基于创新能力培养的嵌入式系统课程教学改革策略探析

郭超，姚雷博，胡友耀

（1.洛阳理工学院电气工程与自动化学院，河南 洛阳 471023；2.洛阳理工学院，河南 洛阳 471023；3.洛阳拖拉机研究所有限公司，河南 洛阳 471023）

0 引言

随着国内通信技术、互联网技术以及电子技术的高速发展，越来越多的优质教学模式引入到高等院校嵌入式系统教学环节，这项课程具有一定的实践性与理论性，是学生创新能力培养的最佳之选。但长期以来受到教学内容涉及较广、学习难度较大而学生知识储备相对欠缺这一问题的影响，为课程开展带来了一定的挑战与难度。为此，相关教育教育人员应当对现有的教学模式以及教学内容展开适当的优化与更新，促进学生创新能力形成以及核心素养形成，为高校学生综合素质发展提供助力。

1 嵌入式系统教学现状以及学生创新能力培养现状

1.1 嵌入式教学现状

1.1.1 教学内容庞杂，教学时长紧张

首先，嵌入式教学内容较为庞杂，知识范围涉及面较广，而高等院校学时较为紧张、学习任务较为繁重，课堂教学时间内无法对基础知识以及核心知识进行深度讲解。与此同时，嵌入式系统教学环节涉及到处理器的核心元件以及硬件设施内容，因此学习难度较大，对学生的思维能力以及综合能力要求较高。其次，高等院校学时相对紧张，而嵌入式系统教学时长普遍不足，导致理论教学环节无法对学生展开深度引导，而实践教学环节，由于学生的自主能力不足，创新意识以及创新能力培养效果不佳[1]。

1.1.2 教学体系缺乏完善性

嵌入式系统这门课程涉及范围较广，教学内容同时涵盖各个学科的核心知识点，在学习这门课程前，需要进行部分课程选修。首先，对选修课程以及专业课程并未进行精准开设，导致课程教学体系缺乏完善性与规范性。其次，学生的专业知识储备不足，导致后期学习环节难以对教学内容展开深度理解。追根溯源还是由于很多必要的专业基础知识学习并未列入课程教学计划内，而在课程教学环节对其精准讲解，需要大量的教学时长，这也同时是嵌入式系统教学相对紧张带来的连锁反应，因此在教学环节无法对其展开精细化讲解，只能进行简单的描述与介绍，而学生难以通过简单叙述而了解其中的工作原理，加大了嵌入式系统教学难度[2]。

1.1.3 教学内容设置缺乏合理性

由于嵌入式系统涉及到嵌入式系统编程等环节，因此学习内容难度较大，若是学习内容设置缺乏合理性，会导致实验教学内容与理论教学内容缺乏关联性。受到传统教学观念的制约与影响，长期以来教学内容设计环节通常实践性内容偏少，学生无法在教学环节展开独立思考，实验活动开展环节难以及时发现其中的问题并且加以解决，学生的动手能力不足、创新意识培养效果不佳，也不利于学生的实践能力以及创新能力培养。

1.1.4 教学项目缺乏合理性

教学项目缺乏合理性，就会导致学生的主观能动性以及学习积极性不足，这是由于目前嵌入式系统教学内容相对陈旧、缺乏必要的创新，导致学生长期处于被动学习状态。不仅学生的主体意识没有得到有效发挥，而且学生的创新意识也被极大程度压缩。而教学项目选择是整个嵌入式系统教学的核心重点，精准地选择教学项目，不仅可以使学生加强对理论知识的掌握与理解，而且可以有效激发学生的主观能动性，培养学生的学习兴趣，引导学生在课堂学习环节以及自主学习环节展开自主思考，自主发现问题并且自主探索解决途径[3]。

1.2 创新能力培养现状

1.2.1 学生创造能力相对欠缺

首先，教育人员欠缺良好的创新意识，教学模式以及教学内容相对单一，在教学课程开展环节通常会受到传统教学观念的限制与制约。采用理论教学模式展开教学，极大程度扼杀了高校学生的创新意识以及创造能力；其次，由于学生的基础知识不足，在开展自主思考以及创新意识培养环节，不具备良好的发展基础条件。

