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摘要：針對計算機應用、通信工程、大數據等專業的特點和專業課程的教學要求，在嵌入式系統的教學中采用探究式教學，教學中以項目小組為單元，以技術實現為目標，引領學生在目標的指引下高效快速的學習嵌入式系統，從而實現改善教學效果，提升學生的就業能力的目標。

關鍵詞：探究式教學；嵌入式系統；教學模式

“中國制造2025”國家戰略的實施，需要更多高技能的工科畢業生。信息技術、半導體技術在生產應用中越來越廣泛，隨著5G技術的大規模商用，將會有更多的智能硬件、人工智能產品應用于人們的日常生活。利用嵌入式系統進行控制的設備不斷增加，如圖像識別、儀表控制、數據處理和工業自動化過程的實時控制等。熟練掌握嵌入式系統的知識內容成為師生的共同目標。

1探究式教學簡介

1.1探究式教學的優點。探究式教學體現了教學思想與教學方法兩者的結合。具體的思路是任課教師根據課程的知識點結合生產生活實際或企業需求給學生任務，在提供幫助和指導的前提下要求學生提出猜想或假設性的解釋，再在解釋的基礎上設計實驗、完成試驗并進行經驗規律的總結。1.2探究式教學的特點。探究式教學摒棄了傳統的“教師講授板書+學生聽講”的方式，參考建構主義理論中“以學生為中心”的理念，采用“教師主導+學生自主”相結合。讓學生真正成為學習的主體和中心，促進學生建構知識，讓學生從被動接受者成為探索知識的實踐者。探究式教學不是弱化教師組織教學的地位，減輕教師的講授和指導內容，反而是從新的角度強化教師要轉變角色，是用新的方式和手段做好組織教學、指導和幫助學生實現學習目標，該模式實施的結果就是學生能有效地建構教師所要求掌握的知識體系，甚至還高于這個目標。

2嵌入式系統課程的特點及教學現狀

2.1涉及多課程，學習要求高。電子與信息、通信工程等專業都開設有嵌入式系統課程，是面向實踐、培養學生專業的素質與創新能力、提高就業能力的專業課程，與高級程序語言設計、軟件工程、單片機原理、自動控制原理、數據結構、模擬電路、數字電路、可視化編程等課程都有相關性。要求學生有扎實而豐富的基礎知識，還要能綜合運用跨學科、跨專業的相關理論、實驗方法。2.2教學方式傳統，教學效果不好。嵌入式系統的教學至今大約有二十年的歷程，課堂教學的主流模式還是傳統教學方式占主導，在教學中，教師一般都是在備課環節對知識點進行加工與處理，以程序語言、硬件編程的手段讓學生建立起嵌入式系統的認知，這樣的教學模式下學生是被動學習，自主學習和創新的能力也沒有被激發，師生對教學效果都不滿意。

3嵌入式系統教學實行探究式教學的積極意義

3.1有利于培養學生的創新意識，提高勞動者素質。近幾十年來，我國經濟高速發展，國民經濟的發展從人口數量紅利將逐步過渡到人口質量的紅利時代。《中國制造2025》有關政策的出臺對勞動者的提出了更高的要求，學生應該掌握豐富的專業知識和方法，具有分析問題、解決問題的科學素養。工科專業學生對嵌入式系統及相關課程知識及技能掌握的優劣程度將極大的影響就業能力。3.2有利于培養學生適應就業崗位的能力。嵌入式系統課程的教學必須面向生產生活實踐，不僅能有效克服學生就業時的“水土不服”現象，讓學生把在學校掌握的實際操作技能轉化為解決工作中實際技術問題的能力，避免學了一大堆理論，面對日常小問題卻束手無策的局面，能有效提高學生的動手能力。著名教育改革家約翰•杜威曾主張教育要"從做中學"這個基本原則，這實際就是主張教育要面向生產與生活，讓學生從課堂學得的東西既高于從現實生活中獲得的常識，又不至于與現實生活脫節。這已是當代科學教育界的一種基本理念。3.3有利于項目組之間協同研究，培養團隊協作的能力。嵌入式系統的探究式教學不是滿堂灌，讓學生成為具體教學任務的項目組成員，既豐富了學習方式，又有利于學生展開自主、合作學習，吸引學生參與學習過程，緊緊圍繞項目，思考解決方案，尋找合適資源，優化方案效果，如此循環訓練，學生就能充分體會到自主學習與協同學習的快樂和學習成就感。

