摘 要：在新工科背景下，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)成為了信息技術(shù)領(lǐng)域最重要的一個分支。由于該技術(shù)的特殊性質(zhì)，傳統(tǒng)的課程教學(xué)模式已經(jīng)無法滿足需求。為此，提出了一種新的課程教學(xué)改革方案，旨在更好地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和解決問題的能力。通過該方案的實(shí)施，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到了進(jìn)一步提高，同時學(xué)生的學(xué)習(xí)效果也得到了顯著的提升，表明所提出的課程教學(xué)改革方案具有較高的實(shí)用價值，值得進(jìn)一步推廣。

關(guān)鍵詞：新工科；嵌入式系統(tǒng)；課程教學(xué)改革；教學(xué)模式；實(shí)踐能力；人才培養(yǎng)

中圖分類號：TP39；TN602 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-1302（2024）09-0-04

DOI：10.16667/j.issn.2095-1302.2024.09.041

0 引 言

隨著社會和科技的不斷發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)成為了信息技術(shù)領(lǐng)域最為重要的一個分支[1]。作為一門集電路、計算機(jī)軟件、計算機(jī)硬件等多種技術(shù)于一體的交叉學(xué)科，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)自動化、智能家居、智能城市等領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛，對于改善人們的生活和提高生產(chǎn)效率起到了非常重要的作用[2]。

在新工科背景下，需要將嵌入式系統(tǒng)技術(shù)納入到課程體系中，并通過針對性的教學(xué)改革方案來培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和解決問題的能力。然而，傳統(tǒng)的課程教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足需求。由于嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的特殊性質(zhì)，學(xué)生需要具備扎實(shí)的實(shí)踐能力和解決問題的能力，才能夠更好地理解和應(yīng)用相關(guān)知識[3]。因此，在新工科背景下，需要對嵌入式系統(tǒng)原理課程進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)改革，以更好地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和解決問題的能力[4]。

本文旨在探討一種新的嵌入式系統(tǒng)原理課程教學(xué)改革方案，以期更好地滿足學(xué)生的需求。本文將介紹該方案的內(nèi)容和實(shí)施方法，并通過對比傳統(tǒng)教學(xué)模式和新的教學(xué)改革方案的差異，評估其效果和價值。在新工科的背景下，通過不斷地改進(jìn)和創(chuàng)新，可以培養(yǎng)出更多高素質(zhì)人才[5]。

1 課程改革方案的背景和意義

在新工科背景下，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)成為信息技術(shù)領(lǐng)域中最為重要的一個分支。隨著行業(yè)的快速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域?qū)θ瞬诺男枨笤絹碓酱?。然而，傳統(tǒng)的課程教學(xué)模式側(cè)重于理論知識的傳授，缺乏實(shí)踐環(huán)節(jié)和項目實(shí)戰(zhàn)，無法真正鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力和解決問題的能力，傳統(tǒng)的課程教學(xué)模式已經(jīng)不能夠滿足學(xué)生的需求[6]。因此，在新工科背景下，需要對嵌入式系統(tǒng)原理課程進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)改革。本文提出的課程教學(xué)改革方案通過加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)、引入項目考核、開展團(tuán)隊合作和借助互聯(lián)網(wǎng)資源等多種方式來達(dá)到目的。從理論到實(shí)踐都能夠更好地滿足學(xué)生的需求，鼓勵學(xué)生自己動手完成項目，并在實(shí)踐中掌握相關(guān)知識和技能，可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉協(xié)作能力和溝通能力[7]。

通過此教學(xué)改革方案可以更好地培養(yǎng)出具備實(shí)踐能力和解決問題能力的嵌入式系統(tǒng)工程師，能夠適應(yīng)行業(yè)的快速發(fā)展。因此，本研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 課程改革方案的內(nèi)容和實(shí)施方法

為了更好地滿足學(xué)生的需求，本文提出了一種新的嵌入式系統(tǒng)原理課程教學(xué)改革方案，該方案包括以下幾個方面：

（1）加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)

