,必须能够综合应用计算机专业中所学的几乎所有软硬件技术
本课程会应用到计算机专业中所学的几乎所有软硬件技术、模拟电子技术、数字电子技术、计算机组成原理、C语言程序设计、单片机技术、微机原理、面向对象的程序设计、计算机操作系统原理、LINUX操作系统的应用等多种知识,这些知识在嵌入式系统中都会有所应用,嵌入式系统就是这些知识的综合体,实际上,嵌入式系统为学生掌握计算机技术提供了一个非常好的平台,要想很好地掌握嵌入式技术也必须掌握好这些知识。要让学生掌握这么多的知识就必须在项目中去学习,对教学内容与方法进行设计。针对学习的不同阶段,设计不同的项目与其对应(如图3),让学生在实践中体会这些知识的作用,掌握这些内容,以避免教学内容的枯燥。
图3 不通阶段都有对应的实践
4课程的实践性很强,在传递知识的同时要更加注重培养学生的实践动手能力,让学生积累经验
在教学的各个阶段中都安排有不同实践任务,让学生的能力由初级到高级逐步提升,在教学的最后还安排了课程设计,进行综合的 实践(如图4)。分层次逐步提高,由易到难,逐步综合首先让学生掌握基本的知识与技能,难度大的知识先放一下,在实践教学中通过实例来讲解,使学生更容易理解,采用直观、生动的教学方法 将知识与能力目标融入到具体的项目中以培养高等技术应用型人才为根本任务,将加强应用能力训练作为课程各项改革建设的中心 引导学生将“学”与“做”相结合,以达到学以致用,建立以“递进式模块化”的课程内容 ,初级阶段有基本实验、中级阶段有实训课程、高级阶段有课程设计任务。 转贴于
图4 由简单到复杂的训练方法
5积极开展课程设计,进行综合性的训练
例如,自制基于S3C4510的嵌入式系统及JTAG下载烧写工具。设计内容:在老师指导下设计S3C4510系统的原理图、PCB板图以及JTAG线缆的原理图与PCB板图,亲自买元件、制版、焊接、调试。编译、固化uClinux;完成JTAG烧写程序的编写,可以用标准C,也可以用VC,也编写LINUX系统下使用的版本。
图5自制基于S3C4510的嵌入式系统及JTAG下载烧写工具
图6 自制JTAG下载烧写工具原理图
嵌入式课程设计总结范文3
关键词:嵌入式系统; 应用型人才; 培养模式
中图分类号:G710 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2012)03-0163-02
近几年,嵌入式技术日渐普及,随着“三网融合”不断提速,3G网络全面铺开,对消费类电子产品市场产生了重大的冲击,进而为嵌入式系统产业带来更大的人才需求。嵌入式系统无疑成为当前最热门、最有发展前途的IT应用领域之一。在未来相当长的时间内,嵌入式软件人才将是企业争夺的目标。
相对强大的市场需求而言,目前,嵌入式人才市场的现状却是企业举着大把的钞票却招不来合适的人才。据权威部门统计,我国目前嵌入式人才缺口每年为60万人左右。造成这种情况的原因很多,最重要的原因之一就是,与嵌入式技术的快速发展相比,我国大部分高等教育机构在嵌入式系统领域的培养模式和教学水平相对滞后,每年输送到市场上的嵌入式系统人才不多。形成的现状就是:一方面,有些高校学生毕业就面临失业;另一方面,嵌入式企业缺乏有经验的人才。
目前,国内高等教育机构中开设嵌入式系统教学的学校其实并不少。从教学层次上,可大致分为普通本科院校的嵌入式方向、高职院校的嵌入式专业以及与嵌入式相关的社会培训机构。社会培训机构面向的是有一定的计算机软硬件专业知识、想在嵌入式开发领域进一步深造的专业技术人员,并不是一个系统完整的人才培养模式。本文主要讨论普通本科院校和高职院校的嵌入式教学模式。
普通本科院校的嵌入式教学模式
国内普通本科院校在原有计算机学科的基础上,开设与嵌入式有关的课程是水到渠成的。早在20世纪90年代末,某些重点高校就依托国家级的重点科研项目在研究生层次展开了嵌入式技术的开发与应用,其中最著名的就是Delta OS,它是电子科技大学和科银公司联合研制开发的全中文的嵌入式操作系统。随着嵌入式行业的飞速发展,一些重点高校在本科层次也开始引入嵌入式有关的课程,但嵌入式教学的重点还是放在研究生层次和科研实验室中。
国内高等院校的本科层次嵌入式方向教学模式可以总结为:在计算机类或者电子类原有教学模式的基础上,为有志于从事嵌入式开发以及未来在更高层次上学习和工作中继续嵌入式开发的学生进行广泛的兴趣培养。具有如下特点:(1)本科层次的嵌入式专业课程往往安排在大三,甚至大四,通常作为专业选修课出现。有些本科生在做毕业设计时才开始接触嵌入式开发。嵌入式系统课程在本科阶段多作为专业知识的拓展或研究生学习的铺垫,更多出现在研究生培养方案或者所辖的二级学院培养方案中。(2)本科学生入学素质高,学制长,理论基础扎实。由于学生拥有深厚的计算机或者电子技术的理论基础,往往在接触嵌入式开发后可以触类旁通,学习能力和速度都非常惊人。(3)本科院校的科研实力普遍较强,以科研带动教学,研发氛围非常好。一些重点高校的优秀本科生在大三就可以加入到导师的科研团队中,进行嵌入式产品的实际开发。(4)本科院校与企业合作科研的实力较强,一些重点院校与国际知名的公司有长期的合作关系。这无疑大大促进了本科层次嵌入式方向人才的培养。
