嵌入式系统及应用教学中引入项目驱动的问题

摘要：对嵌入式系统及应用采用项目驱动教学的方式，将理论知识与实践教学相融合，该教学方法能够有效地提高学生的综合应用能力，培养学生的工程项目开发能力。通过具体分析研究，探索出对应的解决方式，并对教学过程中还需要持续改进的问题进行了阐明，以达到提高嵌入式系统课程项目驱动教学质量的目的。

关键词：项目驱动；嵌入式系统；教学

一、概述

随着社会和科技的不断发展，嵌入式系统技术已经成为了信息技术领域最为重要的一个分支。作为一门集电路、计算机软件、计算机硬件等多种技术于一体的交叉学科，嵌入式系统技术在现代工业自动化、智能家居、智能城市等领域中应用广泛，对于改善人们的生活和提高生产效率起到了非常重要的作用。在新工科背景下，越来越需要通过针对性的教学改革方案来培养学生在嵌入式系统学习方面的实践能力和解决问题的能力。由于嵌入式系统技术的特殊性质，学生需要具备扎实的实践能力和解决问题的能力，才能够更好地理解和应用相关知识。

二、嵌入式系统及应用教学中存在的问题

1、学生学习动力尚不能持续。由于嵌入式系统课程是一门应用性很强的课程，注重学生的专业知识、思维能力和动手能力的结合，学生除了要掌握嵌入式的软硬件知识以外，还要有阅读芯片手册、查找资料的能力。学生面临的是多门课程的学习，一旦在课程实践中遇到困难，不愿意独立思考，能力就得不到锻炼，学习的动力也就不足。虽然在部分改进教学过程中设置有多个节点来保证学生分阶段完成，但是仍然有部分学生不能够适应。

2、学生项目团队意识欠缺。虽然学生是按照班级单位来学习课程，彼此较为熟悉，但是在分组实践项目时，组长带领团队完成任务的过程中会有组织能力欠缺、时间计划制定不够明确以及任务分配不理想等情况，原因是学生没有实际的工程开发经历，对于如何分配工作、如何制定计划以及如何配合完成任务等还不够熟悉，只有在项目实践过程中慢慢去锻炼。

3、教学内容需不断持续更新。嵌入式系统开发在实际中的应用越来越广泛，所涉及的专业知识和相关的开发方式更新也越来越快，而目前传统嵌入式系统课程在本门课程应用的前沿领域涉及不够深，这就需要教师除了具有嵌入式系统教学的探索以外，还需要了解目前以及未来嵌入式开发应用的发展趋势。

4、考核评价体系需进一步完善。嵌入式系统课程案例教学大多的评价是采用“教师评价为主、组长评价组内贡献度为辅”的方式，但是这种评价方式不够完善，“教师评价”是教师从授课、课堂表现以及项目实践表现等方面来进行评价，而“组长评价”则可能有“人情分”或者组员分数相同的情况存在。如果要想对学生进行多维度的评价，还需要丰富评分方式，比如进行组内互评、组间互评、学生自评等。

三、项目驱动引入嵌入式系统及应用教学的问题

1、注意授课内容和方式方法，优化课程内容。嵌入式系统课程的理论内容实际上与前导课程（如电工电子、C语言、传感器技术等）有衔接的地方，因为嵌入式系统课程是直接面向开发的专业课程，所以在教授过程中除了要做好理论知识的讲解以外，还需要传授学生自主学习的方法，结合理论课的知识点来培养学生查阅专业手册、应用专业工具的能力，为他们提供相关的材料。要从实际工程应用的角度出发，以实际开发案例为切入点，着重强调课程理论知识的重点和难点，明确嵌入式开发需要培养的能力以及需要具备的素质。

2、加强实践环节。鼓励学生自己动手完成项目，并在实践中掌握相关知识和技能。通过实践，学生可以更深入地了解嵌入式系统的特点、优势和应用场景，并且掌握相关的技能和经验。同时，由于实践项目通常要求具有一定的自主设计和创新能力，因此学生也能够锻炼自己的创新思维和解决实际问题的能力，这对于未来的工程实践和职业发展都将非常有益。通过增加实验环节，使学生有机会亲自操作、调试，更好地理解和掌握嵌入式系统技术。加强实践环节是一种有效的教学模式，它不仅可以让学生在实践中学习知识和技能，还可以培养他们的创新能力、解决问题的能力、团队合作能力和沟通能力。

3、引入项目考核机制。传统的考试方式可能会使学生感到枯燥乏味，缺乏学习积极性。而引入项目考核则可以激发学生的学习兴趣，使学生在实践中体验到学习的乐趣和成果，从而更加主动地投入学习。学生需要独立或组队完成一个嵌入式系统项目，并进行演示和答辩。这样可以有效地激发学生的学习主动性，同时也能够检验他们的实践能力和解决问题的能力。引入项目考核是一种创新的评估方式，它将学生从传统的理论考试中解放出来，使得他们有机会在实践中应用所学知识。相较于传统的考试方式，项目考核更加注重学生解决问题的能力、综合素质和创新思维。

4、开展团队合作。在嵌入式系统的开发过程中，往往需要多人协同工作。因此，在课程中开展团队合作的活动，让学生通过协作共同完成项目，锻炼协作能力和沟通能力。在开展团队合作方面，在完成实践项目的过程中，学生需要与同伴分工协作，互相交流，从而提高团队的合作和协调能力，也增强了他们的沟通和表达能力。团队合作是一项重要的能力，不仅在学生日后的职业生涯中，而且在学生的个人生活中也是必不可少的。在嵌入式系统的开发过程中，团队合作对于项目的成功至关重要。

四、结语

嵌入式系统课程作为专业方向课程，是一门应用实践性很强的综合性课程，面向即将毕业走上工作岗位的学生，所以如何让学生更多地掌握嵌入式系统方向的专业知识、更多地了解嵌入式系统方向应用领域以及开发基本流程，是这门课程的重点。目前嵌入式应用领域的技术更新越来越迅速，嵌入式工程师接触到的专业知识也越来越广泛，因此如何让学生学有所用、受益终生，培养学生的创新能力和项目开发能力，还需要在课程教学过程中不断地探索。

参考文献：

[1]蔡柏林，吴秋杰，余涛.基于开放课题模式的嵌入式系统教学探索[J].教育信息化论坛，2023，（07）：39-41.

[2]张启龙.“以学为主，项目驱动”的嵌入式系统课程教学设计研究——以基于STM32的智能小车项目为例[J].电脑知识与技术，2023，19（30）：163-165+177.

[3]张兵，袁进.工程实践融入教学的嵌入式系统及应用课程改革与探索[J].中国教育技术装备，2023，（15）：104-106.

第一作者：张成梁，1983.01，男，汉族，山东潍坊人，工学博士，副教授，研究方向：智能制造、智能检测、图像处理等。

通讯作者：李永，1980.07，男，汉族，山东博兴人，工学博士，讲师，研究方向：数控技术、智能制造、机器人技术等。