傳統(tǒng)的課程教學(xué)模式側(cè)重于理論知識的傳授，缺乏實(shí)踐環(huán)節(jié)和項目實(shí)戰(zhàn)，無法真正鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力和解決問題的能力。學(xué)生只是被動地接受理論知識而沒有機(jī)會在實(shí)踐中嘗試應(yīng)用這些知識，不能充分開發(fā)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新意識[8]。因此，在新工科背景下，需要加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，鼓勵學(xué)生自己動手完成項目，并在實(shí)踐中掌握相關(guān)知識和技能。通過實(shí)踐，學(xué)生可以更深入地了解嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)、優(yōu)勢和應(yīng)用場景，并且掌握相關(guān)的技能和經(jīng)驗。同時，由于實(shí)踐項目通常要求具有一定的自主設(shè)計和創(chuàng)新能力，因此學(xué)生也能夠鍛煉自己的創(chuàng)新思維和解決實(shí)際問題的能力，這對于未來的工程實(shí)踐和職業(yè)發(fā)展都將非常有益。此外，加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)還有助于提高學(xué)生的團(tuán)隊合作能力和溝通能力。在完成實(shí)踐項目的過程中，學(xué)生需要與同伴分工協(xié)作，互相交流，從而提高團(tuán)隊的合作和協(xié)調(diào)能力，也增強(qiáng)了他們的溝通和表達(dá)能力[9]。

具體來說，可以設(shè)計一些小型的實(shí)際應(yīng)用場景，例如智能家居控制系統(tǒng)、智能車輛控制系統(tǒng)等，讓學(xué)生在實(shí)踐中逐步深入了解嵌入式系統(tǒng)的原理和應(yīng)用。通過增加實(shí)驗環(huán)節(jié)，使學(xué)生有機(jī)會親自操作、調(diào)試，更好地理解和掌握嵌入式系統(tǒng)技術(shù)。總之，加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)是一種有效的教學(xué)模式，它不僅可以讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)知識和技能，還可以培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力、解決問題的能力、團(tuán)隊合作能力和溝通能力。這種教學(xué)模式符合新工科背景下培養(yǎng)優(yōu)秀人才的要求，有助于幫助學(xué)生更好地適應(yīng)未來的職業(yè)發(fā)展趨勢。

（2）引入項目考核

傳統(tǒng)的考試方式可能會使學(xué)生感到枯燥乏味，缺乏學(xué)習(xí)積極性。而引入項目考核則可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在實(shí)踐中體驗到學(xué)習(xí)的樂趣和成果，從而更加主動地投入學(xué)習(xí)。學(xué)生需要獨(dú)立或組隊完成一個嵌入式系統(tǒng)項目，并進(jìn)行演示和答辯。這樣可以有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，同時也能夠檢驗他們的實(shí)踐能力和解決問題的能力。引入項目考核是一種創(chuàng)新的評估方式，它將學(xué)生從傳統(tǒng)的理論考試中解放出來，使得他們有機(jī)會在實(shí)踐中應(yīng)用所學(xué)知識。相較于傳統(tǒng)的考試方式，項目考核更加注重學(xué)生解決問題的能力、綜合素質(zhì)和創(chuàng)新思維。

在嵌入式系統(tǒng)課程中，設(shè)計具有實(shí)際應(yīng)用場景的小型項目是非常重要的。這些項目可以覆蓋智能家居控制、智能車輛控制、智能醫(yī)療設(shè)備等眾多領(lǐng)域，需要充分考慮到產(chǎn)品的易用性、可靠性、安全性等因素。圖1所示是課程中設(shè)計的一款基于嵌入式系統(tǒng)的智能家居系統(tǒng)。通過完成這些項目，學(xué)生可以深入了解行業(yè)需求，并將所學(xué)知識應(yīng)用到實(shí)際的工作環(huán)境中[10]。

在項目考核中，學(xué)生需要展示自己的實(shí)踐能力和解決問題的能力，需要獨(dú)立思考問題并尋找解決方案，并在實(shí)踐過程中不斷調(diào)整和完善。同時，學(xué)生也需要具備團(tuán)隊協(xié)作能力和溝通能力，因為項目往往需要幾個人共同完成。由此可以幫助學(xué)生提高綜合素質(zhì)，增強(qiáng)自身競爭力?？傊腠椖靠己耸且环N全新的評估方式，對于培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維的優(yōu)秀工程師有著非常重要的作用。

