導(dǎo)語(yǔ)：探究式教學(xué)法在嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的應(yīng)用一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

摘要：針對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用、通信工程、大數(shù)據(jù)等專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)和專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)要求，在嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)中采用探究式教學(xué)，教學(xué)中以項(xiàng)目小組為單元，以技術(shù)實(shí)現(xiàn)為目標(biāo)，引領(lǐng)學(xué)生在目標(biāo)的指引下高效快速的學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)改善教學(xué)效果，提升學(xué)生的就業(yè)能力的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：探究式教學(xué)；嵌入式系統(tǒng)；教學(xué)模式

“中國(guó)制造2025”國(guó)家戰(zhàn)略的實(shí)施，需要更多高技能的工科畢業(yè)生。信息技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)在生產(chǎn)應(yīng)用中越來(lái)越廣泛，隨著5G技術(shù)的大規(guī)模商用，將會(huì)有更多的智能硬件、人工智能產(chǎn)品應(yīng)用于人們的日常生活。利用嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行控制的設(shè)備不斷增加，如圖像識(shí)別、儀表控制、數(shù)據(jù)處理和工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制等。熟練掌握嵌入式系統(tǒng)的知識(shí)內(nèi)容成為師生的共同目標(biāo)。

1探究式教學(xué)簡(jiǎn)介

1.1探究式教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)。探究式教學(xué)體現(xiàn)了教學(xué)思想與教學(xué)方法兩者的結(jié)合。具體的思路是任課教師根據(jù)課程的知識(shí)點(diǎn)結(jié)合生產(chǎn)生活實(shí)際或企業(yè)需求給學(xué)生任務(wù)，在提供幫助和指導(dǎo)的前提下要求學(xué)生提出猜想或假設(shè)性的解釋?zhuān)僭诮忉尩幕A(chǔ)上設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、完成試驗(yàn)并進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)規(guī)律的總結(jié)。1.2探究式教學(xué)的特點(diǎn)。探究式教學(xué)摒棄了傳統(tǒng)的“教師講授板書(shū)+學(xué)生聽(tīng)講”的方式，參考建構(gòu)主義理論中“以學(xué)生為中心”的理念，采用“教師主導(dǎo)+學(xué)生自主”相結(jié)合。讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體和中心，促進(jìn)學(xué)生建構(gòu)知識(shí)，讓學(xué)生從被動(dòng)接受者成為探索知識(shí)的實(shí)踐者。探究式教學(xué)不是弱化教師組織教學(xué)的地位，減輕教師的講授和指導(dǎo)內(nèi)容，反而是從新的角度強(qiáng)化教師要轉(zhuǎn)變角色，是用新的方式和手段做好組織教學(xué)、指導(dǎo)和幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)，該模式實(shí)施的結(jié)果就是學(xué)生能有效地建構(gòu)教師所要求掌握的知識(shí)體系，甚至還高于這個(gè)目標(biāo)。

2嵌入式系統(tǒng)課程的特點(diǎn)及教學(xué)現(xiàn)狀

2.1涉及多課程，學(xué)習(xí)要求高。電子與信息、通信工程等專(zhuān)業(yè)都開(kāi)設(shè)有嵌入式系統(tǒng)課程，是面向?qū)嵺`、培養(yǎng)學(xué)生專(zhuān)業(yè)的素質(zhì)與創(chuàng)新能力、提高就業(yè)能力的專(zhuān)業(yè)課程，與高級(jí)程序語(yǔ)言設(shè)計(jì)、軟件工程、單片機(jī)原理、自動(dòng)控制原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、模擬電路、數(shù)字電路、可視化編程等課程都有相關(guān)性。要求學(xué)生有扎實(shí)而豐富的基礎(chǔ)知識(shí)，還要能綜合運(yùn)用跨學(xué)科、跨專(zhuān)業(yè)的相關(guān)理論、實(shí)驗(yàn)方法。2.2教學(xué)方式傳統(tǒng)，教學(xué)效果不好。嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)至今大約有二十年的歷程，課堂教學(xué)的主流模式還是傳統(tǒng)教學(xué)方式占主導(dǎo)，在教學(xué)中，教師一般都是在備課環(huán)節(jié)對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行加工與處理，以程序語(yǔ)言、硬件編程的手段讓學(xué)生建立起嵌入式系統(tǒng)的認(rèn)知，這樣的教學(xué)模式下學(xué)生是被動(dòng)學(xué)習(xí)，自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的能力也沒(méi)有被激發(fā)，師生對(duì)教學(xué)效果都不滿(mǎn)意。