高职院校的嵌入式教学模式
随着嵌入式行业的发展,近几年国内高职院校的嵌入式教学也以较快速度发展。其中,深圳职业技术学院计算机应用专业起步最早,发展较快。从2003年首次开设全国高职院校中的第一门嵌入式系统类课程,并创建全国高职院校中第一个嵌入式系统类实验室“深职院-电子科大嵌入式系统技术实验室”开始发展至今,该专业已有400名左右的嵌入式方向毕业生,其中大部分都就业于嵌入式相关行业,有些学生在企业工作两三年后,目前已成为嵌入式专业方向项目经理以上技术人员。总结这些年来的办学经验,深职院嵌入式方向教学模式可概括为:以“职业岗位需求”为核心,教授紧跟当前嵌入式行业发展的核心技术,把学生培养成“能工巧匠型大学生”。现从以下几方面具体说明。
面向工作岗位,体现核心能力的人才培养计划 自本专业创建至今,每年5月定期举行专业指导委员会会议,广泛邀请业内精英企业的总裁和一线技术负责人讨论、修订当年新生的大学三年教学计划。来自企业的声音使得每一届学生的培养计划都源自就业岗位,符合工作需要。
紧跟行业技术发展潮流的课程体系 如图1所示,按照学生未来的就业领域和岗位需求设置课程,包括:微控制器高级应用、RSIC嵌入式系统技术、WindowsCE嵌入式操作系统、Linux嵌入式操作系统、DSP技术、智能网联网技术、嵌入式SOPC技术、嵌入式技术应用综合实训等。
重视学生动手能力的培养 高职院校素来重视学生动手能力的培养,学生绝大部分的学习在各种实验(实训)室进行,并基本保证每人一套业内实用的实验设备。
与嵌入式知名企业紧密合作 定期举行最新行业技术交流讲座,组织学生到企业生产一线去实习参观,合作开发科研项目等。除了前面提到的“专业指导委员会”,还大力建设相关的校外实训基地,为学生校外实习、就业打下良好的基础。
毕业生具备国内外认可的嵌入式行业权威认证 引进“ARM中国技术工程师”、“WinCE嵌入式系统开发”等国内外认可的权威认证,既拓宽了课堂所学知识,又提高了学生的就业竞争力。
然而,高职院校本身的一些客观条件也影响和约束了嵌入式系统人才的素质,如学生入学基础较差,学制较短,学历证书对企业没有较大的影响力等等。
应用型本科嵌入式系统人才培养模式的探讨
通过对普通本科院校与高职院校在培养嵌入式系统人才的教学模式上进行仔细分析后,不难发现两种模式均有优势和不足。能不能取长避短,探索出一条适应市场需求的嵌入式系统人才培养模式呢?答案是肯定的。可以结合普通本科院校与高职院校嵌入式系统人才培养模式的优点,研究并探索一种学制与普通本科一样,培养目标与高职教育相似但更高的培养模式――应用型本科嵌入式系统人才培养模式。这种模式和普通本科一样培养四年制全日制在校大学生,在培养思想和课程体系上有以下特点。
(一)培养思想
直接为企业培养应用型人才,而不是普通本科院校所培养的应用型与研究型相结合的人才。根据企业工作岗位的需求制定人才培养方案,使得培养出来的学生掌握嵌入式行业的相关工作技能,能将学校所学直接应用到工作中,很快适应并进入工作角色。
(二)课程体系
课程体系的设置兼具实践性和理论性,以实践为主,兼顾理论,使学生在体系化结构的嵌入式系统知识的基础上,能基本胜任一线的工作角色,并具备一定的专业自学能力,在未来的职业发展中更有潜力和后劲。
课程设置目标 嵌入式系统的开发是结合硬件平台设计、系统软件规划、应用软件开发等一系列环节的软硬件综合工程。因此,要求应用型嵌入式系统人才必须掌握软硬件的基础知识,具备嵌入式系统开发的相关技术能力,必须是全方面的软硬件人才。这和普通本科院校电子专业或者计算机专业培养出来的具有一定嵌入式系统开发能力的人才有本质的区别。
计算机软件硬件兼顾的四年制课程体系 结合课程设置的目标,学生必须具备一定的软硬件专业基础知识才能进入32位嵌入式系统课程的学习。在硬件方面,必须先学习数字电路、模拟电路(高低频)和单片机原理与应用等课程;在软件方面,要学习C/C++程序设计、汇编语言、软件学和操作系统原理等课程。只有掌握了这些课程的内容,才能进入32位嵌入式系统课程的学习。而32位嵌入式系统本身的知识点很多,主要包括32位嵌入式芯片的结构与功能、32位嵌入式硬件体系结构、硬件平台的电磁兼容设计、嵌入式软件中的Bootloader引导程序、驱动程序的编制与调试技术、嵌入式实时操作系统平台的移植与应用软件的开发等,因此,必须全面、系统地规划应用型嵌入式系统人才培养的四年制课程体系。
专业课程中实践内容与理论内容的关系 虽说“实践出真知”,可在嵌入式系统开发这一行,没有扎实深厚的理论基础是不行的。因此,必须处理好两者的关系。以 “Windows CE嵌入式系统”课程为例。该课程根据嵌入式系统助理工程师工作岗位的特点,以一个具体的嵌入式公司的研发活动展开分析,并确立研发中的典型工作过程,仔细分析工作过程对嵌入式助理工程师的能力要求,完成课程的初步设计。在经过与企业兼职教师商讨后,对课程设计进行调整,并整理出实用及可操作的教学内容,以项目的方式进入教学。根据PDA研发过程,将课程分为14个项目、1个课程设计完成学习过程;教学内容注重实践与理论相结合,其实践和理论的课时比例为42∶22;全程在专门的实训室中进行教学,保证每个学生都能在基于IntelPXA270的嵌入式教学平台上完成学习任务。通过课程学习,学生能较好地掌握Windows CE嵌入式系统的应用与开发方法,系统掌握Windows CE嵌入式系统驱动程序的开发及应用的相关技术。