（3）開展團(tuán)隊合作

在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程中，往往需要多人協(xié)同工作。因此，在課程中開展團(tuán)隊合作的活動，讓學(xué)生通過協(xié)作共同完成項目，鍛煉協(xié)作能力和溝通能力。在開展團(tuán)隊合作方面，以下方法可以幫助學(xué)生更好地進(jìn)行協(xié)作和提高效率。

堅持團(tuán)隊文化：確定團(tuán)隊的共同目標(biāo)和價值觀，并確保所有成員都理解并遵守。這有助于提高團(tuán)隊精神和凝聚力。

教授溝通技巧：溝通是團(tuán)隊合作的關(guān)鍵要素之一。教授和練習(xí)有效的溝通技巧可以加深團(tuán)隊成員之間的理解和

信任。

強(qiáng)調(diào)角色分工：在確定項目目標(biāo)后，明確每個成員的角色和職責(zé)。這有助于確保每個人都清楚自己的任務(wù)和目標(biāo)，從而更好地協(xié)作和合作。

創(chuàng)造友好競爭環(huán)境：一定程度的競爭可以激發(fā)團(tuán)隊成員的熱情和動力，但過度競爭可能導(dǎo)致團(tuán)隊內(nèi)部緊張和不和諧。創(chuàng)建一個健康而友好的競爭環(huán)境可以平衡這種關(guān)系。

推崇反饋文化：成員之間的反饋應(yīng)該是正常和可接受的，并可以視為增強(qiáng)團(tuán)隊能力的機(jī)會。成員之間應(yīng)該以開放和建設(shè)性的方式進(jìn)行反饋，以促進(jìn)個人和團(tuán)隊的發(fā)展。

培養(yǎng)信任關(guān)系：建立起信任關(guān)系可以提高團(tuán)隊成員之間的效率。

利用技術(shù)工具：技術(shù)工具可以幫助團(tuán)隊更好地協(xié)作和交流。例如，使用在線溝通平臺、項目管理軟件、文件共享工具等可以有效地協(xié)調(diào)任務(wù)和資源，并降低出現(xiàn)混亂或誤解的風(fēng)險。

總之，團(tuán)隊合作是一項重要的能力，不僅在學(xué)生日后的職業(yè)生涯中，而且在學(xué)生的個人生活中也是必不可少的。在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程中，團(tuán)隊合作對于項目的成功至關(guān)

重要。

（4）借助互聯(lián)網(wǎng)資源

在當(dāng)前數(shù)字化時代，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為了一個不可或缺的學(xué)習(xí)平臺。特別是在新工科背景下，借助互聯(lián)網(wǎng)資源可以有效地促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展。在線課程、視頻教程和開源硬件平臺等多種形式的互聯(lián)網(wǎng)資源可以讓學(xué)生更加靈活地獲取知識和實(shí)踐經(jīng)驗，并且能夠讓學(xué)生更深入地了解行業(yè)最新發(fā)展趨勢和前沿技術(shù)。

通過互聯(lián)網(wǎng)資源，學(xué)生可以更廣泛地接觸到全球各地的優(yōu)秀教育資源，從而拓寬視野和思路，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的自主性和主動性。同時，互聯(lián)網(wǎng)資源也為學(xué)生提供了更多的實(shí)踐機(jī)會，例如通過在線模擬實(shí)驗和虛擬仿真等方式進(jìn)行實(shí)踐操作，鍛煉他們的實(shí)踐能力和解決問題的能力，從而更好地適應(yīng)未來的職業(yè)發(fā)展。此外，借助互聯(lián)網(wǎng)資源還有以下幾種

優(yōu)勢：

首先，互聯(lián)網(wǎng)資源可以為學(xué)生提供更加及時和全面的學(xué)習(xí)資料。通過搜索引擎和在線圖書館等平臺，學(xué)生可以輕松地檢索到各個領(lǐng)域的學(xué)習(xí)資料，不僅包括文字、圖片、視頻等多種形式，還能夠涵蓋全球各地的知名院校和領(lǐng)域?qū)＜业慕逃Y源，極大地擴(kuò)展了學(xué)習(xí)的深度和廣度。