3嵌入式系統(tǒng)教學(xué)實(shí)行探究式教學(xué)的積極意義

3.1有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，提高勞動(dòng)者素質(zhì)。近幾十年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展從人口數(shù)量紅利將逐步過(guò)渡到人口質(zhì)量的紅利時(shí)代?！吨袊?guó)制造2025》有關(guān)政策的出臺(tái)對(duì)勞動(dòng)者的提出了更高的要求，學(xué)生應(yīng)該掌握豐富的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和方法，具有分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的科學(xué)素養(yǎng)。工科專(zhuān)業(yè)學(xué)生對(duì)嵌入式系統(tǒng)及相關(guān)課程知識(shí)及技能掌握的優(yōu)劣程度將極大的影響就業(yè)能力。3.2有利于培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)就業(yè)崗位的能力。嵌入式系統(tǒng)課程的教學(xué)必須面向生產(chǎn)生活實(shí)踐，不僅能有效克服學(xué)生就業(yè)時(shí)的“水土不服”現(xiàn)象，讓學(xué)生把在學(xué)校掌握的實(shí)際操作技能轉(zhuǎn)化為解決工作中實(shí)際技術(shù)問(wèn)題的能力，避免學(xué)了一大堆理論，面對(duì)日常小問(wèn)題卻束手無(wú)策的局面，能有效提高學(xué)生的動(dòng)手能力。著名教育改革家約翰•杜威曾主張教育要"從做中學(xué)"這個(gè)基本原則，這實(shí)際就是主張教育要面向生產(chǎn)與生活，讓學(xué)生從課堂學(xué)得的東西既高于從現(xiàn)實(shí)生活中獲得的常識(shí)，又不至于與現(xiàn)實(shí)生活脫節(jié)。這已是當(dāng)代科學(xué)教育界的一種基本理念。3.3有利于項(xiàng)目組之間協(xié)同研究，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力。嵌入式系統(tǒng)的探究式教學(xué)不是滿(mǎn)堂灌，讓學(xué)生成為具體教學(xué)任務(wù)的項(xiàng)目組成員，既豐富了學(xué)習(xí)方式，又有利于學(xué)生展開(kāi)自主、合作學(xué)習(xí)，吸引學(xué)生參與學(xué)習(xí)過(guò)程，緊緊圍繞項(xiàng)目，思考解決方案，尋找合適資源，優(yōu)化方案效果，如此循環(huán)訓(xùn)練，學(xué)生就能充分體會(huì)到自主學(xué)習(xí)與協(xié)同學(xué)習(xí)的快樂(lè)和學(xué)習(xí)成就感。

