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1、从嵌入式系统教学谈学生创新能力的培养摘要:实践性、组合性和综合性是嵌入式系统课程的特点,如能将该课程教学与创新能力的培养有机地结合在一起,那么不仅可以增强本门课程的趣味性,更能激活学生的创新潜能。本文主要介绍了课堂上以“简单性”原则激发学生的兴趣;实验课上以“提出问题、分析问题和解决问题”思路发掘和培养学生创新能力;课外实践通过“参与”、“培养”、“训练”和“竞赛”等手段提升学生的创新能力。
关键词:嵌入式;实践性;创新能力;培养
创新是一个民族进步的灵魂。创新的普遍性原理说明创新能力是人人都可具备的、
2、并且可以通过教育、培训、开发、激励和实践等手段激发出来并不断提升的一种能力[1]。高等教育担负着培养和造就高素质创新性人才的历史使命,是科技兴国的主力军,是我国科教创新体系中的重要组成部分[2]。嵌入式系统课程作为计算机、机电、电子等专业的重要课程,由于具有较强的实践性、组合性和综合性等特点,因此可以作为相关专业培养创新人才的突破口。
1从简单入手,激发学生兴趣与好奇
简单是指世间全部的客观存在,就其本质、原理、元素、构成而言,都是简单的。如果教学中能去繁从简,由简入深,循序渐进,无疑可以拉近学生与课程之间的距离,
3、更能激发学生的好奇与兴趣。有一句西方谚语说的好:“好奇与兴趣是研究之父,成功之母”。可以说,兴趣和好奇对于创新来说无疑是一把“金钥匙”。那么,嵌入式系统课程教学如何用“简单”激发学生的兴趣与好奇呢?
(1)精挑入门教材,力求简单实用。
能否激发学生学习兴趣和好奇,精心挑选教材很重要。教材一般由任课教师根据教学大纲选定,这个环节看似平常,其实很有讲究。对于教师而言可能选择任何一种教材都无所谓,但对于学生是否适宜却很关键。一本简单实用的嵌入式系统教材应该遵循如下几个原则:
①读者容易看懂、快速上手实践,符合循
4、序渐进、由浅入深的学习原则;
②能将技术难点通过直观的方式体现出来;
③以应用为主线,按照教学特点展开,体现理论与实践的平衡与互补;
④其中的实例能激发学生的好奇,激荡其创新的欲望和潜能等[3]。
选用的教材一方面要避免那些以汇编为主、乏味、生涩难懂的教程;同时也不能一味跟风选择似乎很“前卫”的ARM。我们近几年选用了由清华大学出版社出版、王宜怀和刘晓升老师编写的《嵌入式技术基础与实践》,从学生的反映和教学的效果上看很好,简单实用,尤其能激发学生的学习兴趣和好奇心,是一本难得的嵌入式系统入门教材
5、。
(2)精选入门程序,现象要求简单直观。
入门程序选择力图精简直观。如果教程中的入门程序空无实际内容,或运行现象不直观,教师可以另择程序。一般来说,第一个工程安排应“短小直观”为原则。如利用通过I/O模块编程控制几个发光二极管(如在课堂上演示效果不佳,可以加入继电器控制白炽灯),主要目的是给出程序框架和工作过程;然后,进行实际环境的编译、链接生成可以下载到芯片内部Flash存储器中的程序(可以运行的机器码),基本理解列表文件、机器码文件;最后,将程序利用写入调试器下载到目标MCU中,在目标板上,让学生注意观察整个
6、过程。最后,可以进一步利用嵌入式软件的打桩调试技术,即在被测程序中插入一些函数与语句,利用这些函数或语句产生可在硬件板上显示物理现象,供观察程序运行情况之用[4]。
入门程序选择看似乎简单,其实是“麻雀虽小、五脏俱全”。可以说,教师如能成功并精彩讲解入门程序并成功演示现象,对于激发学生兴趣十分重要[5]。只要教师课前充分准备,课堂上注意把握节奏,并不时调节轻松气氛,那么一定可以最大限度激发学生的求知欲。否则会让学生“瞎子摸象”、云里雾里,拒学生兴趣于“千里之外”。
2从实验环节入手,发掘学生创新潜能
创新
7、能力主要是由提出问题、分析问题和解决问题构成,并通过创新实践的过程和创新实践的活动等体现出来。因此,实践教学是创新人才培养的重要环节,对于实践性很强的嵌入式系统课程来说,意义尤为重大。
(1)优化实验教学内容,增加创新实验项目。
优化指的是要尽可能围绕让学生自己“提出问题、分析问题和解决问题”的思路展开,认真修订实验教学大纲,构建科学合理的实践教学体系。紧密结合科研、工程与社会应用实践,引入现代科学技术和教学改革新成果,积极开发综合性、设计型、研究型等有利于学生创新能力培养的实验项目,减少验证性、演示性实验的比重。
8、
(2)实验问题少一些“精确”,多一些“模糊”。
为了更好发掘学生的创新潜能,实验问题的提出应注意避免“精确”,而应该提倡“模糊”,这样更便于开阔学生思路,激发创新潜能。例如,实验内容为“循环点亮一组