其次，互聯(lián)網(wǎng)資源可以為學(xué)生提供更好的協(xié)作與交流平臺。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，學(xué)生通常只能在課堂上與老師和同學(xué)進(jìn)行交流；而借助互聯(lián)網(wǎng)資源，學(xué)生可以隨時隨地與全球范圍內(nèi)的同齡人、教育專家或者業(yè)界頂尖人才進(jìn)行交流和討論，共同探討問題、分享經(jīng)驗，進(jìn)而促進(jìn)自己的思考、學(xué)習(xí)和成長。

第三，互聯(lián)網(wǎng)資源可以為學(xué)生提供更有針對性的學(xué)習(xí)方案和策略。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，學(xué)生可能會受到課程設(shè)置和教師教學(xué)風(fēng)格的影響，但是借助互聯(lián)網(wǎng)資源，學(xué)生可以根據(jù)自身的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和需求選擇最適合自己的學(xué)習(xí)方案和策略，如自學(xué)課程、在線輔導(dǎo)、定制化教材等。

綜上所述，借助互聯(lián)網(wǎng)資源可以為學(xué)生提供更加全面和高效的學(xué)習(xí)途徑，不僅能夠更好地滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，同時也有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識和創(chuàng)新精神，為未來就業(yè)打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。

本文針對韶關(guān)學(xué)院智能工程學(xué)院電子系的嵌入式系統(tǒng)原理課程進(jìn)行改革，課程經(jīng)修改后可分為嵌入式系統(tǒng)原理與嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)計兩部分，其中嵌入式系統(tǒng)原理主要包括

32個學(xué)時的理論教學(xué)與8個學(xué)時的實(shí)驗教學(xué)，其主要內(nèi)容見

表1所列；嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)計為16課時的實(shí)踐教學(xué)，是讓學(xué)生2人一組完成一個具體的基于嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計，如基于嵌入式系統(tǒng)的智能家居系統(tǒng)（如圖1所示），培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，并與前面所學(xué)理論結(jié)合，加強(qiáng)知識的理解和掌握，提升學(xué)生的實(shí)踐能力。

3 課程改革的效果

實(shí)踐教學(xué)是本次課程改革方案的重要組成部分。傳統(tǒng)的教學(xué)模式往往只注重理論知識的灌輸，而忽視了實(shí)踐操作的重要性。然而，在實(shí)際工作中會發(fā)現(xiàn)很多問題需要通過實(shí)踐經(jīng)驗來解決。因此，本次改革方案引入了豐富多樣的實(shí)踐教學(xué)手段，如實(shí)驗操作和項目設(shè)計等。通過實(shí)踐教學(xué)，學(xué)生們能夠更加深入地理解和掌握所學(xué)內(nèi)容，并且能夠更好地將理論知識應(yīng)用到實(shí)際項目中。與此同時，實(shí)踐教學(xué)也能夠培養(yǎng)學(xué)生們的創(chuàng)造力和解決問題的能力，從而提高他們的綜合素質(zhì)。通過對學(xué)生實(shí)踐操作的全面評估和反饋，不僅可以幫助學(xué)生找到自己的短板并及時糾正，還能夠增強(qiáng)學(xué)生的自信心和自主學(xué)習(xí)能力。

除了實(shí)踐教學(xué)，本次課程改革方案還注重開展團(tuán)隊合作。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，學(xué)生們往往只是被動地接受老師的教導(dǎo)，而缺少與同學(xué)們的互動和交流。然而，在實(shí)際工作中，團(tuán)隊合作和溝通交流是非常重要的能力。因此，本次改革方案引入了團(tuán)隊合作和項目設(shè)計等活動，鼓勵學(xué)生之間積極互動、交流和協(xié)作。通過團(tuán)隊合作，不僅可以幫助學(xué)生更好地理解和掌握所學(xué)內(nèi)容，還能夠鍛煉他們的團(tuán)隊協(xié)作和溝通交流能力。通過對學(xué)生小組活動的全面評估和反饋，可以幫助他們了解自身的優(yōu)點(diǎn)和不足，并及時提高和改進(jìn)。

