cdio模式在《嵌入式系统》教学中应用探析

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1、CDIO模式在《嵌入式系统》教学中应用探析　　摘要：基于CDIO教育理念的《嵌入式系统》课程改革以提高学生的专业技能和工程素质为目标，强调以工程项目为导向和主线，课堂教学、自学与实践相结合，激发学生的积极性和能动性，促进学生对知识的理解和掌握，全面提高学生的综合素质和技术水平。关键词：嵌入式系统；CDIO教学模式；项目驱动；工程实践中图分类号：G642.4？摇文献标志码：A文章编号：1674-9324（2013）50-0067-02嵌入式系统是当前计算机领域的两大分支之一，其快速发展和“无处不在”已成为后PC时代计算机发展的重要特征。因其具有面向用户、面向产品、面向应用、小型化、低成

2、本、低功耗等特点，嵌入式系统被广泛应用于工业、交通、商业、金融、国防等国民经济的各个领域，如工业控制、汽车电子、信息家电、现代农业、网络通信、手机、平板电脑、电子图书等，拥有广阔的市场[1，2]。7近年来，我国嵌入式系统产业发展十分迅猛，在新一轮汽车、通信、医疗、交通、航空航天等行业智能化装备的巨大需求拉动下，该产业正在成为带动IT产业发展新的增长点[3]。巨大的市场潜力和产业需求决定了必须加大嵌入式系统工程人才的培养力度，使其既具有扎实的理论功底，又具备良好的工程实践和创新能力。因此，本课程改革以提高学生的专业技能和工程素质为目标，使其满足嵌入式系统产业发展对高素质专业人才的需求。

3、一、当前教学中存在的不足《嵌入式系统》是一门涉及硬件、软件，实践性和应用性很强的课程。以往的教学往往偏重于课堂讲授，着重讲解各个知识点，之后辅以若干个专题实验，对知识点进行巩固和验证。这种教学模式存在以下几方面不足。首先，没有实际需求作为导向，学生容易陷入被动的学习，即“教什么学什么，教多少学多少”，难以激发学生学习的主动性和能动性，使学习过程流于形式和机械，甚至导致“应试型”学习，即学生仅从应试的角度关注哪些是重点，考试可能会考什么，而忽略如何将知识学以致用。其次，由于缺乏项目驱动，学生难以建立工程和系统的概念，不能从整体上对嵌入式系统形成全面深入的认识，导致无法将知识深刻理解、融

4、会贯通和灵活运用。最后，由于教学过程缺乏让学生发挥能动性和创造性的空间，因此也不利于学生创造性思维的培养。二、基于CDIO模式的教学改革7CDIO教学模式可为弥补上述不足提供新的选择。CDIO是英文单词Conceive（构思）、Design（设计）、Implement（实施）和Operate（运行）的首字母缩写，其核心思想是以工程项目为导向，紧密联系实际需求，围绕具体项目开展教育和学习，倡导“做中学”的教育理念。该模式是近年来工程教学领域的最新成果，被应用于许多实践性强的课程改革，获得了良好的教学效果[4]。将CDIO模式用于《嵌入式系统》教学，关键要做好以下四个环节：1.加强基本概

5、念的讲解，使学生从“整体”和“工程应用”的角度对嵌入式系统形成一个全面的认识。在讲解中充分利用多媒体教学手段，力求生动、形象，消除学生的畏难情绪，调动其学习兴趣和积极性。此外，通过剖析嵌入式系统开发实例，使学生了解嵌入式系统的开发过程，掌握研究和解决嵌入式系统工程问题的方法。72.以项目为导向，将一个具体的工程项目贯穿于整个教学过程，使学生通过“做中学”的方式完成一个具体项目的开发。在教学伊始，即给学生布置项目题目及任务。题目的设置需要满足以下三个要求：首先，题目难易适中，既要避免难度过大使学生产生畏难情绪，又要避免太过简单而达不到预期的教学效果；其次，题目所涉及的内容需包含教学大纲

6、中规划的绝大部分知识点，达到通过项目实践深入理解、掌握、应用知识点的目的；最后，题目的设置需给学生留出发挥能动性和创造性的空间，例如可以对项目的完成提出一个基本要求，鼓励学生在达到基本要求的基础上自由发挥，对开发的系统进行补充和完善，提高项目的完成质量，完成质量与总评成绩挂钩。题目下达后，要求学生自由组合，2～3人形成一个项目组，合作进行项目开发。3.知识点讲解与项目实施相衔接，课堂教学与学生自学相结合。在讲授一个知识点之前，首先需要讲清这个知识点的用途和用法，使学生能够明确学习的目的和意义，做到“有的放矢”，而不是盲目、机械地学习。例如，在讲授通用I/O口和中断知识点时，首先需要将

7、这些知识点与项目挂钩，让学生明白学习这些知识可解决项目开发中的人机交互问题。明确了学习目的，在接下来的讲授中尽可能多联系实际，通过概念讲解、实例剖析、方法总结等环节使学生加深对知识的理解。最后，学生通过课堂学习和查阅资料，将所学知识点用于工程项目的开发，完成对知识的掌握，实现学以致用。4.为学生提供充足的实践机会和良好的实验条件。在以往的教学中，实验课仅占少量的学时，且多为验证性的专题实验，不足以让学生完成项目的开发。因此，为保证教学效果，需大幅增加嵌入式