4嵌入式系統探究式教學的實踐

要順利開展并熟練掌握嵌入式系統的知識內容，學生要將軟、硬件的知識融會貫通。基于學習的挑戰性，教師在教學中要根據知識模塊的特點，下達難度合適的任務，引導學生高效快速的熟悉知識內容，并與企業的開發流程適當接軌[1]。嵌入式系統的探究教學屬于定向探究，教師結合知識點提出明確的開發要求并提供大量指導和幫助，由學生探究解決方案或技術實現路徑。具體的實施策略如下：4.1明確教學目標。嵌入式系統的教學目標是：培養學生創新思維能力，掌握軟、硬件協同運行的能力，提升解決實際問題的能力，充分調動學習的主動性[2]。探究式教學對培養學生的主動學習的精神和批判意識尤為有效，當學生置于現實的生產生活情境中，發現和提出問題，進而解決問題。知識經驗的建構、解決問題的經驗積累也就水到渠成了，同時協同創新精神和實踐動手能力也一并得到明顯提高。4.2教學項目化，項目合作化。數字電路和模擬電子技術、可視化編程、傳感器技術等課程知識原本就是工科專業的學習重點也是學習難點，將這些知識和嵌入式系統相結合并完成一個設計作品，單靠一個學生獨立完成一個項目是難以實現的。教師可根據學生的特點分組，實施小組負責制，通過項目（或者還可以采用校企合作的模式，企業根據實際需求項目任務，由學生小組競標，教師支持）的模式來實施。教師要求各項目組通過軟件模擬或制作出實際產品，綜合考慮小組協作程度，完成時長、方案/產品質量等因素來考核，營造一種競爭的學習氛圍。教師在項目的難度控制上要把握由單功能到多功能逐步提升，由簡單任務向復雜任務逐步升級的節奏，這樣對培養學生的學習自信尤為重要，循序漸進的難度提升能讓學生體會到“跳一跳夠得著”的成就感。舉例來說，單個LED閃爍的控制是容易掌握的技能；難度升高就是控制多個LED的閃爍；難度再升級，要求按某一首歌曲的節奏來控制LED燈的閃爍……，這就是從學習孤立的某個技能過渡到解決實際生產需求的過程，切身體會達成學習成果的過程，掌握克服和解決困難的方法和技巧，自信心和成績感就會油然而生，從而更投入、更創新的參與到后續的學習和項目研究。4.3面向生產實踐，激發學生創新動力。在學生掌握了基本的技能后，教師要鼓勵學生在學習群或技術論壇上參加或發起一些主題，將討論和協作伙伴進一步擴大和豐富，通過網絡與不同背景，不同行業的人建立學習互動，具體實施方法可以是小組之間合作開發一些創新產品，也可以通過接受企業或網絡訂單的方式。以某款藍牙智能耳機的播放控制為例，首先在理論上將項目中涉及的知識點和實現的功能給學生拆分講解；再根據功能實現要求，解決芯片選擇、硬件電路設計、PCB板制作問題；再編程實現、軟、硬件聯調，全流程完成后學生就能全過程的了解并較好的掌握嵌入式系統。4.4教學的實施難點。通過課題組的教學實踐，學生的學習獲得感大幅提升，教學效果得到顯著提高。在實踐中也發現一些問題和實施難點，具體如下：首先，由于該模式要求精細，師生參與程度高，以小班實施效果更好；其次，需要較好的教學支持，比如提供豐富的實驗條件和實驗器材；第三、教學管理部門在課時的計算上要適當增加系數，對教師精細化、長時間的指導予以鼓勵和支持；第四、教師要多激勵和幫助，克服學生初學時的挫敗感和急躁心理。

5結束語

理工科專業課程多，學生在單門課程投入時間相對較少，而技術進步迅速，教育要更好的面向學生，面向生產生活實踐。嵌入式系統實施探究式教學，學生就會自主學習、創新學習、開展協同研究。有利于學生扎實掌握嵌入式系統的相關知識，結合生產實踐解決具體問題，縮短了課程學習與崗位技能的距離，提高工作崗位的勝任力。

參考文獻：

[1]張厚忠;梁家晟.高職院校針對嵌入式編程的教學方式改革[J].科教導刊(上旬刊)，2019(10)：134-135.

[2]吳君鵬.以項目應用為導向的“嵌入式系統”教學改革與實踐[J].中國電力教育，2012(31)：45+60.

作者:匡巧艷 單位:湖南涉外經濟學院信息科學與工程學院