学完一门课程,掌握一个实际项目的开发技能 在课程体系中,多加入学习时间集中、实践动手环节为主的整周实训课(单元课),建立以产品为实体的多种工程技术开发实训项目以及相应的实训室等。如在最后一个学期开设的“专业技能实训”课程,该课程集中在2周实施,共56学时,在这2周的学习中,学生在基于IntelPXA270的嵌入式教学平台上围绕PDA应用项目完成内核及SDK定制、bootload、串口开发、gprs应用、gps应用等10个实用的实训项目。通过该课程的学习,学生能较好地掌握针对PDA及相关嵌入式系统的常见应用项目的开发方法。
像专业核心课一样,认真进行毕业实习工作 普通本科院校一般只在大四安排一个月左右的毕业实习。考虑到让学生多些时间体验工作岗位,体验社会角色,从而更好地适应用人企业的需要,在大四下半学期安排更多的时间进行毕业实习,甚至可以考虑将毕业实习和毕业设计结合起来,为学生联系或者学生自主联系嵌入式行业公司,在适合的工作岗位上实习一个学期,使学生把握住宝贵的就业机会和实习时间。
此外,与国内外的业内知名公司合作,引入有影响力和竞争力的专业认证,作为学生的课外延伸。
应用型本科嵌入式系统人才培养模式有别于普通本科教育和高职教育,是满足嵌入式人才培养需要,面向实际工作岗位,兼顾计算机软硬件开发理论和方法的一种新型模式,是嵌入式系统教育从高职层次向应用型本科层次逐步转变的一种探讨和尝试。随着这种模式的推行和发展,相信会有更多更好的嵌入式系统人才从校园走向广阔的就业市场。
参考文献:
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嵌入式课程设计总结范文4
1 教学模式研究的主要内容和重点目标
美国学者乔伊斯和韦尔认为:“教学模式是构成课程和作业、选择教材、提示教师活动的一种范式或计划”[4]。也有人认为:“教学模式可定义为在一定教学思想或教学理论指导下建立起来的较为稳定的教学活动结构框架和活动程序”[5]。任何教学模式都需要指向和完成一定教学目标,教学目标在教学模式结构中处于核心地位。笔者以应用能力?樽钪匾?目标,主要考虑研究理论教学、实验教学、课余教学和测试考核四个子模式,明确教学模式研究四个重点目标,如图1所示。从教学过程角度,按照理论―实验―课余―考核的环节顺序可形成完整的顺序教学过程;从教学模式结构角度,各子模式对应模块功能既相对独立又彼此促进。要真正实现四个子模式及重点目标,最终达到培养良好应用能力这一最重要目标,必须进行教学模式改革。
2 理论教学模式改革措施及教学内容安排
(1)设计从硬到软多层次的可与其他多学科融合的通用型可自适应的嵌入式开发教学内容体系:按照从底层硬件、中层软件到高层应用的思路,从整体上规划嵌入式课程教学内容体系,使其涵盖嵌入式系统开发生命周期(开发环境建立和熟悉、嵌入式处理器开发、嵌入式操作系统移植、基于嵌入式操作系统的软件开发、嵌入式软件中间件开发、嵌入式综合应用开发)。同时,教学内容体系考虑以模块化组合方式自适应地涵盖或扩展多方面基础知识和技术(ARM、DSP、C语言、汇编、单片机、EDA等),既兼顾软硬件两方面的基础内容,又具有和其他专业课融合应用的通用性和灵活性。
(2)建立立体优化可共享的复合型集成型多媒体教学资源库:通过分批分类分级建立可重复可共享的、多角度多媒体的、丰富优化的、嵌入式相关的多方位多课程复合型教学素材库、资源库、课件库,构建学生全面互联的综合知识结构体系,以扩大理论教学广度、深度,扩大学生学习选择面和自由度。
(3)建立在线/离线可学的综合型集成型近远程教学平台:针对嵌入式课程群(ARM、 DSP、单片机、EDA等),充分应用多媒体、网络通信、数据库等技术,建立可在线离线学习的混合型可集成的、可近远程多终端(PC,移动端,网络等)的按权限访问和共享的教学平台。
(4)将以“教授―学习”为主的传统理论教学模式转变为以“自学―引导/指导/辅导”为主的翻转课堂[6-7]模式:通过充分利用建立的多媒体教学资源库和在线离线可自学的近远程教学平台,教师采用实物展示、案例分析、操作演示、视频参考、同步开发、代码共享、项目引导[3]、分组讨论、互动总结、游戏竞赛、课堂交流、专题讲座等直观动态、互动性强的课堂教学方法和手段,建立自主学习的理论教学模式,提高学生学习能动性和积极性,实现学生第一次知识内化[7]和初步建模。
考虑通信、软件、物联网、计算机、网络5个专业,针对ARM和DSP处理器,进行理论教学内容模块化安排设计(见表1),以初步建立软硬多层次的多学科融合的通用型自适应的嵌入式开发教学内容体系。
嵌入式课程理论教学大致安排6个内容单元模块,其中,单元模块2、4、5作为嵌入式课程核心内容,应安排20~35学时的教学。
