嵌入式系统教学视频 “流程再造”在嵌入式系统教学中的应用研究
时间：2019-01-14 03:39:24 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
[摘要]通过分析目前嵌入式系统课程教学中存在的问题，基于流程再造(BPR)思想对嵌入式系统教学进行了改革与创新，设计了嵌入式系统教学流程再造模型，根据该模型提出了流程再造方案，并在教学中进行了应用。实践表明，该教学模型和再造的教学方案能提高学生的主体地位和学习的积极性，有利于培养学生的创新意识。
[关键词]嵌入式系统；流程再造；开放实验
[中图分类号]G420 [文献标识码]A [论文编号]1009－8097(2011)01－153－03
引言
嵌入式技术在国内发展迅速，企业对嵌入式人才的需求也与日俱增。根据华清远见在“2009-2010年中国嵌入式开发从业人员调查报告”中的调查显示：约有83％的企业目前紧缺嵌入式开发方面的人才。在嵌入式人才的巨大需求下，近年来国内许多理工科高等院校普遍开设了嵌入式系统相关课程，但由于嵌入式系统涉及计算机技术、电子技术、微电子技术等领域的多门课程，因此在课程内容、教学方法、实践方式上很多院校的方案还不是很成熟。笔者结合多年的嵌入式系统教学经验，借鉴“流程再造”思想，从用人单位的角度出发，以培养学生创新意识和培养嵌入式应用型人才为牵引，对嵌入式系统教学进行了改革与创新。实践证明，本文提出的再造方案能提高学生的实践能力，能培养学生的创新意识，具有一定的参考意义。
一 大学流程再造理论简介
流程再造(Business Process Re-engineering,BPR)最早由哈佛大学迈克尔・哈默教授在《哈佛商业评论》一书中提出，他指出“再造：不是自动化，而是重新开始”闭。BPR的主要流程包括：(1)对原有流程进行全面的分析，发现其存在的问题；(2)设计新的流程改进方案，并进行评估；(3)制定与流程改进方案相配套的组织结构、资源配置和业务规范等方面的改进规划，形成系统的企业再造方案；(4)组织实施与持续改善。
在国内，河海大学的杜栋教授于2001年首次提出将BPR移植到大学之中，探讨了大学流程再造的基本理论，并将其运用到教学内容与课程体系改革中。随后，2004年严明提出了大学外语教学流程再造：2009年黄淑敏、张文丰对教育信息化背景下大学流程再造理论进行了研究：2010年游鑫提出了流程再造在计算机基础课程教学中的应用。流程再造思想被越来越多的引入到教学中来，优化教学过程和教学管理。
本文所提出的“流程再造”是以进一步优化教学内容和教学管理体系，以提高学生的应用能力和培养学生的创新思想为目的，对教学流程和教学体系进行根本性重新设计和改造，以实现课程体系的调整和教学效果优化。流程再造不同于教学改革中对细枝末节的修改。
二 目前嵌入式教学中存在的问题
作为新兴的课程体系，嵌入式系统理论教学和实验教学还不完善，仍在不断探索，但就目前的教学情况来看，存在如下几个问题：
1 重理论，轻实践
嵌入式系统课程是实践性很强的课程，需要大量的实践环节进行支撑。而目前的实践环节相对较少，不能给学生提供足够的实践机会。
2 教学内容一刀切，不符合不同专业学生的学习要求
嵌入式系统课程涉及的专业较多，包括计算机专业、电子专业、自动化专业、机械专业等，不同专业的学生学习的侧重点是不同的。很多院校使用统一的培养模式，不利于不同专业学生和不同能力学生的差异化发展。
3 实践环节形式单一
很多院校嵌入式系统的实践环节主要是课内实验，形式比较单一，而且以验证性实验为主，综合性实验和设计性实验相对较少，不利于学生个性发挥和综合能力培养。
4 教学手段落后
虽然大部分院校都使用多媒体教学，但是在教室中以教师为主体的授课模式对于实践环节很强的嵌入式系统课程来说已不再适应。
三 嵌入式教学流程再造模型
嵌入式教学流程再造是指对教学流程重新设计，使其符合制定的目标，使教学效果更加优化。本文的嵌入式教学流程再造模型使用文献提出的流程再造步骤进行设计，并进行了适当调整，如图1所示。
1 流程再造目标体系
嵌入式系统教学流程再造的目标有两个：
(1)从用人单位出发，培养学生的自学能力、动手能力和知识应用能力。
学生进入企业后用到的知识未必是在学校中学习过的知识，因此要求学生要有较强的自学能力。另外，学生的动手应用能力也是用人单位看重的，企业的操作模式实际上是任务模式，只注重结果和时间，只有较强的动手实践能力才能在短时间内完成企业的任务。
(2)培养学生的创新意识和创新能力。
只有创新才能发展，要给学生提供足够的创新空间，通过多种途径培养学生的创新能力。
2 流程再造工作内容
