RPP-CDIO在“嵌入式系统与应用”课程教学改革中的应用研究.pdf

2023年10 月计算机应用文摘第3 9 卷第2 0 期RPP-CDIO在“嵌入式系统与应用”课程教学改革中的应用研究韩玉文（南昌应用技术师范学院，南昌3 3 0 10 8）摘要：在“嵌入式系统与应用”课程的传统教学模式中，教师处于主导地位，学生的自主学习意识较弱，且无法有效结合理论与实践。因此，“嵌入式系统与应用”课程的教学模式函须改变，以加强学生在实践中合理应用理论知识的能力。融合RPP-CDIO工程教育模式，文章分析并总结了“嵌入式系统与应用”课程教学中存在的问题，对教学内容、教学模式以及考核方式提出了改革思路，旨在培养高校学生的自主学习意识，提升其工程实践能力和职业竞争力，进而推动“嵌入式系统与应用”课程的教学改革。关键词：RPP-CDIO；教学改革；嵌入式系统与应用；人才培养HAN Yuwen中图法分类号：G642Research on application of RPP-CDIO model in teaching reform of(Nanchang Normal College of Applied Technology,Nanchang 330108,China)Abstract:In the traditional teaching mode of“embedded systems and application”course,teachers arein the dominant position,students autonomous learning consciousness is weak,and they can noteffectively combine theory with practice.Therefore,the teaching mode of“embedded system andapplication course needs to be changed urgently,so as to strengthen students ability to applytheoretical knowledge reasonably in practice.Integrating RPP-CDIO engineering education mode,thispaper analyzes and summarizes the problems existing in the teaching of“embedded systems andapplication course,and puts forward reform ideas for teaching content,teaching mode andassessment methods.The purpose is to cultivate college students autonomous learningconsciousness,enhance their engineering practice ability and professional competitiveness,and thenpromote the teaching reform of the course“embedded systems and applications.Key words:RPP-CDIO,teaching reform,embedded system and application,talent training1引言随着嵌入式系统在人工智能、物联网等领域的广泛应用，各行各业对嵌人式高端人才的需求也在日益增长，“嵌人式系统与应用”课程的教学质量和效果至关重要 。然而,当前“嵌人式系统与应用 课程仍采用传统教学模式进行教学，整体教学效果较差，呕须进行教学改革。RPP-CDIO是以项目需求为引导（Requirement）以动手实践为手段（Practice）、以项目流程为载体(Procedure）的工程教育模式,其中CDIO 代表构思文献标识码：Aembedded system and application course（C o n c e i v e）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（O p e r a t e），有助于高校培养符合市场需求的嵌人式高端人才 2 。结合RPP-CDIO工程教育模式,本文将针对“嵌入式系统与应用”课程教学中遇到的问题进行分析,并给出对应的改革方法，旨在培养学生的实践能力及创新应用能力。2教学现状在传统教学模式下，“嵌人式系统与应用”课程采用理论和实验相结合的方式进行教学。在理论教学方面，由于理论内容难度较大，传统基金项目：南昌应用技术师范学院校级课题：基于RPP-CDIO模式的嵌人式系统与应用教学改革研究(NYSJG2204)2023 年第 2 0 期教学模式既无法满足该课程的教学需求，也无法培养学生的动手能力、协作能力和解决问题的能力；“嵌入式系统与应用”课程包含教学内容较多，教学任务较重，但其教学安排时长分配不均,培养方案不合理，导致教学效果不佳 3 ；教师对课堂交流、学生意识培养和知识拓展方面的重视程度不高，对教学的设计还不够完善。在实验教学方面，由于实验内容较为复杂，且部分教师不具备充足的实验经验，无法为学生提供有效指导；同时学生已习惯传统教学模式下的实验教学，难以在短时间内改变学习方法并提升技术 4以上问题将制约数据结构类课程的教学改革。31RPP-CDIO工程教育模式及其教学优势基于RPP-CDIO工程教育模式,教育改革旨在确保不同阶段学生实现相应的预期目标，注重培养其个人能力和团队协作能力，帮助其将已习得的嵌入式知识与实践进行充分结合，进而提升学生的应用及创新能力。RPP-CDIO工程教育模式不仅有助于激发学生的学习兴趣 5 ,也有助于校方建立阶段性评价体系。基于该模式，学生可以根据个人学习规划进行自主选题,从而对项目的施工进程进行系统性分析,进而结合理论及技能基础完成独立设计与表达，最终实现嵌人式系统的搭建；教师可以加强对学生的关注，如通过课堂表现、实习日志对学生进行阶段性评价 6 ，从而有针对性地培养学生的自主学习能力和严谨性思维，促使学生养成自主学习的习惯。