3 实验教学模式改革措施及教学内容安排
(1)设计从硬到软多层次的完整的嵌入式开发实验内容体系:按照从底层到高层、从硬件到软件、从平台到应用的思路,从整体上规划嵌入式课程实验体系,使实验体系完全涵盖嵌入式系统开发生命周期。
(2)建立整合嵌入式及相关课程群的复合型集成型实验资源库:通过分批分类分级建立可重复可共享的、多角度多媒体的、丰富优化的实验素材、资源、案例项目库,培养学生全面互联的综合应用实践能力。
(3)建立可依据学生层次条件和专业特长进行模块化自适应伸缩调节和阶段式进度控制的综合集成型实验平台:采用内容模块化设计,分阶段设计和逐步深入措施,在不同阶段(初学、应用、创新)设计不同功能实验(验证型、创新型和设计型实验)。采用因材施教方针,根据基础不同的各层次学生(高职、本科、研究生)和特长不同的各专业学生(通信、计算机、软件)适当组合操作/实验模块,调节各阶段功能实验侧重比例,灵活调整实践内容和深入程度。
(4)转变“上机―指导”为主的传统实验模式到“分级引导―分工开发―团队讨论”为主的合作实验模式:在嵌入式实验室软硬件设备和平台支持和嵌入式创新团队教师联合指导背景下,针对案例或项目的应用和开发,采用教师―高年级开发者―低年级学习者(或导师―研究生―本科生)的跨年级分级引导/指导/开发的合作实验模式,即教师/导师带领跨年级学生团队,以分工合作竞争开发项目的形式,采用每周研讨式团队内进度沟通和实时通信等手段,紧紧围绕案例学习或应用项目实际需求,开展嵌入式开发知识和技能的实验,通过实时教学及跟踪指导, 实现学生第二次知识内化[7]和深入建模。
针对ARM和DSP处理器,同样考虑5个专业,对实验教学内容模块化安排(见表2),以初步建立多层次的涵盖开发生命周期的复合型自适应的嵌入式实验教学内容体系。
嵌入式课程实验教学大致安排5个单元的实验项目,见表2。上述实验中,验证型实验作为必选基础实验,应安排16~28学时的实践上机;设计型和创新型实验作为各专业可选的提升实验和综合应用实验,应安排至少14学时的实训练习。
4 课余教学模式改革措施
(1)设计从硬到软多层次的完整的嵌入式开发课余教学内容体系:整体上规划嵌入式课程课余教学体系,并结合其他相关课程(C语言、汇编、数据结构、软件工程、微?C接口、单片机、物联网、DSP、EDA等)设计嵌入式交叉复合应用项目课题,以可选可组合可交叉复合应用的模块化课件/组件形式支持课余碎片化自由化时间的在线离线式自主学习和对应的提示性发问式[8]指导。
(2)建立整合嵌入式及其相关课程群的复合型集成型课余资源库:通过分批分类分级建立丰富共享的课余素材、资源、案例项目库,以满足课余利用丰富资源进行参考式学习的需求。
(3)构建可在线聊天或离线留言的方便自由互动交流的社区或网络空间平台:在社区(离线论坛)或网络空间(在线聊天室)平台开展以互动探讨交流总结为形式的课余学术会议型讨论和教学指导活动,以期实现在自由讨论中获得结论、以课余指导补充完善结论,最终实现结论的强效获取,达到利用多角度观点对比和多冲突观点碰撞促进所学知识的快速第三次内化[7]和完整建模的目的。
(4)建立可充分复用实验室及设备的可沟通指导和合作开发的师生课余指导团队:通过三级(教师―高年级指导者―低年级指导者,或导师―研究生―本科生)师生课余指导团队及时有规律在线指导(如三级指导1次/周,二级指导1次/半周)和定时参与课余活动互动讨论(如全范围自由讨论1次/周),实现对学生课余学习的泛在式指导和沟通,解决其学习疑问、促进其学习进展并掌握其学习进度,进而促进师生的课余实践能力的提高和专业素质的提升。
(5)建立具有实践能力和创新意识的竞赛型企业型师生团队:通过组建有良好技术基础、实践项目经验、产品开发能力和创新意识的课余竞赛师生团队,充分复用实验室和企业设备,利用开放创新实验机制和校企合作平台或实训基地,教师带领学生承担或参与校内专业技能比赛,参加嵌入式横纵向项目、企业或国家专业竞赛(如嵌入式物联网设计大赛、嵌入式系统大赛等),参与权威认证考试,完成基于竞赛或项目的课余深度指导性实践教学,使学生获取更丰富竞赛型/项目型实践开发经验,进一步促进学生专业素质的提升和从业竞争力的提高。
5 测试考核模式改革措施
(1)设计从硬到软多层次分模块的嵌入式开发测试考核内容体系:测试考核主要包含理论、实验、课余三方面。在整体上规划测试考核内容体系,并结合其他相关课程设计测试考核课题,以可选可组合可交叉复合应用的模块化测试组件和进度记录机制实现在线/离线式自主或随堂测试、平时和期末考核。
(2)建立整合嵌入式及相关课程群的复合型集成型测试考核资源库:通过分批分类分级分模块分进度建立丰富共享的测试和考核素材、资源和案例项目库,以满足多角度测试考核需求。
(3)建立依赖个人教学实践完成进度和开发团队合作能力及贡献度的分级测试考核机制:构建综合集成型在线离线测试考核平台,充分反映学生知识和技术掌握进度,将个人学习进展和实践能力分级量化记录,采用由理论学习进度和各级实验完成度决定的分级测试考核,并补充课余互动参与度和贡献度测试考核,同时以学生团队(3~6人)为主体,引入个人在团队中的任务技术难度、重要度、工作量、完成度、协作性等多项测评系数,并加入个人在团队的合作能力和团队贡献度测试考核。