4嵌入式系統(tǒng)探究式教學(xué)的實(shí)踐

要順利開(kāi)展并熟練掌握嵌入式系統(tǒng)的知識(shí)內(nèi)容，學(xué)生要將軟、硬件的知識(shí)融會(huì)貫通。基于學(xué)習(xí)的挑戰(zhàn)性，教師在教學(xué)中要根據(jù)知識(shí)模塊的特點(diǎn)，下達(dá)難度合適的任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生高效快速的熟悉知識(shí)內(nèi)容，并與企業(yè)的開(kāi)發(fā)流程適當(dāng)接軌[1]。嵌入式系統(tǒng)的探究教學(xué)屬于定向探究，教師結(jié)合知識(shí)點(diǎn)提出明確的開(kāi)發(fā)要求并提供大量指導(dǎo)和幫助，由學(xué)生探究解決方案或技術(shù)實(shí)現(xiàn)路徑。具體的實(shí)施策略如下：4.1明確教學(xué)目標(biāo)。嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)目標(biāo)是：培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力，掌握軟、硬件協(xié)同運(yùn)行的能力，提升解決實(shí)際問(wèn)題的能力，充分調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性[2]。探究式教學(xué)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)的精神和批判意識(shí)尤為有效，當(dāng)學(xué)生置于現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)生活情境中，發(fā)現(xiàn)和提出問(wèn)題，進(jìn)而解決問(wèn)題。知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的建構(gòu)、解決問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)積累也就水到渠成了，同時(shí)協(xié)同創(chuàng)新精神和實(shí)踐動(dòng)手能力也一并得到明顯提高。4.2教學(xué)項(xiàng)目化，項(xiàng)目合作化。數(shù)字電路和模擬電子技術(shù)、可視化編程、傳感器技術(shù)等課程知識(shí)原本就是工科專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)重點(diǎn)也是學(xué)習(xí)難點(diǎn)，將這些知識(shí)和嵌入式系統(tǒng)相結(jié)合并完成一個(gè)設(shè)計(jì)作品，單靠一個(gè)學(xué)生獨(dú)立完成一個(gè)項(xiàng)目是難以實(shí)現(xiàn)的。教師可根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)分組，實(shí)施小組負(fù)責(zé)制，通過(guò)項(xiàng)目（或者還可以采用校企合作的模式，企業(yè)根據(jù)實(shí)際需求項(xiàng)目任務(wù)，由學(xué)生小組競(jìng)標(biāo)，教師支持）的模式來(lái)實(shí)施。教師要求各項(xiàng)目組通過(guò)軟件模擬或制作出實(shí)際產(chǎn)品，綜合考慮小組協(xié)作程度，完成時(shí)長(zhǎng)、方案/產(chǎn)品質(zhì)量等因素來(lái)考核，營(yíng)造一種競(jìng)爭(zhēng)的學(xué)習(xí)氛圍。教師在項(xiàng)目的難度控制上要把握由單功能到多功能逐步提升，由簡(jiǎn)單任務(wù)向復(fù)雜任務(wù)逐步升級(jí)的節(jié)奏，這樣對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)自信尤為重要，循序漸進(jìn)的難度提升能讓學(xué)生體會(huì)到“跳一跳夠得著”的成就感。舉例來(lái)說(shuō)，單個(gè)LED閃爍的控制是容易掌握的技能；難度升高就是控制多個(gè)LED的閃爍；難度再升級(jí)，要求按某一首歌曲的節(jié)奏來(lái)控制LED燈的閃爍……，這就是從學(xué)習(xí)孤立的某個(gè)技能過(guò)渡到解決實(shí)際生產(chǎn)需求的過(guò)程，切身體會(huì)達(dá)成學(xué)習(xí)成果的過(guò)程，掌握克服和解決困難的方法和技巧，自信心和成績(jī)感就會(huì)油然而生，從而更投入、更創(chuàng)新的參與到后續(xù)的學(xué)習(xí)和項(xiàng)目研究。4.3面向生產(chǎn)實(shí)踐，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新動(dòng)力。在學(xué)生掌握了基本的技能后，教師要鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)群或技術(shù)論壇上參加或發(fā)起一些主題，將討論和協(xié)作伙伴進(jìn)一步擴(kuò)大和豐富，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與不同背景，不同行業(yè)的人建立學(xué)習(xí)互動(dòng)，具體實(shí)施方法可以是小組之間合作開(kāi)發(fā)一些創(chuàng)新產(chǎn)品，也可以通過(guò)接受企業(yè)或網(wǎng)絡(luò)訂單的方式。以某款藍(lán)牙智能耳機(jī)的播放控制為例，首先在理論上將項(xiàng)目中涉及的知識(shí)點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)的功能給學(xué)生拆分講解；再根據(jù)功能實(shí)現(xiàn)要求，解決芯片選擇、硬件電路設(shè)計(jì)、PCB板制作問(wèn)題；再編程實(shí)現(xiàn)、軟、硬件聯(lián)調(diào)，全流程完成后學(xué)生就能全過(guò)程的了解并較好的掌握嵌入式系統(tǒng)。4.4教學(xué)的實(shí)施難點(diǎn)。通過(guò)課題組的教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生的學(xué)習(xí)獲得感大幅提升，教學(xué)效果得到顯著提高。在實(shí)踐中也發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題和實(shí)施難點(diǎn)，具體如下：首先，由于該模式要求精細(xì)，師生參與程度高，以小班實(shí)施效果更好；其次，需要較好的教學(xué)支持，比如提供豐富的實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)器材；第三、教學(xué)管理部門(mén)在課時(shí)的計(jì)算上要適當(dāng)增加系數(shù)，對(duì)教師精細(xì)化、長(zhǎng)時(shí)間的指導(dǎo)予以鼓勵(lì)和支持；第四、教師要多激勵(lì)和幫助，克服學(xué)生初學(xué)時(shí)的挫敗感和急躁心理。

5結(jié)束語(yǔ)

理工科專(zhuān)業(yè)課程多，學(xué)生在單門(mén)課程投入時(shí)間相對(duì)較少，而技術(shù)進(jìn)步迅速，教育要更好的面向?qū)W生，面向生產(chǎn)生活實(shí)踐。嵌入式系統(tǒng)實(shí)施探究式教學(xué)，學(xué)生就會(huì)自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新學(xué)習(xí)、開(kāi)展協(xié)同研究。有利于學(xué)生扎實(shí)掌握嵌入式系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐解決具體問(wèn)題，縮短了課程學(xué)習(xí)與崗位技能的距離，提高工作崗位的勝任力。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]吳君鵬.以項(xiàng)目應(yīng)用為導(dǎo)向的“嵌入式系統(tǒng)”教學(xué)改革與實(shí)踐[J].中國(guó)電力教育，2012(31)：45+60.

作者:匡巧艷 單位:湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院信息科學(xué)與工程學(xué)院