1.2.2 缺乏良好的创新能力培养机制

高等院校学生创新能力培养需要校内教职人员与学生共同努力，同时应当构建完善的教学机制。目前多数高等院校在培养学生创新意识、创新能力上都具有或多或少的问题，因此，构建一套完善且行之有效的人才培养机制是整体高等院校发展的重要契机[4]。

2 嵌入式系统教学环节开展教学改革的实践策略

2.1 嵌入式系统教学改革策略

2.1.1 科学设置教学比例

科学设置教学比例，可以使理论教学与实践教学相互促进、相互补充，转变传统嵌入式系统教学观念以及教学模式，适当加设实验教学比例，以此培养学生的创新能力以及实践能力。在实践教学环节，以设计性实验为主，注重培养学生的自主思考能力以及自主意识，使学生可以自主发现教学中的问题并且加以解决，以此培养学生创新能力以及解决问题的能力，为学生核心素养发展提供助力。

2.1.2 完善课程教学体系，注重学生实践能力培训

由于高等院校嵌入式系统教学内容涉及范围极广，教学内容涵盖多个专业，多个学科，因此教学难度相对较大。构建完善的课程教学体系，针对不同专业学生需求来展开精细化课程设计，不仅可以为嵌入式系统教学奠定基础，同时也可以有效提升学生的基础知识储备。在课程教学环节中展开精细化设计，注重培养学生的创新意识以及创新能力，为学生综合素质发展提供助力[5]。

2.1.3 结合生活实际，科学选择教学项目

目前嵌入式系统教学项目较为陈旧，缺乏必要的创新与改革，而教学项目选择应当贴近学生日常生活，结合生活实际来展开精准设计，合理选择实验教学项目。一个好的教学项目不仅可以有效提升课堂教学效率，而且可以有助于发挥学生的主体意识以及主观能动性，有效引导学生展开自主思考、自主分析，使学生可以结合自身的知识储备以及思维能力来展开问题分析，以此提升学生解决问题的效率以及解决问题的能力。

2.1.4 转变传统教学方法，培养学生工程思维

转变传统教学模式，在实验教学环节引入项目教学法或者案例教学法等优质教学模式，注重培养学生的工程能力。嵌入式系统是一门实践性较强的课程，注重在教学环节培养学生的实践能力，这也是教学开展的重要基础之一。采用项目式教学法，不仅有助于提升学生对基础知识的掌握与理解，而且可以有效培养学生的创新意识，以创新能力结合生活实际来展开分析。有助于学生的理论知识储备提升以及理论知识记忆，加强校企合作育人模式效率，构建完善的互惠互利合作体系，将企业的实际项目作为学生培养的案例，这样不仅可以使学生的实践能力得到有效培养与提升，而且可以显著提升学生与其合作企业的契合程度[6]。

2.2 高等院校学生创新能力培养策略

2.2.1 鼓励学生参加学科竞赛

结合生活实际展开教学，有助于提升学生对理论知识的理解，并且将所学到的理论知识应用到实际当中，解决生活问题。这也是学生创新能力培养的关键性环节。因此，在校内开展主题类学科竞赛，并且精准设定奖励机制，鼓励全体高校学生积极参与其中，并且引导学生参与国内外嵌入式系统相关的科学类竞赛，并且配备专业教师展开指导。

2.2.2 构建完善的学生培养机制

众所周知，教学机制与学生创新能力形成息息相关，因此探索出一套完善的人才培养机制，可以有助于学生的创新意识、实践能力以及创新能力培养，制定科学的教学计划，实现教学模式灵活多变。积极展开校企合作育人模式，构建完善的双师型教育队伍[7]。

2.2.3 开放专业实训室

受到各种因素的影响，目前国内多数高等院校并未完全开放实训室，在实验室开放环节存在一定的困难。而实训室的开放有助于学生创新思维以及创新能力的培养。因此，相关教育人员应该积极克服现有困难，鼓励学生进入到实训室展开学习，为学生实践能力培养提供助力，教师还可以适当布置实习任务，使学生在实训室中独立完成[8]。

3 结语

总而言之，高等院校嵌入式系统课程教学改革与高校学生创新能力培养极为契合，二者之间具有诸多互通之处，相关教育人员可以通过科学设置教学比例、完善课程教学体系，注重学生实践能力培训、结合生活实际，科学选择教学项目、转变传统教学方法，培养学生工程思维等方式来开展高等院校嵌入式系统教学改革，为高等院校学生创新能力培养、创新意识形成奠定坚实而稳固的基础。