¹岭南师范学院信息工程学院，广东 湛江

²大连交通大学电气信息工程学院，辽宁 大连

收稿日期：2020年12月1日；录用日期：2021年1月28日；发布日期：2021年2月5日

摘要

分析了课程教学团队建设需求与现状，阐述了《嵌入式系统》课程知识体系与特点，开展了“嵌入式双师型”师资队伍构建、“六个三”课程实践教学体系构建、课程教学资源库建设等改革与实践，提高了课程教学团队的整体水平，有效提升教学效果与人才培养质量。

关键词

《嵌入式系统》，教学团队，课程建设

Reform and Practice of Teaching Team of Embedded System Course

Bo Chen¹, Hongyan Wu¹, Xiu’e Gao^1*, Shifeng Chen¹, Yunming Wang²

¹College of Information Engineering, Lingnan Normal University, Zhanjiang Guangdong

²College of Electrical and Information Engineering, Dalian Jiaotong University, Dalian Liaoning

Received: Dec. 1^st, 2020; accepted: Jan. 28^th, 2021; published: Feb. 5^th, 2021

ABSTRACT

The demand and present situation of the course construction of teaching team construction were analyzed, and the knowledge system and characteristics of Embedded System course were expounded in this paper. Furthermore, the construction and practice of “embedded double-teacher type” teaching staff, “Six-Three” curriculum practice teaching system and the course teaching resource library of Embedded System were discussed. This method improves the overall level of the course teaching team, and it improves the teaching effect and the quality of talent cultivation effectively.

Keywords:Embedded System, Teaching Team, Course Construction

Copyright © 2021 by author(s) and Hans Publishers Inc.

This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0).

http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

1. 引言

人才培养质量源于高水平的教学质量，高水平教学团队是提高教学质量的根本保证 [1]。教育部多次在质量工程建设方案中设立了教学团队的建设内容，并着重指出：“加强本科教学团队建设，重点遴选和建设一批教学质量高、结构合理的教学团队，建立有效的团队合作的机制，推动教学内容和方法改革和研究”。近年来，国内高校开展了形式多样的教学团队建设与实践，主要包括单门课程教学团队、课程群教学团队、实践类课程教学团队等。

1) 单门课程教学团队建设。叶平 [2] 从团队成员组成与分工、课程知识体系、授课方式、教材编订等方面阐述了《中国哲学史》课程教学团队的改革实践；何丽娟等 [3] 从教学方法、青年教师培训以及科研转化教学建设等几个方面对《传热学》教学团队的建设模式进行了一系列创新性研究。

2) 课程群教学团队建设。颜云榕等 [4] 以课程群建设为手段，构建了海洋渔业科学与技术专业教学团队；安琦等 [5] 从核心课程群设置、课程教学改革、课堂教学内容、科研促进教学等展开课程群教学团队建设；王卫伟等 [6] 依托材料专业学科基础课程，组建了“材料分析与表征课程群”教学团队。

3) 实践类课程教学团队建设。王秀友等 [7] 从程序设计类课程平台、教学体系、实践教学体系、实践教学平台、师资团队等方面阐述了程序设计类课程教学团队建设与实践；韦秀芝 [8] 分析了高职院校实验课程教学团队建设存在的问题，提出了高职院校高绩效实验课程教学团队的解决方案。

上述三类课程团队建设各有侧重点。① 单门课程教学团队侧重该门课程的知识体系构建；② 课程群教学团队侧重课程群内不同课程之间的团队协作；③ 实践类课程教学团队侧重课程知识的应用与实践。本文在借鉴文献研究成果基础上，以岭南师范学院信息工程学院《嵌入式系统》课程建设为例，从课程知识体系、师资队伍、实践教学体系、教学资源库建设等几个方面开展了《嵌入式系统》课程教学团队建设与实践。

2. 《嵌入式系统》课程知识体系

《嵌入式系统》课程教学目标是依据电子信息类、计算机类等专业的人才培养目标，以《C语言》、《计算机组成原理》、《操作系统》等课程为前修基础，使学生既掌握嵌入式系统体系结构、嵌入式处理器结构与处理技术、嵌入式系统控制工程、嵌入式系统I/O接口设计、嵌入式系统开发应用等基本原理和基本技术，又受到工程应用开发训练和前沿领域学习。使学生具有自我开拓、自我学习的能力，从而达到提高其综合素质和创新能力的目标。该课程的知识体系如图1所示。

