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摘要：
本文提出了实践性教学活动的基本思想-加深理解理论原理，与工程实践相结合，提高学生动手能力，培养创新能力，针对嵌入式系统安排了实验课程项目，提出以学生为主体，教师仅起引导作用的实践课程的组织方式，以综合性项目设计为主的开放式考核方法。
关键词：实践性教学活动；综合性项目设计；开放式考核
【中图分类号】G640
1、实践教学活动的设计思想
实践教学内容本着“加深理解理论原理，与工程实践相结合，提高学生动手能力，培养创新能力”设计思想进行编排，提高研究性、探索性、综合性实验的比例，要求学生在教师的指导下通过查阅文献资料，自主设计实验方案，掌握相关知识。实验过程知识结构如图1所示。
图1 实验过程知识结构示意图
2、实验项目
嵌入式系统实验是嵌入式系统课程的重要组成部分，它在培养学生掌握实验技能、强化概念、提高观察、分析和解决问题的能力方面具有独到之处。实验类型分为基础实验、综合性实验和创新实验三类。
表1 实验项目分类表
实验项目 描述 基础实验 选作实验 创新实验
嵌入式开发环境的建立 交叉开发环境的建立（包括宿主平台及目标平台的软硬件配置，软件工具的安装配置，硬件线路的布局与物流连接，逻辑连接等），掌握开发工具的基本使用，熟悉嵌入式软件运行的载体――嵌入式目标平台 √
嵌入式微处理器基础实验 包括汇编指令实验、C语言程序实验及C语言调用汇编实验、GPIO输入/输出实验、存储器读写实验、中断实验、定时器实验、脉宽调制PWM实验、 模拟比较器、看门狗实验、ADC数据采集实验 √
嵌入式微处理器通信总线实验 UART异步通信实验、互联IC总线实验、同步串口通信实验、CAN现场总线实验、以太网通信实验 √
嵌入式操作系统应用基础实验 嵌入式操作系统uC/OS操作系统的基本管理功能的验证性实验，包括任务管理、任务的设计、信号量机制、消息队列、优先级反转及解决策略、动态内存管理等，要求学生掌握嵌入式系统操作系统的基本原理、特点与使用方法 √
嵌入式系统硬件驱动开发实验 开发板初始化、系统自举（BOOT LODER）、人机接口驱动（键盘、LED显示、LCD显示）、音频视频接口、PWM电机控制等 √
嵌入式系统软件驱动开发实验 源代码开放操作系统（uC/OS-II）的移植实验、移植操作系统到LM3S8962 √
嵌入式操作系统应用综合实验 电脑自动打铃器设计与实现、基于CAN现场总线的数据采集模块以太网数据采集模块 √
嵌入式系统中间件应用实验 ZLG/GUI（图形用户界面）开发应用实验 √
嵌入式系统综合设计开发实验 基于开源软件的应用软件架构设计与实践、逆变电源制作、IEEE国际电脑鼠跑迷宫竞赛、“飞思卡尔”杯全国大学生智能车竞赛等 √
3、实践时间和方式
上述实践内容由简单到复杂，仅靠课内时间难以完全实现。本着“充分发挥个人的学习潜力，目标动态差异化管理，让优秀的学生脱颖而出”的理念，实践课分为四个阶段，即实验课阶段、课外实验阶段、课程设计阶段和项目综合实训阶段。
4、实践课程组织形式
在整个实践教学过程中，以学生为主体，教师仅起引导作用，教师通过和企业联系与企方工程师共同提出研究的课题和方向，教师提供大量的信息资源（包括网上的和教职工共同采集的），指导学生做出自己的决定并保持足够的目标持续学习。鼓励学生提出问题、思考问题、解决问题。实践课程组织形式如图2所示。
图2 实践课程组织形式示意图
5、教师指导方法
⑴常规的理论验证和设备操作实验，提供1台/1～2人的操作仪器在教师的引导下进行实验。
⑵对实验难度较大的实验，教师进行实验难点讲解，学生以3人小组共同讨论，使用网络资源进行e-learning学习，打破了传统学习模式的时空界限，动手实验，自己做决定；在教师的指导下制定工作计划，以保证学生能够顺利地完成实践项目。