(4)建立涵盖个人多方面能力的综合成绩评估机制:在测试考核平台上,将个人理论学习能力、实践实训开发能力、知识吸收内化能力、团队合作能力、团队贡献程度和竞赛创新能力等多方评估因素纳入成绩评估,其中,个人实践实训开发能力、团队合作能力、竞赛创新能力应给予优先重点考虑权重,力求满足企业选择人才标准。
嵌入式课程设计总结范文5
关键词:计算机专业;综合应用能力;实践改革
目前,大部分高校都设置了计算机专业,并开设了一系列的相关课程,为了更好地保证理论课程的教学效果,计算机专业的大部分课程都设置了实践环节。近年来,专业理论课程的改革正在不断深入,涉及到课程重组、内容改造、学时调整等各个方面,也取得了一系列的成果[1-2],但是作为课程配套的实践教学环节改革还没有受到足够的重视和支持,而实践教学与学生的动手能力关系密切,经过良好实践训练的学生在择业过程中更具有竞争力。
1存在的问题
目前的实践教学还存在一些缺陷,这使得实践教学环节并没有真正充分地发挥其与理论教学之间的纽带作用。这些缺陷包括以下几个方面。
1.1实践学时与实践内容的矛盾
随着计算机学科自身的迅速发展,很多知识在不断地更新换代。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”都有了更高的要求,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。对于非常强调动手能力的计算机专业课程来说,实践环节的任务就日趋加重,实践学时与实践内容之间的矛盾日益突出。如何对课程的实践内容进行优化,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我们亟需解决的问题。
1.2各个专业课程之间缺少交融
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,我们发现其中不乏有联系紧密、互为基础课和提高课的课程,这为解决该问题提供了思路,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。这不仅有利于整合多门课程的基础知识部分,而且有利于学生连贯地学习相关知识,并综合运用这些知识解决一些实际问题。
1.3综合性设计型实践教学内容在整体教学中的
比重较小
实践环节是理论教学过程的延伸和拓展,主要的目的是通过动手实践,加深对理论知识的理解。传统的实践课程内容一般是从验证型的基础实践开始,逐步提升到设计型的综合实践[3]。但限于学时数和课程自身的特点,后期的综合性实践往往相对比较简单,学生的综合应用能力得不到有效地提高。面对如今越
基金项目:重庆市高等教育教学改革研究项目(0835059)。
作者简介:何静媛(1975-),女,四川南充人,讲师,博士,研究方向为人工智能、生物信息。
来越严峻的就业形式,怎样培养学生对所学知识的综合性动手能力,提高就业竞争力,是高校本科教学必须要面对的一个新课题,因此,提高综合性设计型实践在整个实践环节中的比重是解决该问题的有效手段之一。
2实践教学改革解决方案
针对上述目前在计算机专业实践教学环节中普遍存在的问题,我们提出了一套切实可行的实践教学改革模式,其主要内容包括以下几方面。
2.1实践教学内容的改革
对现有实践教学内容进行合理改革的最终目的是为了加强学生对基础知识的理解,提高其综合应用能力,从而更好地激发学习的主动性和创造性[4]。在对现有的课程实践大纲进行修订时,我们注意对关联课程的实践环节进行集成和优化,设计出一套难度适中、内容丰富、可操作性强、多门课程知识融合、与实际工作接轨、可扩展、模块化的专业课程实践教学大纲,这些实践内容可以分阶段地在多门课程的实践环节中开展,能有效地解决有限学时与教学内容之间的矛盾,同时也大大提高了设计型实践的比重。我们以4门课程(“Java程序设计技术”、“嵌入式系统”、“数据结构”和“操作系统”)为例,说明怎样对相关课程进行融合,设计出一套适合学生的、循序渐进的实践教学大纲。其具体思路可描述如下:
(1) 将“Java程序设计技术”与“嵌入式系统”相结合。便携式移动设备的开发是计算机业界研究的热点,而Java语言的跨平台特征使其成为开发嵌入式程序的首选。因此,这两门课程实践内容的整合能充分体现理论教学与业界动态的有机结合。课程的实践内容是开发基于移动计算平台的应用系统。选用通用性好的J2ME技术作为实现载体,以设计实现一款手机游戏为任务目标,分阶段培养学生的实践能力。具体内容包括以下几个阶段。
① 初级阶段
了解Java语言和J2ME的基础知识;掌握嵌入式程序设计要领。
② 中级阶段
在本阶段,实践内容的深度有了进一步的提高。此时,要求学生在掌握J2M高级知识的基础上,以MVC架构设计实现设计手机游戏。
③ 高级阶段
实现单机版的人机对战模式,或者通过蓝牙或红外的无线传输,实现多机联网模式。此阶段能极大地提高学生的积极性和创造性。