韶關(guān)學(xué)院智能工程學(xué)院電子系在實(shí)施嵌入式系統(tǒng)原理課程的改革方案后，取得了顯著的成果。與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比，新的教學(xué)改革方案更加注重學(xué)生的主動性和實(shí)踐能力，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中更有興趣。通過豐富多樣的教學(xué)方式和手段，如實(shí)踐操作、小組討論等，學(xué)生能夠更加深入地掌握和理解所學(xué)內(nèi)容，并能夠?qū)⒗碚撝R應(yīng)用到實(shí)際項目中。此外，該改革方案也促進(jìn)了學(xué)生綜合素質(zhì)的全面提升。學(xué)生們在實(shí)踐操作中鍛煉了自己的動手能力和解決問題的能力，同時也增強(qiáng)了自我管理和團(tuán)隊合作能力。這種全面的提高不僅可以幫助學(xué)生更好地適應(yīng)未來的工作環(huán)境，還有助于他們成為社會中的優(yōu)秀人才。

4 結(jié) 語

本文提出的嵌入式系統(tǒng)原理課程教學(xué)改革方案是基于對現(xiàn)有教學(xué)模式的深刻反思和針對性分析而制定的。該方案旨在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和解決問題的能力，并通過將理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)踐中獲得知識、增強(qiáng)技能、提高專業(yè)素養(yǎng)。在實(shí)施過程中，注重對學(xué)生的個性化指導(dǎo)和關(guān)注，針對不同的學(xué)生需求和學(xué)習(xí)風(fēng)格，提供個性化的學(xué)習(xí)支持和輔導(dǎo)。同時，還注重課程內(nèi)容的更新和優(yōu)化，引入最新的技術(shù)和理念，使課程更貼近工業(yè)應(yīng)用和市場

需求。

通過對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評估，發(fā)現(xiàn)該方案獲得了很好的效果和反響。不僅學(xué)生的考試成績有了明顯提高，更重要的是學(xué)生的實(shí)踐能力也得到了有效的增強(qiáng)。在課程學(xué)習(xí)后，學(xué)生掌握了更加全面深入的理論知識，同時也具備了較為豐富的實(shí)踐經(jīng)驗，能夠更加熟練地運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際

問題。

然而，隨著新工科背景下教學(xué)要求的不斷提高，也需要不斷地探索和創(chuàng)新，以適應(yīng)市場需求，培養(yǎng)高素質(zhì)人才。未來，可以進(jìn)一步優(yōu)化課程內(nèi)容，引入更加先進(jìn)的技術(shù)和理念，提供更加個性化的學(xué)習(xí)支持，促進(jìn)學(xué)生成長并實(shí)現(xiàn)自我價值。同時，也需要積極開展產(chǎn)學(xué)研合作，讓學(xué)生更加接近實(shí)際工作場景，推動課程教學(xué)進(jìn)一步發(fā)展。

注：本文通訊作者為劉建軍。

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收稿日期：2023-09-07 修回日期：2023-10-09

基金項目：教育部高等教育司2023年產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目：新工科背景下嵌入式技術(shù)師資培訓(xùn)（230705078200931）；廣東省高等教育改革項目：基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的電子技術(shù)在線“真”硬件實(shí)驗教學(xué)新模式研究（粵教高函[202129號）；廣東省高等教育學(xué)會實(shí)驗室管理專業(yè)委員會2022年度基金重點(diǎn)項目：基于互聯(lián)網(wǎng)的電子技術(shù)在線硬件實(shí)驗實(shí)訓(xùn)教學(xué)新模式研究（GDJ2022020）；2023年度廣東省本科高校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程建設(shè)項目：面向集成電路的電子技術(shù)課程教學(xué)改革探索—以韶關(guān)學(xué)院為例（粵教高函[2024]9號）；韶關(guān)學(xué)院教改項目：新工科背景下嵌入式系統(tǒng)原理課程教學(xué)改革與實(shí)踐（SYJY20221008）；韶關(guān)學(xué)院2021年校級質(zhì)量工程項目（440-990013250255）

作者簡介：羅 歡（1992－），男，江西南昌人，博士，講師，主要研究方向為多智能體系統(tǒng)、嵌入式技術(shù)。

劉建軍（1980—），男，博士，副教授，主要研究方向為太赫茲無損檢測。