⑶设计性和创新实验，预先将实验题目告诉学生，要求学生查阅资料，根据所学的理论知识，写出实验原理，设计出具体的实验步骤，然后和教师一同讨论、分析，使学生的综合分析能力得到提高。
⑷创新实践的指导方式采用教师讲解和启发式讨论相结合的教学方式，尽量做到理论联系实际，教会他们解决问题的方法，帮助他们在出现分歧时加强沟通，融知识传授、能力培养、素质教育于一体，激发学生的学习热情和主动探索的愿望。
6、考试方法与考核内容
传统实践教学模式的考试方式还是停留在纸张上，可以说是“一纸定成绩，一纸定能力”的不合理方式。助长死记硬背的应试教育模式，不能够准确反映学生的应用知识和解决实际问题的能力。本门课程的实践教学考试方式根据需要进行了全面改革，以综合性项目设计为主的开放式考核方法，考核内容包括“设计、制作、编程、调试与文档写作”等，学生通过考核就相当于参与了一个项目的研发过程。这样的考核方法既锻炼了学生的技术水平与多方面的能力，又起到融会贯通所学知识的作用。
开放式考核是衡量学生能力的好方式，学生不需要死记硬背，注重知识应用与分析、解决问题的能力，因此考试不再是单纯的考试，它也是综合应用的学习过程，促进了学生的能力培养。通过分析考试结果不仅较准确的反映了学生的应用知识和解决实际问题的能力，也反馈教师的教学效果与不足，达到以考促学、以考促教的目的。考试组织形式见图3 。
图3 开放式考试组织形式图
7、实践教学活动的教学效果
学生普遍反映，通过实验，巩固了本课程的基本理论，并使所学的知识得到了综合运用，掌握了非常好的学习方式和解决问题的方法，学生应用和创新能力培养成效显著。
经过几届实践，学生受益良多，普遍认为比直接由老师授课“灌输”的方式要“理解得深、记得牢，还颇有成就感”、“不仅很好地锻炼自己贴近实际，增强了解决问题的应用能力，更重要让我们体会如何学习、分析与创新思考”。
本文提出了实践性教学活动的基本思想-加深理解理论原理，与工程实践相结合，提高学生动手能力，培养创新能力，针对嵌入式系统安排了实验课程项目，提出以学生为主体，教师仅起引导作用的实践课程的组织方式，以综合性项目设计为主的开放式考核方法。
关键词：实践性教学活动；综合性项目设计；开放式考核
【中图分类号】G640
1、实践教学活动的设计思想
实践教学内容本着“加深理解理论原理，与工程实践相结合，提高学生动手能力，培养创新能力”设计思想进行编排，提高研究性、探索性、综合性实验的比例，要求学生在教师的指导下通过查阅文献资料，自主设计实验方案，掌握相关知识。实验过程知识结构如图1所示。
图1 实验过程知识结构示意图
2、实验项目
嵌入式系统实验是嵌入式系统课程的重要组成部分，它在培养学生掌握实验技能、强化概念、提高观察、分析和解决问题的能力方面具有独到之处。实验类型分为基础实验、综合性实验和创新实验三类。
表1 实验项目分类表
实验项目 描述 基础实验 选作实验 创新实验
嵌入式开发环境的建立 交叉开发环境的建立（包括宿主平台及目标平台的软硬件配置，软件工具的安装配置，硬件线路的布局与物流连接，逻辑连接等），掌握开发工具的基本使用，熟悉嵌入式软件运行的载体――嵌入式目标平台 √
嵌入式微处理器基础实验 包括汇编指令实验、C语言程序实验及C语言调用汇编实验、GPIO输入/输出实验、存储器读写实验、中断实验、定时器实验、脉宽调制PWM实验、 模拟比较器、看门狗实验、ADC数据采集实验 √
嵌入式微处理器通信总线实验 UART异步通信实验、互联IC总线实验、同步串口通信实验、CAN现场总线实验、以太网通信实验 √
嵌入式操作系统应用基础实验 嵌入式操作系统uC/OS操作系统的基本管理功能的验证性实验，包括任务管理、任务的设计、信号量机制、消息队列、优先级反转及解决策略、动态内存管理等，要求学生掌握嵌入式系统操作系统的基本原理、特点与使用方法 √