嵌入式教学流程再造主要涉及如下几个方面的内容：
(1)课程结构再造
课程结构再造主要是在现有嵌入式系统课程体系中适当增加实践环节。同时，针对不同专业的特点制定课程体系。
(2)教学组织形式再造
开展“多元化”的教学形式。教学不仅仅局限于课堂教学，实践环节也不仅仅局限于课内实验，通过教学组织形式再造，为学生提供灵活的学习形式。
(3)学生学习方式再造
避免目前“填鸭式”教学，从以教师为中心的兴趣引导，逐渐过渡到以学生为中心的自主创新。加大学生自主学习能力的培养力度，培养学生团体合作能力。
(4)教学评价体系再造
灵活设置教学评价体系，以学分为突破口，评价重心向评价学生应用能力方向转移，逐步建立有助于研究型学习和应用能力培养的考核体系和激励机制。
3 流程方案设计
(1)课程结构再造方案
嵌入式系统课程实践环节很强，因此在课程结构调整中适当增加了实践环节的学时数，同时增加综合性实验和设计性实验的比例。表1为针对计算机专业主要嵌入式课程实验环节调整情况，表格中数字为调整前和调整后的实验学时数。
从表1可以看出，课程结构再造后实验环节明显加强，综合性、设计性实验的比例也有所加大，这有利于提高学生动手能力，能提供给学生更多独立设计、思考的空间，有利于创新思维的培养。同时对不同的专业课程结构也进行调整，例如，在电子专业和控制专业中，单片机和ARM体系结构等硬件课程适当进行加强，而操作系统和嵌入式软件设计等软件课程适当减弱，以适应本专业学生的特点。
(2)教学组织形式再造方案
针对目前教学组织形式单一的状况，从如下几个方面进行了再造：
1)多元化教学形式
传统的教学方式以“教师中心，教材中心，课堂中心”的“三中心”为理论核心，强调教师的主导作用，这种教学模式不利于学生创新能力的培养。为此，需要重新构建教学形式：
A)任务式教学模式
任务式教学模式指教师布置学习任务，由学生自己去查资料，发挥自己的能动性和想象空间，最终完成任务。这种教学模式可以提高学生独立解决问题的能力，学生有很大的 发挥空间。
B)实验室教学，边学边练模式
在实验室进行授课，学生可以边学习边操作，这样有助于学生对知识的理解。
2)进行分层立体培养
以课内实验作为实践环节的主体相对单一和薄弱，根据不同学生层次和实践环节多样性要求，对嵌入式系统实践环节实行分层立体培养。实践能力再造培养体系如图2所示。其中，必修部分继承了原培养体系，作为基本要求，体现了教学的系统性与知识的完整性。新增选修部分，作为学生基本实践能力基础上的进一步提高，根据学生的不同需求、不同能力自行选择参与。从“开放实验”到“项目立项”、“学科竞赛”，难度逐渐加大，指导及经费投入也逐步增大。难度梯度设计使得不同能力同学的创新潜能都能得到激发施展，有利于优秀人才的选拔。经费投入梯度设计使得有限的经费投入能产生更高水平的成果。
新设计的流程既考虑到创新实践能力培养的广泛性，以难度较低的开放性实验吸引更多的同学参与，也考虑到让少部分创新能力强的同学有充分的能力施展空间。
(3)学生学习方式再造方案
在任务式教学模式驱动下，培养学生独立学习的能力，真正以学生为主体，教师起指导作用。在学生独立学习中不断引导学生相互学习，形成合作学习。
(4)教学评价体系再造方案
根据嵌入式系统注重实践的特性，考查方式可以综合笔试、平时作业、实验测试、大作业或论文的成绩。这些方面按比例综合评价学生的学习效果。另外，对于参加开放实验、企业实习、项目立项和学科竞赛的同学根据其最终完成情况，适当进行加分或学分奖励。例如，对于在企业实习或项目中表现突出的同学给予优秀成绩；在学科竞赛中获得省级或国家级奖的同学给予一定学分奖励。
4 方案评估
方案评估流程主要是对再造流程进行评估，看是否产生了良好的效果。通过对以上教学组织、培养体系等再造方案的实施，取得了很好的效果。自2009年起，嵌入式系统实验室空闲时间累计开放900学时，有35名同学获得省级以上学科竞赛奖项，有15名同学获得校级或者省级科技立项，约有85％的同学参加了开放实验。新的嵌入式教学组织、培养体系方案给学生带来了更多实践机会，为学生提供了更多独立学习、独立思考的空间，培养了学生的创新精神。
四 结束语
本文以培养学生应用能力和创新精神为出发点，基于BPR思想对嵌入式系统教学流程进行了再造，再造内容包括教学组织模式、培养体系结构、教学评价机制等。通过对新的再造流程方案的实施，证明了方案的有效性。作为新兴的课程，嵌入式系统的教学需要更长时间的研究和探索，各个院校应根据本校学生特点制定相应的教学方式和教学培养体系，以培养更多符合社会需求的嵌入式人才。
参考文献
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编辑：小禾
