(通讯员 武圣凯 曾诗涵)近日,第六届教师教学创新大赛结果揭晓,人工智能学院胡兰兰老师凭借《嵌入式系统原理与应用》课程创新设计,荣获省级二等奖。5月11日下午,在15栋302会议室,胡兰兰老师接受了我们的专访,将参赛的心路历程、课堂创新的探索与思考娓娓道来

图为胡兰兰老师比赛现场

图为胡兰兰老师省级教学创新大赛二等奖合影
“嵌联万物,芯怀天下”
“这次获奖的《嵌入式系统原理与应用》课程,最核心的教学理念或者创新点是什么?这背后对嵌入式专业人才培养有哪些特别的思考?”
胡兰兰老师向大家说明了说起这门课最核心的理念,其实就是她报告里提到的八个字——“嵌联万物,芯怀天下”。“落到实际教学中,我们最主要的创新就是打造了“四链育人”模式,把“项目贯通链”“情景融通链”“实践驱动链”和“成长赋能链”结合起来,让学生在真实的项目实践中,自然而然地提升专业能力。
我举个简单的例子,传统的嵌入式课程,软硬件知识都是分开教的,学生可能能调用库函数点亮一盏灯,却不知道怎么根据实际需求调节灯光。我一直琢磨,怎么才能让学生把“芯片里的技术”和“现实中的需求”真正联系起来。我们教技术,不只是为了教技术本身,而是把“智慧大棚”这种助力乡村振兴的真实项目搬进课堂,让小小的芯片能真正服务于农业生产。我希望这样培养出来的学生,手里能写得出代码,心里能装得下产业和家国,既有软硬件协同的硬本事,也有服务社会的使命感,这才是我们想培养的卓越工程师。”
“把真实工程搬进课堂,让知识串联生长”
针对嵌入式课程软件抽象层复杂、实践应用困难等痛点,胡老师开出的“药方”是把真实工程项目作为主线,将散落的知识点一一串联起来。
她将“智慧大棚”这个助力乡村振兴的真实项目,按照“需求分析→软硬设计→系统集成”的流程重构成六大教学模块。“学时钟、中断这些‘拦路虎’,不是因为教材上有,而是因为‘大棚里采集温度,必须用定时器中断才能精确’。”胡老师说,这样一来,学生带着工程问题去学理论,理解起来就顺了,也知道了“为什么这么设计”。

图为胡兰兰老师的现场演练
面对实践落地难的问题,胡老师没有让学生做孤立的模块实验,而是引导他们经历完整的系统开发流程,“去面对模块间的联调、时序上的冲突、资源上的取舍。实践能力和系统思维,就是在一次次‘设计—搭建—联调—解决问题’的循环里,一点一点磨出来的。”

图为胡兰兰老师讲述课堂教学痛难点
“化抽象为具体,让工程思维可见”
如何让偏抽象的嵌入式知识变得易懂?胡老师的秘诀是“化抽象为具体,化沉默为互动”。
她建立了“生活场景”“学科前沿”等案例与知识点的对应关系。讲GPIO,不只是讲寄存器,还会从“怎么用传感器感知大棚光照”切入,让学生带着问题寻找答案。同时,利用虚拟仿真平台,把看不见的中断响应、时序调用过程可视化,“学生在仿真里大胆试错,系统跑崩了也能秒级还原,看得见信号,读得懂时序,理解门槛就降下来了。”

图为胡兰兰老师在校赛中现场分析的场景
更为亮眼的是,胡老师在课堂中引入了嵌入式AI导师平台,引导学生依托AI开展方案设计与问题探究,通过“AI协同—仿真实现—现场实践”的路径,让学习更具交互性和深度。她还会组织组间互评,师生共同复盘,要求每个人都说出“最得意的一处优化”和“最头疼的一个问题”,并将这些反思记录在学生个人的项目成长档案袋中。“学生自己翻看时都会惊讶:‘原来我是这样一步步走过来的!’这让抽象的工程能力变得可追溯、可看见。”

图为胡兰兰老师讲述参赛初心与灵感
“以赛促教,让技术教学更有温度”
“嵌入式专业的知识点本身比较抽象,而且实操性很强,您在课程创新中,做了哪些教学设计和细节安排,让学生更容易理解、更容易学好这门课?”
胡兰兰老师告诉大家要让抽象的知识变易懂,核心就是两个点:化抽象为具体,化沉默为互动。

图为胡兰兰老师与专家讨研备赛过程
“学生觉得嵌入式难,很多时候是因为觉得知识离自己的生活太远,太抽象。所以我们就把“生活场景”“学科前沿”的案例,和知识点对应起来。比如讲GPIO,我们不只是单纯讲寄存器的原理,而是从“怎么用传感器感知大棚里的光照”这个实际工程问题入手,让学生带着问题去寻找答案,自然而然就理解了“为什么要这么设计”。
另外,我们借助华清远见等虚拟仿真平台,把看不见的中断响应、时序调用过程,都可视化呈现出来。学生可以在仿真平台上大胆试错,就算系统跑崩了,也能秒级还原,能清晰地看到信号变化、读懂时序逻辑,理解难度一下子就降下来了。
还有一个小设计,我们搭建了嵌入式AI导师平台,引导学生依托这个平台做方案设计、探究问题,形成“AI协同—仿真实现—现场实践”的学习路径,让学习更有互动性,也更有深度。同时,我们还会组织学生组间互评、师生共同复盘,要求每个人都说说“我们组最得意的一处优化”和“最头疼的一个问题”。这些反思我们都会记录在学生个人的项目成长档案袋里,让原本抽象的“工程能力”,变得可追溯、可看见。很多学生后来翻看档案袋,都会惊讶地说:“原来我是这样一步步成长起来的!”