(2) “嵌入式系统”与“操作系统”课程之间的融合。嵌入式程序设计技术与操作系统实践内容之间的结合能充分发挥二者的优势,学生在动手实践的过程中,以“learning by doing”的方式,对嵌入式操作系统内核的工作原理能有深层次的了解,使得枯燥难懂的理论教学变成一项富有趣味性、挑战性和实用性的工作。实践内容同样分为以下几个阶段。
① 基础实践
嵌入式开发环境的建立;嵌入式微处理器编程基础实践;嵌入式操作系统应用基础实践;操作系统原理基础实践。
② 高级实践
硬件驱动开发实践:开发基于MagicARM2410+ Linux平台操作系统(或EasyARM2200+uCOS-II的操作系统)的相关驱动程序,如USB主机驱动编译与加载实践;定时器TIMER驱动;LED驱动;矩阵键盘驱动等。
通过上面的例子,我们可以总结出一些课程融合的经验:
(1) 深刻理解各门课程理论教学的重点、难点,使实践环节与理论教学紧密相扣,做到章节清晰、重点突出。
(2) 深入了解学生的学习状况和实际操作能力,遵循循序渐进、由浅入深的原则设计实践内容。
(3) 分析相关联课程的交汇点,提炼出专业课程之间的相通之处,以实际工作需要为驱动,以此设计实践大纲。实践内容应该步骤清楚、可操作性强,并且具有阶段完整性的特征,不同的阶段可以在不同课程中独立实践。
2.2实践教材的建设
由于强调专业课程内容之间的交叉融合,所以在对实践教材进行编写或对实践教学大纲进行修订时,必须要针对每一个具体的实践内容明确地指出课程融合点的关联知识,如有必要,最好对这些必需的关联知识点做一些详细的基础介绍,某些扩展内容则可为学生提供参考资料,如期刊、网站等,引导学生遇到问题时学会自己寻求帮助解决问题。我们建议为专业课程编写实践指导书,对每个实践项目给出解决的概要思路,并鼓励学生另辟蹊径解决问题,这样既可从给学生一定程度的提示,又可调动学生的兴趣和积极性。
2.3师资队伍的建设
良好的师资队伍是保证教学质量的前提,因此我们对教学队伍也提出了一些自己的改革观点:
(1) 计算机专业课程科目繁多,而且大多数课程要求紧跟业界发展动态,教学内容更新换代速度快,这就对计算机专业任课教师提出了严格的要求。我们不但要求每一位教师都必须具备计算机公共课程的教学能力,具备计算机基础操作技能外,还根据教师的业务能力、个人研究方向等特点,划分课程负责专业小组。例如机器学习(人工智能)小组、程序设计小组、网络工程(包括信息安全)小组、图像小组等。各课程小组可不定期地组织学习和探讨,不但便于及时根据业界发展与市场需求调整教学大纲的内容,而且更易于各课程之间教学内容的沟通与整合。
(2) 此外,教师本人学术能力的培养与提高,除了通过常规培训得到一定的提升之外,更重要的是从实际的项目中进行锻炼[5],因此学院应当提供各种条件支持和鼓励教师申报科研或教学项目课题。对没有课题的教师,应当有计划地安排青年教师到业务部门进行实习调研或者参加各种高级研讨班,鼓励教师到外校进修学习,同时还可不定期请校内外知名专家、教授和业务骨干或领导来校进行教学与科研讲座。这些措施能够有效地提高教师指导实践、带领课程设计的能力,确保及时按照市场需求调整教学内容,更新实践大纲。
2.4考核方法的改革
目前,大部分高校计算机实践教学主要包括实验教学与课程设计两个方面,对于实践环节的考核,传
统的方案是根据学生进行计算机上机操作能力(或程序设计能力)和实践报告(课程设计报告)进行综合评定。这种方式对考核知识点相对独立,内容涉及范围较小的实验课程颇为有效,但对课程设计的考核效果却不尽人意,其主要原因在于:课程设计的内容通常覆盖了一门课程的所有知识点,有时还涉及到几门课程,是属于综合性创造型的实践环节,因此通常是将学生分成小组完成设计选题。分组设计的模式在使用传统考核方法对学生进行成绩评定时,很难正确区分同组学生设计能力的差别。
实际教学过程中往往存在这样的现状:同一组的学生由于动手能力参差不齐,部分能力弱一些的学生就会偷懒少做或干脆不做设计,直接将同组同学的成果交给老师检查,因此我们建议在对综合性实践课程进行考核时可以引入选题问答的方式。即在考核之前,教师可根据理论教学大纲准备一些设计选题相关的简答题,形成题库,在验收课题时,随机抽取固定数量的题目对学生进行提问,目的是为了测试学生对设计选题所需基础知识的掌握程度,以此了解小组内部学生对设计课题的参与度的高低。这样,考核方式由:基础知识问答+编码验收(上机操作)+实践报告3部分组成。这比传统考核方式更能有效地检验学生对知识的掌握能力与实践动手能力。
3结语
计算机专业课程设置与教学内容的修订应当以市场为指导[6],这已经成一种必然的趋势。就业竞争的压力使得实践环节在整个教学活动中的比重愈来愈大,怎样合理设置实践教学的内容,有效提高学生对所学知识的综合应用能力,是我们必须面对和解决的问题。本文提出的改革模式已经在本校计算机专业的实践教学环节中试行了一年,虽然一定程度上增加了教师的工作量,但是学生的反馈是非常不错的,因此我们将经验分享给大家,期待在共同进步的同时,获得更多的改进意见与建议。
参考文献:
[1] 王亚杰. 挑战与出路:特色型大学的发展之路[J]. 高等工程教育研究,2008(1):1-6.