嵌入式系统硬件驱动开发实验 开发板初始化、系统自举（BOOT LODER）、人机接口驱动（键盘、LED显示、LCD显示）、音频视频接口、PWM电机控制等 √
嵌入式系统软件驱动开发实验 源代码开放操作系统（uC/OS-II）的移植实验、移植操作系统到LM3S8962 √
嵌入式操作系统应用综合实验 电脑自动打铃器设计与实现、基于CAN现场总线的数据采集模块以太网数据采集模块 √
嵌入式系统中间件应用实验 ZLG/GUI（图形用户界面）开发应用实验 √
嵌入式系统综合设计开发实验 基于开源软件的应用软件架构设计与实践、逆变电源制作、IEEE国际电脑鼠跑迷宫竞赛、“飞思卡尔”杯全国大学生智能车竞赛等 √
3、实践时间和方式
上述实践内容由简单到复杂，仅靠课内时间难以完全实现。本着“充分发挥个人的学习潜力，目标动态差异化管理，让优秀的学生脱颖而出”的理念，实践课分为四个阶段，即实验课阶段、课外实验阶段、课程设计阶段和项目综合实训阶段。
4、实践课程组织形式
在整个实践教学过程中，以学生为主体，教师仅起引导作用，教师通过和企业联系与企方工程师共同提出研究的课题和方向，教师提供大量的信息资源（包括网上的和教职工共同采集的），指导学生做出自己的决定并保持足够的目标持续学习。鼓励学生提出问题、思考问题、解决问题。实践课程组织形式如图2所示。
图2 实践课程组织形式示意图
5、教师指导方法
⑴常规的理论验证和设备操作实验，提供1台/1～2人的操作仪器在教师的引导下进行实验。
⑵对实验难度较大的实验，教师进行实验难点讲解，学生以3人小组共同讨论，使用网络资源进行e-learning学习，打破了传统学习模式的时空界限，动手实验，自己做决定；在教师的指导下制定工作计划，以保证学生能够顺利地完成实践项目。
⑶设计性和创新实验，预先将实验题目告诉学生，要求学生查阅资料，根据所学的理论知识，写出实验原理，设计出具体的实验步骤，然后和教师一同讨论、分析，使学生的综合分析能力得到提高。
⑷创新实践的指导方式采用教师讲解和启发式讨论相结合的教学方式，尽量做到理论联系实际，教会他们解决问题的方法，帮助他们在出现分歧时加强沟通，融知识传授、能力培养、素质教育于一体，激发学生的学习热情和主动探索的愿望。
6、考试方法与考核内容
传统实践教学模式的考试方式还是停留在纸张上，可以说是“一纸定成绩，一纸定能力”的不合理方式。助长死记硬背的应试教育模式，不能够准确反映学生的应用知识和解决实际问题的能力。本门课程的实践教学考试方式根据需要进行了全面改革，以综合性项目设计为主的开放式考核方法，考核内容包括“设计、制作、编程、调试与文档写作”等，学生通过考核就相当于参与了一个项目的研发过程。这样的考核方法既锻炼了学生的技术水平与多方面的能力，又起到融会贯通所学知识的作用。
开放式考核是衡量学生能力的好方式，学生不需要死记硬背，注重知识应用与分析、解决问题的能力，因此考试不再是单纯的考试，它也是综合应用的学习过程，促进了学生的能力培养。通过分析考试结果不仅较准确的反映了学生的应用知识和解决实际问题的能力，也反馈教师的教学效果与不足，达到以考促学、以考促教的目的。考试组织形式见图3 。
图3 开放式考试组织形式图
7、实践教学活动的教学效果
学生普遍反映，通过实验，巩固了本课程的基本理论，并使所学的知识得到了综合运用，掌握了非常好的学习方式和解决问题的方法，学生应用和创新能力培养成效显著。
经过几届实践，学生受益良多，普遍认为比直接由老师授课“灌输”的方式要“理解得深、记得牢，还颇有成就感”、“不仅很好地锻炼自己贴近实际，增强了解决问题的应用能力，更重要让我们体会如何学习、分析与创新思考”。