嵌入式硬件知识包括逻辑电路、嵌入式处理器、存储系统、系统总线及各类接口等硬件知识；嵌入式驱动程序开发知识对应了嵌入式系统的驱动层，包括板级初始化、Flash驱动、RTC/定时器驱动、串口驱动、以太网驱动、LCD驱动、键盘驱动、其他驱动等驱动程序开发知识；嵌入式操作新人知识对应了嵌入式系统的操作系统层，包括TCP/IP网络系统、文件系统、内核、电源管理、嵌入式GUI等操作系统知识；嵌入式应用软件开发知识对应了嵌入式系统的中间件层，包括嵌入式CORBA、嵌入式Java、嵌入式DCOM、面向应用的中间件等应用软件开发知识；应用领域专业/行业知识对应了嵌入式系统的应用层，包括面向不同应用领域专业知识、应用行业知识等。

图1. 《嵌入式系统》课程知识体系

从图1的课程知识体系可以看出，其知识涉及到硬件与软件、内核与驱动、技术与应用等方面，课程综合性、实践性强，教学内容涉及多个学科，学习难度较大；同时，这些知识大多比较抽象、仅靠课程教学难以保证教学效果，需要大量的实践环节来加强理解。因此，需要建立“理论 + 实践”相结合的《嵌入式系统》课程教学团队，提高学生创新实践能力。

3. “嵌入式双师型”师资队伍

为提高学生的工程实践能力，需要构建“嵌入式双师型”师资队伍。“嵌入式双师型”师资队伍要求中级职称以上，具有2年以上(可累计)在企业、机构一线从事与本专业相关的实际工作，能够全面指导学生嵌入式实践、实训活动的嵌入式行业背景教师；或者中级职称以上，具有2年以上(可累计)在一线从事与本专业相关的工程方面工作，能够全面指导学生工程实践、实训活动的嵌入式工程背景教师。“嵌入式双师型”师资队伍通常校企联合组建，每个自然班的授课教师由1名擅长理论教学的教师和1名擅长实践教学的教师组合而成，并在具体的课程教学过程中发挥各自的教学特长。

首先，由“嵌入式双师型”师资队伍共同制定教学任务，主要包括：

1) 教学改革与实践。共同制定人才培养模式、培养方案、课程体系、教学内容、教学方法、教学手段、教学管理和质量监控等方面的教学研究与实践，不断提高教学质量。

2) 学科竞赛指导。共同组织指导学生参加“互联网+”大学生创新创业大赛、“挑战杯”大学生创业计划大赛、大学生电子设计竞赛等，提高学生参赛作品水平。

3) 项目实践。共同指导学生参与教师科研项目实践、自主创新活动以及企业项目实训，提高学生的自主创新意识与团队协作意识。

其次，依据教学任务，由“双师型”嵌入式师资队伍共同实施教学计划，主要包括嵌入式双师选取、教学任务分工落实、教学进度安排以及课程考核实施等方面。简述如下：

1) 嵌入式双师选取。依据教学计划、授课内容等要求，从企业外聘1位兼职教师与专业教师组成嵌入式双师，兼职教师要符合“嵌入式系统”课程要求。

2) 教学任务分工落实。以学生能力提升为目标，重新整合课程教学模式，合理安排理论与实践模块的任务分工、讲授秩序，充分发挥“双师”优势，实现理论与实践有机结合。

3) 教学进度安排。以最大限度利用好教学资源为目的，有效安排上课进度，按照课程内容合理分配理论教学及实践教学所占课程时间比，保证理论教学与实践教学协调发展。

4) 课程考核实施。采用双师考核替代传统考核办法，注重理论考核与实践考核的结合，注重创新实践能力的考核，考核形式进一步多样化。

4. “六个三”课程实践教学体系

为加强学生创新意识和创新能力的培养，构建了“六个三”课程实践教学体系。“六个三”指的是：三种实验层次、三种实验类型、三种教学途径、三种辅助方法、三种考核方式、三种效果评价。阐述如下：