[2] 黄陈容,袁宗福,杨晨宜,等. 计算机应用型人才培养模式的探索与实践[J]. 计算机教育,2005(6):34-37.
[3] 喻宗泉. 计算机基础与实训指导[M]. 武汉:华中科技大学出版社,2006.
[4] 鲍丽薇,冯建华,胡事民,等. 清华大学计算机科学与技术系的实践教学[J]. 计算机教育,2005(5):49-51.
[5] 郭霄朋. 整体优化创新人才培养过程[J]. 中国高等教育,2006(11):68-71.
[6] 陈英. 计算机学科本科教学规划的重构与发展[J]. 计算机教育,2004(8):61-64.
The Research for Practice Teaching Reform of University Majoring in Computer Science
HE Jing-yuan, ZHU Zheng-yu
(College of Computer Science, Chongqing University, Chongqing 400044, China )
嵌入式课程设计总结范文6
“汇编语言”是计算机专业学员必修的一门专业基础课程,对培养学员程序设计能力,理解计算机工作原理,从事底层软件开发和软硬件结合的项目开发均具有非常重要的应用。但是,这门课程又是学员感到比较难学的一门课程,习惯了采用面向对象或结构化程序设计思想的高级语言程序设计方法,对汇编语言这种偏“机器化”的低级语言编程方法,学员们一时难以理解和接受,再加上有较多的语法规则和指令寻址方式需要记忆,语言编程环境又不熟练,使得学员在一开始学习时便陷入茫然状态。因此,就本门课程如何提高教学质量,增强教学效果,提高学员在一些底层软件和软硬结合方面的编程能力,是一个值得重视的问题。该文结合作者过去几年的教学实践,就目前计算机专业汇编语言教学学时压缩到了40学时,我们总结了一些可行的、比较好的方法。
1汇编语言教学难点分析
1.1指令系统复杂
汇编语言的指令是用一些具有相应含义的助记符来表达的,虽然有助于记忆,但是一般处理器的指令集少则几十条多则上百条,所有这些指令要在几节课内全部讲完,要求学员在这么短的时间内准确记忆这么多条指令几乎是不可能的,更不用说让其理解了。可如果指令掌握得不够好,学员对大部分指令都感到陌生,在进行程序设计时就会感到无从下手,甚至读程序时也会觉得“云里雾里”,不理解程序的含义。这就犹如写作文一样,基本的语法不会,造句不成型,岂能写出好的文章?
