试述人才培养基于不足设计嵌入式实践创新人才培养系统研究要求

摘要：依托嵌入式系统创新实验室的建设，从学生的个性化教育出发，提出了基于问题设计型引导式教育的先进理念。以工程实际问题为导向，使学生从面向实际工程应用的疑问开始探索知识的思维过程，使学生的实践创新能力在解决问题的过程中得到发展。以嵌入式系统理论与实践教学体系、教学方法改革、创新实验平台建设为支撑，构建了一套完整的嵌入式系统实践创新人才培养体系。
关键词：嵌入式系统；实践创新人才培养；问题设计型引导式教育
作者简介：张腾飞（1980-），男，河南商丘人，南京邮电大学自动化学院，副教授；王保云（1967-），男，河南信阳人，南京邮电大学自动化学院，教授。（江苏 南京 210023）
基金项目：本文系南京邮电大学实验室建设与设备管理研究课题重点项目（项目编号：2011XSG03）的研究成果。
1007-0079（2013）22-0057-02
学贵有疑，小疑则小进，大疑则大进。疑者，觉悟之机也，一番觉悟，一番长进。学生学习的过程是一个主动构建知识的过程，也是一种再创造的过程。结合专业特色，以学生发展为中心，以工程实际问题为导向，通过提出问题、分析问题、解决问题，充分激发学生探究求知的，培养学生的学习思维和实践创新能力。
结合嵌入式系统创新实验室的建设，从学生的个性化教育出发，本文提出了基于问题设计型引导教育的先进理念。将问题设计型引导式教育与学生的个性化实践创新能力拓展相结合，以嵌入式系统理论与实践教学体系、教学方法改革、创新实验平台建设为支撑，构建了嵌入式实践创新人才培养体系。在创新实践项目、科技创新竞赛以及实际工程项目的驱动下，强化培养学生的知识综合运用能力、科研创新能力和工程实践能力。

一、将问题设计型引导式教育的理念贯穿于嵌入式实践创新人才培养的整个过程

教育学家斯金纳曾言：“在教学中成功的设计问题，有利于激发学生积极主动去思考，有利于学生运用已有知识去获得新知识或解决新问题。”可见，问题设计是教学活动中促进学生实践创新能力主动发展的重要环节。基于此，在嵌入式系统的实践教学过程中，提出了“问题设计型引导式教育”的理念，并与学生的个性化创新能力拓展相结合，贯穿于嵌入式实践创新人才培养的整个过程。
在嵌入式实践创新人才培养过程中，树立以学生为本、以实践创新能力培养为核心的教学观念。为充分激发学生对嵌入式实践创新的兴趣爱好，采用“工程需求、技术问题、理论要点、解决方案”分层递进式的问题设计型引导教育方式，培养学生自主学习、科技创新和知识综合运用的能力。
问题设计的质量直接影响到嵌入式实践创新人才培养的效果，应重视学生参与实践教学活动的感知过程、理解过程和反馈过程。在嵌入式实践创新人才的培养中，遵循从实践中来、到实践中去的原则，采用面向实际嵌入式工程应用的问题设计方法，帮助学生建立合理的嵌入式系统知识结构，充分调动学生学习嵌入式系统的积极主动性，让学生在解决问题的过程中得到思维能力、实践创新能力的训练，并进一步培养学生主动发现问题的意识与能力，因为主动发现问题的能力在某种程度上比解决问题的能力更加重要。
在面向实际工程应用的问题设计时，注重学生的已有知识体系和认知特点，充分考虑学生的能力层次和个体差异，由浅入深、由易到难、循序渐进地进行问题设计，并突出问题设计的导向性、趣味性、开放性及综合性，为学生嵌入式系统的实践创新提供广阔的思考空间，促进学生的个性化发展。

二、构建较为完善的教学内容源于：论文格式范文网www.618jyw.com

体系，培养嵌入式系统实践创新人才
为提高学生的嵌入式实践开发技能，在课堂教学中放弃传统的将单片机与ARM分开单独授课的教学方式，综合考虑嵌入式系统与其他相关先修课程、单片机与ARM课程内容之间的相互联系。以单片机的定时/计数器、中断系统、串行口等模块为例深入精细讲解其基本原理及接口的扩展技术；而ARM资源丰富，则重点强调其体系结构及实用的设计开发技术。
放弃采用固定教材进行讲授的传统做法，而是将许多具有一定趣味性又贴近学生生活的工程应用实例引入教学内容，不断将最新的成果转化为课堂理论教学及实践教学案例。并按照“工程需求、技术问题、理论要点、解决方案”分层递进式的问题设计型引导教育方式进行讲授，充分激发学生的兴趣爱好。以“强化基础、重视实践、培养能力、突出创新”为指导思想，构建了模块化的嵌入式教学内容体系，如图1所示。
图1 嵌入式系统的教学内容体系

三、构建模块化、开放性创新实验平台，促进嵌入式实践创新人才培养

在嵌入式实践创新人才培养过程中注重创新实验平台的开放性。依托嵌入式创新实验室的建设构建了多样化的嵌入式系统实验开发平台，包括80C5

1、MSP430、ARM、DSP等系统开发平台，如图2所示。

为便于学生的科技创新，配备了多套不同规格的仪器仪表设备，并建立了创新实验室的元器件库。与美国风河公司、北京合众达等建立了校企联合创新实验室以及长期的合作关系，为学生提供了良好的主题创新、实践平台。
另外，在学校自制实验仪器设备专项经费的资助下，以实际的工程项目为驱动，完成了嵌入式Cortex M3开放实验模块化开发平台的研制。该开发平台的研制理念是：同时注重嵌入式技术的学习和实践创新能力的提高两个方面，让学生在这个开放的平台上尽可能多地接触更多、更新的技术，激发学生的自主学习意识，充分利用课余时间完成实践与创新。

四、构建基于问题设计型引导式教育的嵌入式实践创新人才培养体系

在嵌入式实践创新人才培养的过程中，切实践行“动脑与动手结合，课内与课外结合，理论与实践结合”，将基础实验、提高实验、综合性实验与嵌入式系统课程设计、本科毕业设计及课外科技创新实践活动等环节相结合，以提升学生的嵌入式系统工程实践创新能力为核心，根据实践创新人才培养目标的层次差异，考虑培养过程各个环节的需要，从整体出发，按照学生思维发展的特点，由浅入深对工程应用实际需求进行问题设计，完成一系列环环相扣、逐层递升的实践训练，引导嵌入式系统实践创新人才培养向纵深推进，构建循序渐进的嵌入式系统实践创新人才培养体系，如图3所示。
图3 嵌入式系统实践创新人才培养体系
五、结束语
针对嵌入式系统的实践创新人才培养提出了“问题设计型引导式教育”的先进理念。以“强化基础、重视实践、培养能力、突出创新”为指导思想，构建了较为完善的嵌入式系统教学内容体系。结合工程项目的应用需求，构建了接口开放、便于二次开发的多样化嵌入式系统实验开发平台。以此为基础，通过导向性、趣味性、开放性及综合性问题的设计，使学生完成由浅入深、由易到难一系列环环相扣、逐层递升的实践训练，从而引导创新人才培养向纵深推进，构建了循序渐进的嵌入式实践创新人才培养体系。
参考文献：
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（责任编辑：王祝萍）