1) 实验层次包含：硬件–软件–系统三种实验层次；

2) 实验类型包含：基本验证实验–课程综合实验–应用设计实验三种实验类型；

3) 教学途径包含：必修实验–开放实验–创新实验三种教学途径；

4) 辅助方法包含：模拟演示–电子课件–案例示范三种辅助教学方法；

5) 考核方式包含：实验报告–实验操作考核–设计方案三种考核方式；

6) 效果评价包含：综合评价–网上反馈–师生座谈三种教学效果评价方法。

在创新性实验教学项目中引入教师的科研项目、企业工程实训项目，为学生开设创新性实验内容；逐步实现实验教学内容与科研相结合的基础实验技能化、实验平台多元化、实验思维科研化、培养过程个性化的实验教学体系；采用开放实验的教学途径给学生提供了更多的实践机会。具体措施包括：

1) 注重实验内容的综合性，实验课中逐步减少陈旧的验证性实验，加大机能性、综合性与设计性实验内容。注重教学手段的先进性，利用多媒体、案例库、应用平台等辅助教学，通过不同形式的学习、观看和实际动手，强化了实验内容的消化、吸收。

2) 开展研究式的第二课堂实践教学。在专业“导师制”的基础上，采用研究式的第二课堂实践教学方法。以教师课题为载体，学生分组承担老师课题，完成文献学习、实验设计、实验报告等内容，通过课堂实验教学、课外师生共同讨论，极大地提高了学生视野和实践动手能力，满足了不同层次学生的学习要求。

3) 注重与后续课程的与衔接。在实验课的实验内容设计上，注重与后续课程《Linux操作系统》、《嵌入式系统课程设计》等的衔接；突出嵌入式系统基本原理、关键技术与典型应用的有机结合；进一步培养学生的创新思维以及对嵌入式工程实践的兴趣和爱好。

5. 课程教学资源库建设

《嵌入式系统》课程内容多、实践性强，教学团队整体水平的提升，离不开课程教学资源库的建设。其建设内容阐述如下：

1) 在线网络资源课程建设。课程资源从硬件、软件、应用三方面考虑，其中硬件包括处理器和外围I/O设备，软件包括操作系统和各种应用程序，应用包括典型教师课题、创新创业项目等典型嵌入式应用实例。同时，分章节、分知识要点录制授课视频，提供拓展阅读、案例示范等延伸学习材料。此外，每章节、分知识要点设计专题讨论、随堂测验题、课后作业、配套章节测试等资料，并有相应的评价考核方案。

2) 嵌入式应用案例库开发平台建设。整合嵌入式应用案例库资源，搭建基于NI、ARM、STM32、Freescale等嵌入式开发平台，案例库取材来源于教师的科研课题、企业工程实训项目，以及大学生优秀学科竞赛作品、优秀毕业设计成果等。同时，案例库为学生提供源代码、操作手册、相关教程等。

3) 配套教材建设。教学团队教师需要根据教学软硬件条件的不断完善，开展配套教材建设。近年来，先后编写并出版了《嵌入式系统及其应用》、《单片机应用技术》、《DSP应用技术》、《微机原理与接口技术》等教材；同时，先后编写了《Linux操作系统实验讲义》、《QT程序设计指导》、《嵌入式系统典型应用案例》等自编教材与讲义。这些教材与讲义不仅满足学生基本实验理论、技术和方法的学习，还可满足学生工程应用实践的需要。

6. 结语

结合现有课程教学团队建设成果与《嵌入式系统》课程特点，对《嵌入式系统》课程教学团队建设进行了创新性的探索；提出了“六个三”课程实验教学体系与创新性改革措施，构建了网络教学系统、嵌入式开发平台、教材与讲义、实验室开放预约系统等课程资源；提高了学生自主学习能力与教师教学效果。今后将继续深化课程教学改革与创新，进一步促进教研相长，从而提升《嵌入式系统》课程教学团队的整体水平。

基金项目

广东省教育厅质量工程项目(2019JXTD051)。

文章引用

陈 波,吴洪艳,高秀娥,陈世峰,王运明. 《嵌入式系统》课程教学团队的改革与实践
Reform and Practice of Teaching Team of Embedded System Course[J]. 创新教育研究, 2021, 09(01): 29-33. https://doi.org/10.12677/CES.2021.91005

参考文献