1.2教学时间缩短
计算机专业的课程更新速度快,随着新知识的不断涌入,不可避免要开设一些新的课程。例如:几年前我们计算机专业还没有开设linux操作系统、嵌入式软件开发,网络新技术、oralc数据库等课程,现在则新增加了这些课程,需要安排相当的教学学时。而对于一些象汇编语言这样的基础课程又不能丢掉,所以只能缩短课程教学学时。这使得教员只能讲授前面章节中的硬件基础和指令这些比较枯燥的内容,而许多比较有意义并且能让学员产生学习热情的内容被删除了,比如:图像颜色和动画程序设计的教学内容。同时随着实验学时的减少,造成学员往往只能做一些非常基础性的实验,而一些能让学员有“成就感”的实验,如定时发声、动画显示等实验已经没有时间安排了。这些均造成学员觉得这门课枯燥难学,没有耐性和兴趣学习,更不知道学了这门语言能干什么。
1.3学员基础薄弱
我们在教学过程中,发现许多学员尽管学过c或c++,但是缺乏调试程序的基本能力,当编译或运行过程中出现错误时大多数学员只会对照已有的源代码来查找错误或请教员一起帮忙调试,不知道如何通过单步跟踪和设置断点来调试查找错误。即使有些学员具备一些调试能力,他们的办法也只是在必要的地方加一些输出语句来观察变量的值,不知道如何在调试环境中查看变量和内存单元的值。因此,对于“更加复杂”(只是文本界面多些,用多了自然就熟悉了)的汇编调试环境,他们更加找不到解决问题的办法。再加上汇编语言的输入和输出需要用到中断,不像高级语言那么方便就能输出一个变量的值,学员对于在内存当中直接观察变量的值还不适应,所以当出现问题时,很少有
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学员能改正自己程序中的错误。
1.4教学内容陈旧
和大多数高校一样,我们选用的教材是清华大学沈美明主编的《ibm-pc汇编语言程序设计》,该教材以8086指令系统为主来进行介绍,实习实验环境主要还是dos。然而这些教学和实验内容与实际情况相距甚远,我们知道不同的机器指令系统不同,而且随着嵌入式处理器的广泛应用,用x86的指令系统编程的范围越来越少,这使得学员在学完这门课后到实际编程环境中还要自学相关处理器的指令集,比如arm、mips、powerpc等。对于实验环境的选择,大多数还是在dos环境,由于现在的机器完全是windows操作系统,“图形化”的编程界面,学员普遍对dos这种文本的编程、调试环境不熟悉,调试结果难以出现,实验结果感觉很抽象,使得学员在学习过程中产生一些畏难情绪。
2提高教学效果的可行方法
2.1采用多媒体教学
如果有可能,最好采用能够边上课、边实验、边演示的多媒体教室,使用多媒体课件教学。通过文字图像、声音、动画来激发学员的学习热情,增强教学效果。充分利用多媒体的功能,模拟程序指令的执行过程,着重描绘教学重点和难点。我们可以在教室的机器上安装调试环境,在上课过程中对一些简单指令执行使用调试环境进行演示,给学员一个了解“机器世界”的窗口,真正理解机器(cpu)对指令的执行过程。这样可以使学员快速入门,对学习本课程建立初步的信心。
2.2精心选择教材
教材是提高教学质量的基础和前提,是学员系统学习知识的依据。一本好教材对于培养学员自学能力和独立思考能力起着积极的作用。学员可以依据教材理解课堂教学内容,深入了解本学科各个领域的知识。对于清华大学的《ibm-pc汇编语言程序设计》这本教材,虽然它的内容全面而且丰富,但是由于教学学时的减少,导致很多内容特别是应用方面的内容无法讲解,因此很多内容只能作为自学内容,在教学中我们发现一本教材如果有较多的内容不讲或者作为自学内容,学员会“错误地”认为这门课不重要或太难学。所以我们建议更换教材,不再以8086指令系统为基础,考虑到嵌入式系统的发展趋势,可以加入一些ram指令集、32位汇编和at&t汇编的内容,为后续的嵌入式系统及其其它相关课程打下一些基础。
2.3优化教学内容
目前,这门课程主要的教学内容有:基本知识(数、计算机组织),编程工具(指令系统、寻址方式),编程方法(三种结构、过程)和应用(发声、图形程序设计)。由于学时数的减少,我们建议压缩或取消发声、图形程序设计这部分的内容,如果教员觉得非常必要讲,可以安排在课程设计部分(不占课程教学学时)。另外鉴于目前网络安全、网络病毒泛滥的严峻形式,建议在应用部分教学中适当增加病毒程序设计的内容。对于前三部分的内容也可根据实际情况进行适当压缩。与此同时,汇编语言是作为嵌入式系统开发与应用和嵌入式系统课程设计的专业基础课,结合计算机专业课程设置,建议在最后余留四到六学时的时间介绍一下arm指令系统,将x86指令系统和arm指令系统进行对比学习,为后续课程的学习打下基础。
2.4注重教学实践
汇编语言课程一般安排在大三的第一学期开始,40学时的课程在学期前半程就结束了。虽然学时数缩短了,我们还是不能忽略本门课程的实践这一重要的环节。因为学习一门语言课,其最直接的目的是用它去编写程序。因此,建议在课程结束后,利用后半学期业余时间给学员安排课程设计,到学期末结束并验收结果。对课程设计的要求不能太高,我们可以先提供给学员一些案例的源代码,比如:经典病毒、月下情人动画、产生随机数、简单学员成绩管理系统、卡通小闹钟、文本编辑器等汇编源代码。一方面先要求学员选择一个案例详细分析,给出详细的注释、程序设计流程、体系结构等;然后在理解、掌握的基础上,再对本案例进行修改设计出一个新的小系统。这种做法既能提高学员的学习积极性,又能锻炼其读程序、编程序的能力,而且没有占用教学学时。
2.5优化考核方式
传统的汇编语言课程考核方式主要是实行闭卷笔试,但是大多数学员在做编程题时,普遍反映由于指令太多,要用的指令记不住,导致编程题做不出来。从近两年的考试看,编程题得分高的学员很少。所以考试不能很好地反映出学员学习的好坏,特别是编程能力。因此建议考试形式采用:闭卷笔试50%+开卷上机编程20%+课程设计30%。这是因为汇编语言的一些基本知识还是需要笔试来考查:比如寻址方式,逻辑地址,物理地址等;上机考试可以出一些比较简单而有代表性的题目,估计大多数学员在给定的时间内可以做完,这样学员不用暂时去背太多的指令(当然如果用多了就不用背了),又可以测试他们现场调试程序的能力;由于上机考试时间的限制,只能出一些简单的编程题目,不能完全体现学员对知识的综合运用能力,所以要通过课程设计来补充考核这方面能力,当然时间可以延长到学期末。