4RPP-CDIO对“嵌入式系统与应用”课程的改革4.1教学内容改革在“嵌人式系统与应用”课程中，学生需要熟悉嵌人式系统的基本概念，学习设计、开发和测试嵌人式系统的方法,并掌握“嵌入式系统与应用”课程的应用技术,从而提升学习的自主性和积极性 7 基于此,在“嵌人式系统与应用”课程的教学内容改革中，校方可按照RPP-CDIO工程教育模式对教学内容进行规划与设计。(1)角色扮演。学生扮演工程师、项目负责人等角色，通过场景模拟熟悉嵌人式系统基本知识及相关应用案例。(2)问题定义。基于实际场景,如安防监控、智能家居等领域中的嵌入式应用，学生需要有针对性地提计算机应用文摘出可能出现的问题,并思考对应的研发方法和流程。(3)项目计划。在完成问题定义后,学生需要按照重要性、可行性等因素确定开发目标、阶段性任务和时间规划等安排，组建项目工作组并明确分工，同时规划好嵌人式系统的开发流程。(4)设计与开发。学生根据项目计划,完成嵌人式系统的设计与开发。该阶段可分为硬件、FPGA、API软件设计及驱动程序开发、控制程序编写等。(5)应用调试。在完成设计后，学生需要结合实际场景对嵌人式系统进行测试，及时发现问题并进行调整。(6)运营与维护。在应用调试完成后,学生需要对嵌入式系统进行定期运营与维护，查找出可能存在的问题,并予以解决。在规划以上教学内容时，可参考嵌人式系统的实际应用场景,以充分满足学生的学习与实践的需求。4.2教学模式改革为了提升人才质量以满足现代化社会的发展需求,教学模式需不断进行改革。基于此，校方可对教师和学生开展深入调研,并针对“嵌人式系统与应用”课程的教学模式进行分析,进而实现教学模式的改革与创新 8 在“嵌入式系统与应用”课程的教学模式改革中，RPP-CDIO工程教育模式的应用主要体现在以下几个方面。(1)项目驱动教学。在传统教学模式中,学生主要通过课堂学习和书本知识获取技能；在RPP-CDIO工程教育模式中，学生可将理论与实践进行结合，通过实际场景中存在的问题、项目、产品等进行学习，从而完成“嵌入式系统与应用”理论向实践的转化，进而提高个人实践能力。(2)团队协作能力的培养。在RPP-CDIO工程教育模式中，学生不仅需要具备相关知识,还需要具备良好的沟通和团队协作能力，从而与团队成员进行良好的配合并完成项目任务。（3)自主探索和学习能力的培养。在传统教学模式中，学生只能通过教师的讲解和演示了解实践步骤;在工程教育模式中,学生以自主学习为主,将繁杂的理论知识应用于仿真实验，从而加强自主探索与学习的能力,进而更好地掌握知识和技能。(4)教学实用性和针对性的强化。应用RPP-CDIO工程教育模式,教学模式的核心是问题解决和实际能力的培养，而不是纯理论的传授。结合真实案例,教师可帮助学生更好地掌握知识与技能，从而更快地适应工作环境；还可根据学生反馈等灵活调整教2324学内容和方法，以提高教学的针对性和实用性。由于“嵌人式系统与应用”课程的应用性较强,在教学过程中，教师可采用嵌人式硬件实验、Proteus虚拟仿真平台、口袋实验室、课程设计等改进教学模式，从而推动同步互动式教学模式与优质教学理念的建设。4.3考核方式改革应用RPP-CDIO工程教育模式,在“嵌人式系统与应用”课程的考核过程,教师应更加注重对学生学习能力和实践水平的考核,可设置以下考核方式。(1)任务实践考核。在传统考核中,教师主要通过试卷检验学生的学习能力与实践水平。在RPP-CDIO工程教育模式中，教师需要为学生布置实践任务,如要求学生在Arduino硬件平台上完成项目并进行演示、报告，从而全面地评估学生的学习能力和实践水平。学生在实践任务中的表现可反映其现阶段的学习情况，有助于教师持续深入地分析并优化教学目标 9 。(2)团队考核。除了任务实践考核,教师还应重视考核学生的协作能力与创新能力，可以小组为单位将学生进行分组并为其设置协作任务。在完成协作任务后，小组成员可为彼此打分，教师也可为小组成员打分。通过团队考核的方式，教师更加直观地了解学生对专业知识的掌握与应用情况，从而促进其协作能力与创新能力的提升。(3)实验报告考核。在RPP-CDIO工程教育模式中,实验报告是考核学生实践和问题解决能力的重要考核方式之一。在实验报告考核过程中,学生需要详细地描述实验流程、实验结果、解决方法和思路，并对实验所涉及的知识进行总结与扩展。通过该考核方式，教师可以更好地了解学生的实践和问题解决能力，从而调整教学。此外，针对“嵌人式系统与应用”课程的应用技能考核，学生可通过成果展示与答辩表达设计思路，并提升沟通能力；教师要保持严谨、公平、公正的态度，记录学生对知识的掌握程度并分析其答辩内容,及时指导学习能力较弱的学生。计算机应用文摘5结束语基于RPP-CDIO工程教育模式，本文分析了“嵌入式系统与应用”课程教学改革中存在的问题,并提出相应的解决策略。未来将通过试验性教学对策略进行验证，从而探索本文方法的不足并提出改进措施，旨在推动“嵌入式系统与应用”课程教学改革，并为智能化背景下嵌入式高端人才的培养奠定坚实的基础。参考文献：1】钱明珠,汪小宝.基于EIP-CDIO模式应用型高校计算机专业教学改革研究 J.电脑知识与技术,2 0 2 1,17（16）：119-121.2任颖,王丽娜,杜晶,等.基于OBE理念的计算机网络课程教学模式改革探究 J.中国现代教育装备，2 0 2 3（5）：146-148.3安从瑶.基于双创+CDIO理念的经济学课程教学改革研究J.吉林农业科技学院学报，2 0 2 1,3 0（2）：8 3-8 6.4李广琼,陈荣元,黄少年.基于CDIO创新模式的软件工程教学改革研究与实践 J.电脑知识与技术，2 0 2 2,18（9：123-125.5戴桂平,赵志强.EIP-CDIO模式下高职通信专业课程思政教学改革探索研究J.工业和信息化教育,2 0 2 2（5）：7 3-78.6朱震锋,万志芳，朱洪革，等.TP-CDIO理念下林业政策学课程教学改革研究 J.中国林业经济,2 0 2 1（6)：6 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